Milyen anyagokat használnak a gyűrűs főegység szigeteléséhez?

Ezt a kérdést folyamatosan hallom mérnököktől és beszerzési szakemberektől. És ennek van értelme – a gyűrűs főegység szigetelése nem csupán töltőanyag. Ez a gerince a kapcsolóberendezések megbízhatóságának, biztonságának és helyigényének. Az évek során figyeltem a szigetelési technológia drámai fejlődését, és mindegyik opciónak megvannak a maga kompromisszumai. Nézzük meg, hogy valójában mi van ezekben az egységekben, és miért számít ez.

1. Légszigetelés

Kezdjük a leghagyományosabb lehetőséggel. A légszigetelt RMU-k évtizedek óta léteznek, és jó okok miatt még mindig erősek.

A levegő mint szigetelés valósága

Itt a levegőről van szó: ingyenes, mindenhol megtalálható, és nem igényel különösebb kezelést. De azt a dielektromos szilárdsági adatot, amelyet gyakran idéznek? Vegyük egy szem sóval. A praktikus RMU-kialakításban nem kell 3 kV/mm-re hagyatkozni a tökéletes résben. A valós légszigetelés teljes mértékben a távolságtól, a szennyeződési szinttől és a páratartalomtól függ. Ezért a légszigetelt RMU-k fizikailag nagyobbak – szükségük van helyre a biztonságos elektromos távolságok fenntartásához.

Ahol a légszigetelt RMU-k ragyognak

Ezeket leggyakrabban beltéri ipari alkalmazásokhoz látom, ahol nem a hely az elsődleges korlát. Gondoljon a gyári alállomásokra, a kereskedelmi épületek főkapcsolótereire vagy a kevésbé sűrű területeken lévő közmű-elosztó pontokra. A karbantartás egyszerű – többnyire szemrevételezéssel és a rekeszek tisztán tartásával. Nincs gázkezelés, nincs bonyolult tömítés. Csak levegőt.

A kompromisszum? Méret. Ha szűk városi pincében vagy offshore platformon dolgozik, előfordulhat, hogy a légszigetelés nem a barátja.

2. SF6 gázszigetelés

Most a nehéz ütőkhöz érkezünk. Az SF6-szigetelt RMU-k teljesen megváltoztatták a kompakt kapcsolóberendezések játékát.

Mitől más az SF6?

Az SF6 nem csak „jobb levegő”. Ez egy teljesen más vadállat. Nyomás alatti dielektromos szilárdsága drámaian csökkenti a fázis-fázis és a fázis-föld távolságokat. De itt van, amit a tankönyvek nem mindig hangsúlyoznak – az SF6 igazi varázsa az ívoltó képességében rejlik. Amikor az érintkezők terhelés alatt szétválnak, az SF6 szinte azonnal újraegyesül az elektronenergia elnyelése után. Ez az oka annak, hogy ezek az egységek olyan kompaktak, de jelentős hibaenergiát kezelhetnek.

Az elefánt a szobában

Az SF6 nem csak „jobb levegő”. Ez egy teljesen más vadállat. Nyomás alatti dielektromos szilárdsága drámaian csökkenti a fázis-fázis és a fázis-föld távolságokat. De itt van, amit a tankönyvek nem mindig hangsúlyoznak – az SF6 igazi varázsa az ívoltó képességében rejlik. Amikor az érintkezők terhelés alatt szétválnak, az SF6 szinte azonnal újraegyesül az elektronenergia elnyelése után. Ez az oka annak, hogy ezek az egységek olyan kompaktak, de jelentős hibaenergiát kezelhetnek.

Ennek ellenére a nagyfeszültségű alkalmazásokban, ahol a lábnyom kritikus, az SF6 továbbra is a domináns technológia. Ezeket a városközponti alállomásokon, helyszűke ipari üzemekben és megújuló energiagyűjtő rendszerekben találja meg. További információkat találhat a nagyfeszültségű kapcsolóberendezésekről, mint plFém zárható kapcsolóberendezés, amely SF6 szigetelést alkalmazhat, a weboldalunkon.

3. Szilárd szigetelés

Itt válik érdekessé az innováció. A szilárd szigetelésű RMU-k alapvető elmozdulást jelentenek a gáznemű dielektrikumoktól.

Az epoxin túl – a ténylegesen használtakat

Az epoxigyanta kapja a legtöbb figyelmet, és igen, széles körben használják. A modern RMU-k mérnöki minőségű anyagai azonban kifinomultabbak, mint az egyszerű öntőgyanta. Cikloalifás epoxirendszerekről beszélünk szilícium-dioxid töltőanyagokkal, amelyek szabályozzák a hőtágulást és javítják a követési ellenállást. Ezeket az anyagokat vákuummal öntik a vezetékek köré, így egy monolitikus szigetelőrendszer jön létre üregek nélkül – mivel az üregek részleges kisülést jelentenek, a részleges kisülés pedig meghibásodást.

Szilikon gumi – a rugalmas lehetőség
A szilikon gumi valami epoxigyanta rugalmasságot kölcsönöz. Azokban az RMU-kban, ahol a hőciklus vagy a vibráció aggodalomra ad okot, a szilikongumi szigetelés repedés nélkül képes a mozgáshoz. Megőrzi a hidrofób tulajdonságokat is, ami azt jelenti, hogy a víz felfelé és legördül, nem pedig vezető filmet képez a felületeken.

