Designløsning for 24kV tør luftisoleret ringhovedenhet

Kombinasjonen av Solid Insulation Assist + Dry Air Insulation representerer utviklingsretningen for 24kV RMUs. Ved å balansere isolasjonskrav med kompakthet og ved bruk av solid hjelpesikring, kan isolasjonstester bestås uten betydelig økning i fases til fases og fase til jord dimensjoner. Innkapsling av stolpekolonnen fastsetter isolasjonen for vakuumavbryteren og dens koblingsledninger.

Ved å beholde 24kV utgående busbar faseavstand på 110mm, kan elektriske feltintensitet og ikke-uniformitetskoeffisient reduseres ved innkapsling av busbars overflate. Tabell 4 beregner det elektriske feltet under ulike faseavstander og busbar isolasjonstydker. Det viser at en passende økning i faseavstanden til 130mm og anvendelse av 5mm epoksyinnkapsling på rundt bar busbar resulterer i et elektrisk feltstyrke på 2298 kV/m. Dette holder en viss marg på under den maksimale tål-evnen av tørt luft (3000 kV/m).

Tabell 4: Elektriske feltforhold under ulike faseavstander og busbar isolasjonstydker

På grunn av lav isolasjonstyrke hos tørr luft, kan solid isolasjon alene ikke løse spørsmålet om tål-evne for isolasjonskløften. En dobbelt-isolasjonsbrytekonfigurasjon fordeler effektivt spennings over to gasskløfter. Graderingsringer (feltskjelder) er designet i koncentrerte feltområder som isolasjon og jord statiske kontakter for å redusere feltstyrken og minimere luftkløftdimensjoner. Som vist i Figur 3, roterer en forsterket nylon hovedakse dobbeltbrytemekanismen for å oppnå drifts-, isolasjons- og jordstillinger. Graderingsringer ved statiske kontakter, med en 60mm diameter og epoksyinnkapsling, tillater en 100mm frirom for å tåle en 150kV lynimpuls tål-evne.

Andre tilnærmelser, som longitudinelle fase-segregerte layouter, bruk av høystyrke enkelfase legemetanke, eller moderat økning av gasspress, kan også møte 24kV tål-evnekrav. Imidlertid krever RMUer lav kostnad, og unødig høye kostnader er uakseptable for brukere. Gjennom optimalisert design, som moderat økning av RMU-bredde, kan målet om lav kostnad og miniatyrisering oppnås for 24kV miljøvennlige gassisolerte RMUer.

1. Oppstilling av jordbrytere i Eco-Gas RMUer
To hovedkretsmetoder kan implementere jordfunksjoner:

• Utgaende side jordbryter (nedre jordbryter)
• Busbar side jordbryter (øvre jordbryter), valgfritt E0-rangering, krever hovedbryterkoordinering for jordoperasjoner.

Nasjonal nettverks "12kV RMU (Kabinet) Standardisert Design Skjema" 2022 Utgave spesifiserer at alle tre-posisjonsbrytere (isoler, koble, jord) bør benytte busbar-sideoppstilling, kjent som "Busbar Side Kombinert Funksjon Jordbryter".

Strømsikkerhetsregler krever at ingen sirkuitsbryter (CB) eller sikring kan finnes mellom jordleder/jordbryter og utstyret under vedlikehold. Hvis en CB finnes mellom jordbryteren og utstyret pga. designbegrensninger, må tiltak sikre at CB ikke kan åpnes etter at både jordbryteren og CB er lukket. Derfor:

• En Linje Side Jordbryter, plassert nedstrøms fra CB, kobles direkte til jordet utgående kabel, naturlig oppfyller regelen da ingen CB finnes mellom den og utstyret.
• En Busbar Side Jordbryter, plassert oppstrøms fra CB, har vakuum CB mellom seg og jordet utgående kabel, overtredes direkte koblingskrav. Etter at jordbryteren og CB er lukket, må tiltak mot CB-åpning implementeres. Eksempler inkluderer frakobling av CB-trippesirkuit via en blokkeringsplate eller bruk av mekaniske låser for å hindre uhell CB-åpning og dermed tap av jording.

Nasjonalt nettstandard krever også mekaniske og elektriske låser for å forebygge manuell eller elektrisk åpning av CB når kombinert funksjon jordbryter bruker CB (lukket) for å jorde kabelside.

Den primære grunnen for valg av Busbar Side Isolering-Jord Tre-Posisjonsbryter i nasjonale standarder er jord/gjøring kapasitet:

• SF6 RMUer: SF6 har ~3 ganger isolasjonstyrken av luft og ~100 ganger større bueslukningskapasitet på grunn av bedre kjøling, sikrer tilstrekkelig jordbrytekapasitet.
• Eco-Gas RMUer: Eco-gasser mangler inngående bueslukningskapasitet og har dårligere isolasjon. For å oppnå den nødvendige kapasiteten kreves veldig høye lukkingshastigheter. Men standard RMU-driftsmekanismer mangler energi for slike hastigheter. Bruk av linjeside jordbryter krever dyre høyhastighetmekanismer, robuste buemotstandsaktive kontakter og kraftanalyse, øker kostnaden og kompleksiteten. Busbar Side Jordbrytere, selv om de krever CB-låsesløsninger, gir sterkere kapasitet og kan sikre jordrelativitet.

Analyse av SF6 vs. Eco-Gas Teknologi og Produkter indikerer at 12kV Eco-Gas RMUer kan møte isolasjon og temperaturstigning krav med minimal størrelsesøkning, representerer en moden teknisk løsning.

Tvert imot, 24kV Eco-Gas Isolerte produkter er fortsatt begrenset. Den viktigste utfordringen er betydelig høyere spenningnivå fører til mye større dimensjoner og høyere kostnader, hemmer utviklingen. Balansering av faktorer som type isolergass, fyllingstrykk, gastanksvolum, og hjelpesikring kostnad er avgjørende for å designe lavkostnads, kompakte RMUer. Vellykket erstattelse av SF6 vil ikke bare ta tak i den innenlandske markedet, men også muliggjøre global rekkevidde, fremme Kinas lavkarbon, miljøvennlige produkter verden over.