Rockwill RGIS Switchgear — 12 kV, 24 kV ve 40.5 kV Uygulamaları İçin Gaz Seçimi Dikkate Alınacaklar

Rockwill RGIS, gerilim sınıflarında farklı yalıtım gazları kullanır (12/24 kV için N₂/kuru hava, 40.5 kV için SF₆, g³ ise çevre dostu bir alternatif olarak tanıtılmaktadır). Bu seçim, temel olarak yalıtım performansı, ekipmanın kompaktlığı, maliyet etkinliği ve çevresel düzenlemeler arasındaki dengeyi sağlayacak şekilde bir mühendislik kararıdır. Bu mantığı anlamak, öncelikle N₂, kuru hava, SF₆ ve g³ nin yalıtım ve yayma söndürme özelliklerinin kapsamlı bir karşılaştırmasını gerektirir.

Yalıtım ve Yayma Söndürme Performansındaki Temel Farklar

1. Ana Bileşenler

2. yalıtım gücü (SF₆'ya göre)

3. Elektron Yakalama Mekanizması

4. Elektrik Yay Söndürme Kapasitesi (hava ile karşılaştırıldığında)

5. Küresel Isınma Potansiyeli (GWP)

6. Çevresel ve Zehirli Etkileri Dikkate Alma

7. Liquefaksiyon Sıcaklığı (işletim basıncında)

8. Kirletici Maddeye Hassasiyet

Önemli Özetler

• İlk olarak, yalıtım performansı gradyanı. SF₆ ve g³ en üst seviyede yer alır, N₂/kuru hava ile karşılaştırıldığında dielektrik gücü 2.5 katından fazladır. Bu, aynı gerilim ve açıklıkta, SF₆ veya g³ kullanarak ekipman hacmi kuru hava yalıtımlı bir kabinin 1/3'üne veya daha azına indirilebilir. Furonitril ve CO₂'nin dikkatli bir şekilde karıştırılmasıyla, g³ tasarım basıncında SF₆'ya neredeyse eşit yalıtım performansı sağlayabilir — bu da kompakt 40.5 kV çevre dostu anahtarlama cihazlarının en büyük engelini kaldırır.
• İkinci olarak, yayıcı söndürme yeteneği farkı. SF₆'nın benzersiz termokimyasal yayıcı söndürme özellikleri, yüksek akımları bağımsız olarak kesmesine olanak tanır. N₂, kuru hava ve g³ bu yeteneğe sahip değildir. Bu nedenle, bu üç gazı kullanan herhangi bir anahtarlama cihazı — gerilim seviyesinden bağımsız olarak — akım kesiminde tamamen vakum kesiciye dayanmalıdır, gaz ise sadece yalıtım ortamı olarak görev görür. Bu, "vakum kesimi + çevre dostu gaz yalıtımı" kombinasyonunun endüstri standartı haline gelmesinin nedenidir.
• Üçüncü olarak, g³ dengelemesi. g³, SF₆ ile karşılaştırılabilir yalıtım performansıyla son derece düşük GWP sunar — bu onu ideal bir alternatif yapar. Ancak, çalıştırma basıncında daha yüksek likidifikasyon sıcaklığı nedeniyle, daha fazla CO₂ karıştırılmadan (bu, yalıtımı biraz azaltır) veya ısıtma/yalıtım eklemeden aşırı soğuk bölgelerde doğrudan kullanımı uygun değildir. Zayıf yayıcı söndürme yeteneği, vakum kesicisi tarafından mükemmel bir şekilde telafi edilir, böylece g³ yalıtım gücünün üzerinde yoğunlaşabilir.

Yukarıdaki farklılıklar göz önünde bulundurulduğunda, Rockwill'ın RGIS için gerilim sınıflarına göre gaz seçim mantığı açıkça ortaya çıkar.

12 kV / 24 kV İçin — N₂ veya Kuru Hava + Vakum Kesici

Bu gerilim seviyelerinde, yalıtım gereksinimleri orta seviyededir. Gaz basıncını (örneğin, 0.1–0.15 MPa göreceli basıncı) hafifçe artırarak, N₂ veya kuru hava kompakt bir tasarım için yeterli dielektrik gücü sağlayabilir ve hiçbir sera gazı gerekmez. En ucuz, çevre dostu ve en kolay bakım gerektiren N₂ veya kuru havayı — olgun bir vakum kesici ile birlikte — kullanarak, ürün vaadini "yüksek maliyet etkinliği ve sıfır yaşam döngüsü sera gazı emisyonu" olarak tam olarak yerine getirir. Ayrıca, kuru havadaki iz miktarındaki oksijen, kısmi devrelerden kaynaklanan karbon birikintilerinin ayrışmasına yardımcı olur, bu da işlem güvenilirliğini daha da artırır.

40.5 kV İçin — SF₆ + Vakum Kesici, veya g³ Alternatif Olarak

40.5 kV'de, yalıtım açıklığı kritik derecede hassas hale gelir. N₂ veya kuru hava kullanılırsa, maksimum izin verilen basıncada bile ekipman hacmi çok katına çıkacaktır — bu, RGIS'i tanımlayan kompaklık kaybedilir. Bir üst düzey yalıtım gazı tanıtılmak zorundadır.

Geleneksel çözüm, havadan 2.5–3 kat daha yüksek dielektrik gücüne sahip SF₆'yı kullanır, bu da düşük basınçta (örneğin, 0.15 MPa) minimal elektrik açıklıkları için yüksek güvenilirlik ve kompaklık sağlar. "SF₆ yalıtım için, vakum kesici kesim için" stratejisi, toksik yayıcı ayrışma yan ürünlerinin büyük miktarlarını temel olarak ortadan kaldırır ve bakımı kolaylaştırır.

Gelecek hazır yükseltme, g³'yü tanıtır. Aynı kompakt alanda, g³ karışımının, SF₆'ye neredeyse eşit yalıtım sağlarken GWP'yi 500'in altına düşürür — bu, giderek sıkılaşan küresel F gazı düzenlemeleriyle tamamen uyumludur. 40.5 kV'de geniş çaplı g³ uygulamasına yönelik mevcut engeller, düşük sıcaklık uygunluğu ve başlangıç maliyetidir. Formülasyonların iyileşmesi ve tedarik zincirinin olgunlaşmasıyla, g³ çevre dostu 40.5 kV RGIS evrimi için kesin bir yön haline gelecektir.

Özet

RGIS gaz seçim felsefesi — N₂, kuru hava, SF₆ ve g³ gibi gazların yalıtım ve yayıcı söndürme performanslarındaki temel fiziksel sınırların net anlaşılması üzerine kurulmuştur — her gerilim seviyesindeki asıl sorunu çözmek için en uygun aracı kullanır:

• Düşük ve orta gerilim (12/24 kV): "Yeşil gaz + vakum" kombinasyonunu kullanır — çevre dostu, ekonomik ve tamamen SF₆'sizdir.
• Yüksek gerilim (40.5 kV): Kompaklık ve güvenilirliği korumak için öncelikle SF₆ kullanılır, g³ ise teknoloji rezervi olarak konumlandırılır — sürekli olarak performans ve çevresel sorumluluk arasında yeni bir Pareto optimumuna yaklaşır.

Rockwill RGIS Case Study and Gas Insulated Switchgear Project in Ghana

Edited From：Garca