Koji se materijali koriste za izolaciju glavne prstenaste jedinice? - Blog

To je pitanje koje stalno čujem od inženjera i stručnjaka za nabavku. I ima smisla - izolacija u glavnoj jedinici prstena nije samo neki materijal za punjenje. To je okosnica pouzdanosti, sigurnosti i otiska rasklopnog uređaja. Tokom godina, gledao sam kako se tehnologija izolacije dramatično razvija, a svaka opcija dolazi sa svojim vlastitim kompromisima. Hajde da razjasnimo šta je zapravo unutar ovih jedinica i zašto je to važno.

1. Vazdušna izolacija

Počnimo s najtradicionalnijom opcijom. Zračno izolirani RMU-ovi postoje već decenijama i još uvijek su jaki iz dobrih razloga.

Stvarnost zraka kao izolacije

Evo što se tiče vazduha – besplatan je, svuda je i ne zahteva posebno rukovanje. Ali ta brojka dielektrične čvrstoće koju često citirate? Uzmite to sa rezervom. U praktičnom RMU dizajnu, ne oslanjate se na 3 kV/mm preko savršenog razmaka. Zračna izolacija u stvarnom svijetu u potpunosti ovisi o udaljenostima, razinama kontaminacije i vlažnosti. Zato su zračno izolirani RMU-ovi fizički veći – potreban im je prostor za održavanje sigurnih električnih razmaka.

Gdje blistaju zračno izolirani RMU

Vidim da su oni najčešće specificirani za industrijske primjene u zatvorenom prostoru gdje prostor nije primarno ograničenje. Razmislite o fabričkim trafostanicama, glavnim razvodnim prostorima komercijalnih zgrada ili komunalnim distributivnim mjestima u manje gustim područjima. Održavanje je jednostavno - uglavnom vizuelni pregledi i održavanje čistih odjeljaka. Nema rukovanja plinom, nema složenog zaptivanja. Samo vazduh.

Kompromis? Veličina. Ako radite u skučenom urbanom podrumu ili na morskoj platformi, zračna izolacija možda nije vaš prijatelj.

2. SF6 plinska izolacija

Sada ulazimo u teške napadače. RMU-ovi izolovani SF6 u potpunosti su promijenili igru kompaktnih razvodnih uređaja.

Šta čini SF6 drugačijim

SF6 nije samo "bolji vazduh". To je sasvim druga zver. Njegova dielektrična čvrstoća pod pritiskom omogućava dramatično smanjenje međufaznih i međufaznih razmaka. Ali evo šta udžbenici ne naglašavaju uvijek – prava magija SF6 je u njegovoj sposobnosti gašenja luka. Kada se kontakti razdvoje pod opterećenjem, SF6 se rekombinuje skoro trenutno nakon što apsorbuje energiju elektrona. Zbog toga ove jedinice mogu biti tako kompaktne, a ipak podnose značajnu energiju kvara.

Slon u sobi

Međutim, za visokonaponske aplikacije gdje je otisak kritičan, SF6 ostaje dominantna tehnologija. Naći ćete ih u podstanicama u centru grada, industrijskim postrojenjima sa ograničenim prostorom i sistemima za prikupljanje obnovljive energije. Možete istražiti više o opcijama visokonaponskih razvodnih uređaja, nprMetalne sklopke, koji može koristiti SF6 izolaciju, na našoj web stranici.

3. Čvrsta izolacija

Ovdje inovacija postaje zanimljiva. RMU sa čvrstom izolacijom predstavljaju fundamentalni pomak od plinovitih dielektrika.

Izvan epoksida – šta se zapravo koristi

Epoksidna smola privlači najviše pažnje, i da, naširoko se koristi. Ali materijali inženjerskog kvaliteta u modernim RMU-ovima su sofisticiraniji od jednostavne smole za livenje. Govorimo o cikloalifatskim epoksidnim sistemima sa silicijum punilima koji kontrolišu termičku ekspanziju i poboljšavaju otpornost na praćenje. Ovi materijali su liveni pod vakuumom oko provodnika, stvarajući monolitni izolacioni sistem bez šupljina - jer šupljine znače delimično pražnjenje, a delimično pražnjenje znači kvar.

Silikonska guma - Fleksibilna opcija
Silikonska guma donosi nešto što epoksid ne može - elastičnost. U RMU-ima gdje su termički ciklusi ili vibracije zabrinuti, izolacija od silikonske gume omogućava kretanje bez pucanja. On također održava hidrofobna svojstva, što znači da se voda diže i kotrlja umjesto da stvara provodljive filmove na površinama.

Praktične prednosti

Čvrsta izolacija u potpunosti eliminira praćenje plina. Bez curenja, bez provjere pritiska, bez brige o gasovima staklene bašte. Takođe je inherentno otporniji na kontaminaciju - slani sprej, prašinu, vlagu - jer su dijelovi pod naponom inkapsulirani. Za obalne instalacije ili zagađena industrijska okruženja, to je velika pobjeda u pouzdanosti.

