소개
수십 년 동안 고압 스위치 기어에서 절연 매체의 선택은 사실상 공기 또는 SF6 가스1. 공기 절연 스위치 기어는 큰 물리적 설치 공간과 정기적인 유지보수가 필요했습니다. SF6 가스 절연 스위치 기어는 컴팩트한 크기와 성능을 제공했지만 지구 온난화 잠재력이 CO₂의 23,500배에 달하는 강력한 온실 가스를 배출하여 환경 규제가 강화될 때마다 그 책임이 더욱 무거워지고 있습니다.
고체 절연 스위치 기어 기술로 에어 갭과 SF6 가스를 모두 주조로 대체 에폭시 수지2 를 기본 절연 매체로 사용하여 활선 도체, 버스바 및 스위칭 요소를 고체 유전체 재료로 캡슐화하여 우수한 내오염성을 제공하고, 가스 관리 요구 사항이 없으며, AIS에 비해 설치 공간을 최대 50%까지 줄이고, 30년 수명으로 유지 보수가 필요 없는 절연 시스템을 제공합니다.
2차 변전소, 산업 전력 시스템 및 재생 에너지 MV 인프라를 설계하는 전기 엔지니어에게 SIS 기술은 기존의 가스 또는 공기 기술을 점진적으로 개선한 것이 아니라 성능 특성, 환경 인증 및 수명 주기 경제성을 갖춘 다른 절연 철학을 통해 고압 절연 설계 방식에 근본적인 변화를 의미합니다. 고체 절연 스위치기어 기술이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 대체 기술보다 우수한 성능을 보이는지 이해하는 것은 모든 사양이 잘 지정된 최신 MV 스위치기어 조달의 기초입니다.
이 문서에서는 절연 물리학 및 재료 과학부터 시스템 아키텍처, 애플리케이션 선택 및 전체 MV 배전 범위의 유지보수 요구 사항에 이르기까지 고체 절연 스위치 기어 기술에 대한 완벽한 기술 참조를 제공합니다.
목차
- 고체 절연 기술이란 무엇이며 MV 스위치 기어에서 어떻게 작동합니까?
- 주요 매개변수에서 SIS 스위치기어 성능은 AIS 및 GIS와 어떻게 비교되나요?
- 애플리케이션에 맞는 고체 절연 스위치기어를 지정하고 선택하는 방법은 무엇입니까?
- SIS 스위치 기어의 설치, 유지보수 및 수명 주기 요구 사항은 무엇인가요?
고체 절연 기술이란 무엇이며 MV 스위치 기어에서 어떻게 작동합니까?
고체 절연 스위치 기어 기술은 스위치 기어 어셈블리 내의 모든 활성 MV 도체, 버스바 및 스위칭 요소 인터페이스를 둘러싼 주요 절연 매체로 주조 고체 유전체 재료(주로 에폭시 수지 화합물)를 적용하는 기술입니다. 공기 절연(물리적 이격 거리에 의존하는) 또는 가스 절연(유전체 강도를 얻기 위해 가압 SF6에 의존하는)과 달리 고체 절연은 캡슐화 재료 자체의 고유한 분자 구조를 통해 유전체 성능을 달성합니다.
고체 유전체 절연의 물리학
모든 절연 시스템에서 유전체 강도는 재료가 고장 전에 견딜 수 있는 최대 전기장, 즉 전하 운반체가 재료를 통해 가속하여 전도성 경로를 만들고 치명적인 고장을 일으키는 지점입니다. 절연 매체의 유전체 강도에 따라 활선 도체를 접지된 구조물과 서로 얼마나 가깝게 배치할 수 있는지가 결정되며, 이는 장비의 물리적 크기를 직접적으로 좌우합니다.
유전체 강도 비교:
- 공기(1bar, 균일한 필드): 30kV/cm
- SF6(3bar): ~220kV/cm
- 캐스트 에폭시 수지(APG): 180~200kV/cm(벌크), 적절한 필드 등급이 있는 표면에서는 사실상 제한 없음
캐스트 에폭시 수지의 벌크 유전체 강도는 가압 SF6의 강도에 근접하기 때문에 SIS 스위치 기어는 가압 가스 시스템 없이도 GIS와 비슷한 소형화를 달성할 수 있습니다. 더 중요한 것은 고체 절연은 오염된 환경에서 공기 절연 장비를 제한하는 표면 섬락 고장 모드를 제거한다는 것입니다. 고체 에폭시 표면은 공기 갭 절연 표면처럼 공기 중 입자, 습기 또는 응축에 의해 오염될 수 없기 때문에 고체 절연은 오염된 환경에서 공기 절연 장비를 제한하는 표면 섬락 고장 모드를 제거합니다.
자동 압력 겔화(APG) - 제조 기술
SIS 스위치 기어의 고체 절연체는 액체 에폭시 수지 화합물을 도체 어셈블리가 포함된 가열된 금형에 제어된 압력으로 주입한 다음 정밀한 온도 및 압력 프로파일에서 수지를 경화하여 기포가 없는 공극 없는 고체 절연체를 생산하는 정밀 주조 공정인 자동 압력 겔화(APG)로 생산됩니다.
APG 프로세스 중요 매개변수:
- 레진 시스템: 무수 경화제와 알루미나 삼수화물(ATH) 필러가 포함된 사이클로알리파틱 에폭시 수지로 내아크성 및 열 안정성이 향상되었습니다.
