Ce materiale se folosesc pentru izolația unei unități principale inelare?

Aceasta este o întrebare pe care o aud constant de la ingineri și specialiști în achiziții. Și are sens - izolația dintr-o unitate principală Ring nu este doar un material de umplutură. Este coloana vertebrală a fiabilității, siguranței și amprentei instalației de comutare. De-a lungul anilor, am urmărit evoluția dramatică a tehnologiei de izolație, iar fiecare opțiune vine cu propriile sale compromisuri. Să defalcăm ce se află de fapt în interiorul acestor unități și de ce contează.

1. Izolarea aerului

Să începem cu cea mai tradițională opțiune. RMU-urile izolate cu aer există de zeci de ani și sunt încă puternice din motive întemeiate.

Realitatea aerului ca izolație

Iată chestia cu aerul - este gratuit, este peste tot și nu necesită o manipulare specială. Dar această cifră de rezistență dielectrică pe care o vezi adesea citată? Luați-o cu un grăunte de sare. În designul practic al RMU, nu vă bazați pe o frecvență de 3 kV/mm într-un spațiu perfect. Izolarea aerului din lumea reală depinde în totalitate de distanțele libere, nivelurile de contaminare și umiditate. De aceea, RMU-urile izolate cu aer sunt mai mari din punct de vedere fizic - au nevoie de spațiu pentru a menține distanțe electrice în siguranță.

Acolo unde RMU-urile izolate cu aer strălucesc

Văd acestea specificate cel mai des pentru aplicații industriale de interior unde spațiul nu este constrângerea principală. Gândiți-vă la substații din fabrică, la camerele principale de distribuție a clădirilor comerciale sau la punctele de distribuție a utilităților în zone mai puțin dense. Întreținerea este simplă - mai ales inspecții vizuale și menținerea curate a compartimentelor. Fără manipulare a gazului, fără etanșare complexă. Doar aer.

Schimbul? Dimensiune. Dacă lucrați într-un subsol urban înghesuit sau pe o platformă offshore, izolarea aerului s-ar putea să nu vă fie prietena.

2. Izolație cu gaz SF6

Acum intrăm în lovitorii grei. RMU-urile izolate cu SF6 au schimbat complet jocul pentru aparatele de comutare compacte.

Ce face SF6 diferit

SF6 nu este doar „aer mai bun”. Este o fiară complet diferită. Rigiditatea sa dielectrică sub presiune permite o reducere dramatică a gardului fază la fază și faza la sol. Dar iată ceea ce manualele nu subliniază întotdeauna: adevărata magie a SF6 este în capacitatea sa de stingere a arcului. Când contactele se separă sub sarcină, SF6 se recombină aproape instantaneu după absorbția energiei electronilor. De aceea, aceste unități pot fi atât de compacte, dar pot gestiona o energie semnificativă de defecțiune.

Elefantul din cameră

SF6 nu este doar „aer mai bun”. Este o fiară complet diferită. Rigiditatea sa dielectrică sub presiune permite o reducere dramatică a gardului fază la fază și faza la sol. Dar iată ceea ce manualele nu subliniază întotdeauna: adevărata magie a SF6 este în capacitatea sa de stingere a arcului. Când contactele se separă sub sarcină, SF6 se recombină aproape instantaneu după absorbția energiei electronilor. De aceea, aceste unități pot fi atât de compacte, dar pot gestiona o energie semnificativă de defecțiune.

Acestea fiind spuse, pentru aplicațiile de înaltă tensiune în care amprenta este critică, SF6 rămâne tehnologia dominantă. Le veți găsi în substațiile din centrul orașului, fabricile industriale cu constrângeri de spațiu și sistemele de colectare a energiei regenerabile. Puteți explora mai multe despre opțiunile de comutație de înaltă tensiune, cum ar fiAparatură de închidere metalică, care poate folosi izolație SF6, pe site-ul nostru.

3. Izolație solidă

Aici inovația devine interesantă. RMU-urile izolate solid reprezintă o schimbare fundamentală de la dielectricii gazoși.

Dincolo de epoxid-ce este folosit de fapt

Rășina epoxidică atrage cea mai mare atenție și da, este utilizată pe scară largă. Dar materialele de calitate inginerească din RMU-urile moderne sunt mai sofisticate decât rășina de turnare simplă. Vorbim despre sisteme epoxidice cicloalifatice cu umpluturi de silice care controlează expansiunea termică și îmbunătățesc rezistența la urmărire. Aceste materiale sunt turnate în vid în jurul conductorilor, creând un sistem de izolație monolitic fără goluri - deoarece golurile înseamnă descărcare parțială, iar descărcarea parțială înseamnă defecțiune.

Cauciuc siliconic - Opțiunea flexibilă
Cauciucul siliconic aduce ceva epoxidic care nu poate-elasticitate. În RMU-urile unde ciclul termic sau vibrațiile reprezintă o problemă, izolația din cauciuc siliconic permite mișcarea fără crăpare. De asemenea, menține proprietățile hidrofobe, ceea ce înseamnă că apa se întinde și se rostogolește, mai degrabă decât să formeze pelicule conductoare pe suprafețe.