4. Kompozitna izolacija

Evo gdje se linije zamućuju. Većina modernih RMU-a ne oslanja se na jednu vrstu izolacije.

Kako kompozit zaista izgleda

Outdoor Ring Main Unit

What are the main components of a ring main unit (RMU)?

Uzmite tipičan RMU sa plinskom izolacijom. Primarna izolacija može biti SF6, ali unutar tog plinskog odjeljka naći ćete izolatore od epoksidne smole koji podržavaju provodnike i održavaju položaj. Ti izolatori moraju izdržati ista električna naprezanja kao i plin, plus mehanička opterećenja tijekom uključivanja i kvarova.

U jedinicama sa zračnom izolacijom često ćete vidjeti pregrade od poliestera ili epoksi staklenih vlakana između faza ili između dijelova pod naponom i tla. Oni omogućavaju smanjene razmake uz očuvanje sigurnosti - vazduh obezbeđuje primarnu izolaciju, ali čvrsta barijera sprečava direktne puteve za stvaranje luka.

Zašto mešati materijale?

Radi se o igranju na snagu. Plin ili zrak upravljaju izolacijom na velikim udaljenostima. Čvrsti materijali pružaju mehaničku potporu, zaštitu barijera i kontrolu naprezanja na sučeljima. Dobijte pravu kombinaciju i istovremeno optimizirate veličinu, cijenu i pouzdanost.

5. Šta zapravo pokreće izbor

Kada radim s kupcima koji specificiraju RMU, odluka o izolaciji rijetko se svodi na jedan faktor. Evo o čemu zapravo razgovaramo:

Klasa napona nije jednostavna

Da, viši naponi zahtijevaju bolje dielektrične performanse. Ali unutar iste klase napona, možete odabrati zrak zbog jednostavnosti, SF6 za kompaktnost ili čvrsti materijal zbog ekološke usklađenosti. Aplikacija diktira prioritet.

The Environmental Calculus

SF6 je tehnički odličan, ali regulatorna putanja je jasna. Ako vaš projekat ima životni vek od 30 godina, da li će SF6 i dalje biti prihvatljiv 2050. godine? Mnogi moji klijenti preventivno se kreću ka čvrstim ili alternativnim plinskim tehnologijama (kao što su mješavine fluoronitrila ili fluoroketona) kako bi svoje instalacije bile otporne na budućnost.

Ukupni trošak vlasništva

Zračno izolirane jedinice imaju nižu prvu cijenu, ali veći otisak. Jedinice SF6 u početku koštaju više, ali štede nekretnine. Jedinice sa čvrstom izolacijom eliminišu troškove upravljanja gasom tokom životnog ciklusa. Uvijek tražim od kupaca da modeliraju 20-godišnje troškove, a ne samo nabavnu cijenu.

Šta govorim kupcima

Ako instalirate u kontrolisanom zatvorenom okruženju sa slobodnim prostorom, vazdušna izolacija je savršeno održiva i isplativa.

Ako se stisnete u gradsku podstanicu ili imate posla sa visokim nivoima kvarova u kompaktnom prostoru, SF6 (ili njegove nove alternative) je i dalje pragmatičan izbor – za sada.

Ako se nalazite u osjetljivom okruženju, obalnom području ili imate mandate održivosti, čvrsta izolacija zaslužuje ozbiljnu pažnju. Tehnologija je sazrela, a pouzdanost je dokazana.

Zaključak

Izbor izolacionog materijala za prstenastu glavnu jedinicu zavisi od niza faktora, uključujući nivo napona, uslove okoline, cenu i bezbednost. Vazduh, gas SF6, čvrsta izolacija i kompozitna izolacija imaju svoja jedinstvena svojstva i primene. Kao dobavljač RMU-a, posvećeni smo pružanju naših kupaca najbolja rješenja za izolaciju na osnovu njihovih specifičnih potreba.

Ako ste na tržištu za prstenastu glavnu jedinicu i želite dalje razgovarati o mogućnostima izolacije, pozivamo vas da nas kontaktirate za detaljne konsultacije. Naš tim stručnjaka može vam pomoći da odaberete najprikladniji izolacijski materijal i RMU dizajn za vaš projekt.

Reference

IEC 62271-201, Visokonaponska rasklopna i upravljačka oprema – Dio 201: AC izolacija zatvorena rasklopna i upravljačka oprema za nazivne napone iznad 1 kV i do i uključujući 52 kV.
CIGRE tehnička brošura 589, "Uputstvo za upotrebu gasno izolovanih razvodnih uređaja (GIS) za nazivne napone iznad 52 kV."
"Solid Insulation for Medium Voltage Switchgear", IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 27, br. 3, jun 2020.