A gyakorlati előnyök

A szilárd szigetelés teljesen kiküszöböli a gázfelügyeletet. Nincs szivárgás, nincs nyomásellenőrzés, nincs üvegházhatású gáz. Emellett eleve jobban ellenáll a szennyeződéseknek – sópermetnek, pornak, páratartalomnak –, mivel a feszültség alatt álló részek kapszulázottak. A tengerparti létesítmények vagy a szennyezett ipari környezetek esetében ez óriási megbízhatósági győzelem.

4. Kompozit szigetelés

Itt elmosódnak a vonalak. A legtöbb modern RMU nem támaszkodik egyetlen szigeteléstípusra.

Hogy néz ki valójában a kompozit

Vegyünk egy tipikus gázszigetelt RMU-t. Az elsődleges szigetelés lehet SF6, de ebben a gázkamrában epoxigyanta szigetelőket talál, amelyek megtámasztják a vezetőket és megtartják a helyzetet. Ezeknek a szigetelőknek ugyanolyan elektromos igénybevételnek kell ellenállniuk, mint a gáznak, valamint a kapcsolási és hibaállapotú mechanikai terheléseknek.

A légszigetelt egységekben gyakran látni poliészter vagy epoxi üvegszálas korlátokat a fázisok, illetve a feszültség alatt álló részek és a talaj között. Ezek csökkentik a távolságokat, miközben megőrzik a biztonságot – a levegő biztosítja az elsődleges szigetelést, de a szilárd gát megakadályozza a közvetlen íves pályákat.

Miért keverjük össze az anyagokat?

Az erősségekre való játékról van szó. Gáz vagy levegő kezeli az ömlesztett szigetelést távolságokon keresztül. A szilárd anyagok mechanikai támasztást, akadályvédelmet és feszültségszabályozást biztosítanak a felületeken. Szerezze meg a megfelelő kombinációt, és egyszerre optimalizálja a méretet, a költségeket és a megbízhatóságot.

5. Mi hajtja valójában a választást

Amikor olyan ügyfelekkel dolgozom, akik RMU-kat határoznak meg, a szigetelési döntés ritkán egy tényezőn múlik. Íme, miről beszélünk valójában:

A feszültségosztály nem egyszerű

Igen, a nagyobb feszültségek jobb dielektromos teljesítményt igényelnek. De ugyanazon a feszültségosztályon belül választhatja a levegőt az egyszerűség kedvéért, az SF6-ot a kompaktságért, vagy a szilárd a környezeti követelményekért. Az alkalmazás határozza meg a prioritást.

A környezeti kalkulus

Az SF6 műszakilag kiváló, de a szabályozási pálya egyértelmű. Ha a projektje 30 éves élettartammal rendelkezik, az SF6 továbbra is elfogadható lesz 2050-ben? Sok ügyfelem előrelátóan a szilárd vagy alternatív gáztechnológiák (például a fluor-nitril vagy a fluorketon keverékek) felé mozdul el, hogy létesítményeiket a jövőben is biztonságossá tegyék.

Teljes tulajdonlási költség

A légszigetelt egységek alacsonyabb első költséggel rendelkeznek, de nagyobb a helyigényük. Az SF6 egységek kezdetben többe kerülnek, de ingatlant takarítanak meg. A szilárd szigetelésű egységek kiküszöbölik a gázgazdálkodási költségeket az életciklus során. Mindig arra kérem az ügyfeleket, hogy ne csak vételárat, hanem 20 éves költségeket is modellezzenek.

Amit az ügyfeleknek mondok

Ha ellenőrzött beltéri környezetben, ahol van szabad hely, akkor a légszigetelés tökéletesen életképes és költséghatékony.

Ha egy városi alállomásba szorul, vagy nagy hibaszintekkel küzd egy kompakt helyen, az SF6 (vagy feltörekvő alternatívái) továbbra is a pragmatikus választás – egyelőre.

Ha érzékeny környezetben, tengerparti területen tartózkodik, vagy fenntarthatósági megbízatással rendelkezik, a szilárd szigetelés komoly figyelmet érdemel. A technológia kiforrott, a megbízhatóság bizonyított.

Következtetés

A gyűrűs főegység szigetelőanyagának kiválasztása számos tényezőtől függ, beleértve a feszültségszintet, a környezeti feltételeket, a költségeket és a biztonságot. A levegő, az SF6 gáz, a szilárd szigetelés és a kompozit szigetelés mindegyikének megvannak a maga egyedi tulajdonságai és alkalmazásai. Az RMU-k beszállítójaként elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ügyfeleinknek a legjobb szigetelési megoldásokat kínáljuk az egyedi igényeik alapján.

Ha Ön egy gyűrűs főegységet szeretne vásárolni, és szeretne tovább beszélni a szigetelési lehetőségekről, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot egy részletes konzultációért. Szakértői csapatunk segít kiválasztani a projektjéhez legmegfelelőbb szigetelőanyagot és RMU-tervet.

Hivatkozások

• IEC 62271-201, Nagyfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések – 201. rész: Váltóáramú szigeteléssel zárt kapcsoló- és vezérlőberendezések 1 kV feletti és 52 kV-ig terjedő névleges feszültségekhez.

• CIGRE 589. műszaki brosúra, "Használati útmutató gázszigetelt kapcsolóberendezések (GIS) alkalmazásához 52 kV feletti névleges feszültségekhez."

• "Szilárd szigetelés közepes feszültségű kapcsolóberendezésekhez", IEEE Transactions on Dilectrics and Electrical Insulation, Vol. 27, 3. szám, 2020. június.