Avantajele practice

Izolarea solidă elimină complet monitorizarea gazelor. Fără scurgeri, fără verificări ale presiunii, fără probleme de gaze cu efect de seră. De asemenea, este în mod inerent mai rezistent la contaminare - pulverizare de sare, praf, umiditate - deoarece piesele sub tensiune sunt încapsulate. Pentru instalațiile de coastă sau mediile industriale poluate, acesta este un câștig masiv de fiabilitate.

4. Izolație compozită

Aici liniile se estompează. Majoritatea RMU-urilor moderne nu se bazează pe un singur tip de izolație.

Cum arată cu adevărat compozitul

Luați un RMU tipic izolat cu gaz. Izolația primară ar putea fi SF6, dar în interiorul acelui compartiment de gaz, veți găsi izolatori din rășină epoxidică care susțin conductorii și mențin poziția. Acei izolatori trebuie să reziste la aceleași solicitări electrice ca și gazul, plus sarcini mecanice în timpul comutării și condițiilor de defecțiune.

În unitățile izolate cu aer, veți vedea adesea bariere din poliester sau fibră de sticlă epoxidică între faze sau între părțile sub tensiune și pământ. Acestea permit spații libere reduse, menținând în același timp siguranța - aerul asigură izolația primară, dar bariera solidă previne căile de arc directe.

De ce să amestecați materiale?

Este vorba despre a juca la punctele forte. Gazul sau aerul gestionează izolația în vrac la distanțe. Materialele solide oferă suport mecanic, protecție de barieră și control al stresului la interfețe. Obțineți combinația corectă și optimizați dimensiunea, costul și fiabilitatea simultan.

5. Ceea ce conduce de fapt alegerea

Când lucrez cu clienții care specifică RMU, decizia de izolare se reduce rareori la un singur factor. Iată ce discutăm de fapt:

Clasa de tensiune nu este simplă

Da, tensiunile mai mari necesită performanțe dielectrice mai bune. Dar, în cadrul aceleiași clase de tensiune, puteți alege aer pentru simplitate, SF6 pentru compactitate sau solid pentru conformitatea cu mediul. Aplicația dictează prioritatea.

Calculul de mediu

SF6 este excelent din punct de vedere tehnic, dar traiectoria de reglementare este clară. Dacă proiectul tău are o durată de viață de 30 de ani, SF6 va fi încă acceptabil în 2050? Mulți dintre clienții mei se îndreaptă preventiv către tehnologii solide sau alternative de gaz (cum ar fi amestecurile de fluoronitril sau fluorocetone) pentru a-și asigura instalațiile pe viitor.

Costul total de proprietate

Unitățile izolate cu aer au un cost mai mic, dar o amprentă mai mare. Unitățile SF6 costă mai mult inițial, dar economisesc imobile. Unitățile cu izolare solidă elimină costurile de gestionare a gazelor pe parcursul ciclului de viață. Întotdeauna cer clienților să modeleze costurile pe 20 de ani, nu doar prețul de achiziție.

Ce le spun clienților

Dacă instalați într-un mediu interior controlat, cu spațiu liber, izolarea aerului este perfect viabilă și rentabilă.

Dacă vă strecurați într-o substație urbană sau aveți de-a face cu niveluri ridicate de defecțiuni într-un spațiu compact, SF6 (sau alternativele sale emergente) este încă alegerea pragmatică - pentru moment.

Dacă vă aflați într-un mediu sensibil, zonă de coastă sau aveți mandate de durabilitate, izolația solidă merită o atenție serioasă. Tehnologia s-a maturizat, iar fiabilitatea este dovedită.

Concluzie

Alegerea materialului de izolație pentru o unitate principală Ring depinde de o varietate de factori, inclusiv nivelul de tensiune, condițiile de mediu, costul și siguranța. Aerul, gazul SF6, izolația solidă și izolația compozită au toate proprietățile și aplicațiile lor unice. În calitate de furnizor de RMU, ne angajăm să oferim clienților noștri cele mai bune soluții de izolare în funcție de nevoile lor specifice.

Dacă sunteți în căutarea unei unități principale Ring și doriți să discutați în continuare despre opțiunile de izolare, vă invităm să ne contactați pentru o consultație detaliată. Echipa noastră de experți vă poate ajuta să selectați cel mai potrivit material de izolare și design RMU pentru proiectul dumneavoastră.

Referințe

• IEC 62271-201, Aparatură de comandă și de înaltă tensiune – Partea 201: Aparatură de comandă și de comandă cu izolație AC pentru tensiuni nominale de peste 1 kV și până la 52 kV inclusiv.

• Broșura tehnică CIGRE 589, „Ghidul utilizatorului pentru aplicarea aparatelor de comutație izolate cu gaz (GIS) pentru tensiuni nominale de peste 52 kV”.

• „Solid Insulation for Medium Voltage Switchgear”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Voi. 27, nr. 3, iunie 2020.