- 금형 온도: 겔화 중 130-160°C; 열 응력 균열을 방지하기 위해 제어됨
- 주입 압력: 공극을 제거하고 완벽한 도체 캡슐화를 보장하는 3-8 바
- 치료 주기: 고온에서 4-8시간 후 140°C에서 후경화하여 치수 안정성을 확보합니다.
- 품질 관리: 각 캐스트 컴포넌트는 부분 방전3 테스트(1.5 × Um에서 <5pC)를 통해 공극 없는 절연을 확인합니다.
주조 에폭시 절연의 보이드는 주요 품질 불량 모드이며, 직경 0.1mm의 작은 보이드는 부분 방전 시작점을 생성하여 작동 전압에서 주변 절연을 점진적으로 침식하여 결국 절연 고장을 일으킵니다. 적절하게 제어된 APG 공정은 겔화 내내 양압을 유지하여 공극을 제거함으로써 수지가 경화될 때 수축 공동이 형성되는 것을 방지합니다.
고체 절연 시스템의 전기장 등급
도체 가장자리, 연결 인터페이스 및 절연 경계와 같은 기하학적 불연속성에서 전기장은 평균 전계가 한도 내에 있는 경우에도 국부 유전체 강도를 초과할 수 있는 수준으로 집중됩니다. 솔리드 절연 SIS 설계는 두 가지 기술을 사용하여 전계 집중을 관리합니다:
기하학적 필드 채점:
도체 에지와 종단 인터페이스는 제어된 반경(MV 애플리케이션의 경우 최소 3~5mm)으로 설계되어 더 넓은 표면적에 전기장을 분산시켜 부분 방전 개시 임계값 아래로 피크 전계 강도를 줄입니다.
저항성 또는 용량성 필드 그레이딩 레이어:
버스바 조인트, 케이블 종단, 인터럽터 연결과 같은 고체 절연 구성 요소 사이의 인터페이스에는 반도전성 또는 정전 용량 등급 재료의 필드 등급 레이어가 적용되어 인터페이스 전체에 걸쳐 전기장 구배를 균일하게 재분배하여 접합 경계에서 전계 집중을 방지합니다.
SIS 스위치기어 시스템 아키텍처
완전한 SIS 스위치기어 패널은 모든 주요 절연 기능에 고체 절연 기술을 통합합니다:
- 에폭시 캡슐화 버스바: 캐스트 에폭시로 완전히 캡슐화된 3상 버스바, 위상 간 공기 간극 요구 사항 제거
- 고체 절연 변류기(CT): 캡슐화된 버스바에 직접 캐스팅되는 토로이달 CT - 별도의 CT 장착이나 공기 여유 공간이 필요 없음
- 에폭시 캡슐화 케이블 종단: 케이블에서 부스바까지 현장 등급의 견고한 절연 연속성을 제공하는 사전 성형 스트레스 콘이 있는 플러그인 또는 볼트형 케이블 인터페이스
- 진공 차단기4 어셈블리: 스위칭 소자(위상별 진공 차단기)는 고체 절연 구조 내에 장착되며, 에폭시 캡슐화는 기계적 지지와 접지에 대한 1차 절연을 모두 제공합니다.
- 마그네틱 액추에이터 메커니즘: 유지보수가 필요 없는 밀폐형 구조로 M2 기계적 내구성을 제공하는 영구 자석 액추에이터(PMA) 작동 메커니즘
주요 고체 단열재 특성
| 속성 | 캐스트 에폭시(APG) | Air(참조) | SF6(3bar) |
|---|---|---|---|
| 유전체 강도(벌크) | 180-200 kV/cm | 30kV/cm | ~220kV/cm |
| 상대적 유전율(εr) | 3.5-4.5 | 1.0 | 1.006 |
| 열 등급 | F (155°C) | — | — |
| 오염 저항 | 우수(밀폐된 표면) | 불량(표면 오염) | 우수(봉인됨) |
| 부분 방전 시작 | > 1.5 × Um(공극 없음) | N/A | > 1.5 × 음 |
| 열 전도성 | 0.2-0.8 W/m-K | 0.026 W/m-K | 0.014 W/m-K |
| 아크 저항(IEC 61621) | > 180초 초과 | N/A | N/A |
| 온실가스 영향 | 없음 | 없음 | GWP 23,500 |
주요 매개변수에서 SIS 스위치기어 성능은 AIS 및 GIS와 어떻게 비교되나요?
고체 절연 스위치 기어는 진공 기술의 환경 인증 및 유지보수 간소화와 GIS에 근접하는 소형화를 결합하여 12-40.5kV 범위의 MV 배전 애플리케이션에서 일반적으로 두 대안보다 낮은 수명 주기 비용으로 AIS 및 GIS에 비해 뚜렷한 성능 위치를 점유하고 있습니다.
설치 공간 및 공간 효율성
SIS 스위치 기어는 공기 간격을 제거하여 컴팩트한 설치 공간을 확보합니다. AIS에서 IEC 62271-1에서 요구하는 최소 위상 간 및 위상 대 접지 간 간격은 12kV입니다:
- 위상 간 간극(공기): 최소 120mm
- 위상 간 간극(공기): 최소 160mm
SIS에서는 이러한 간극이 유전체 강도가 180~200kV/cm인 고체 에폭시 절연으로 대체되어 필요한 절연 두께가 12kV에서 8~15mm로 줄어듭니다. 그 결과 동급 AIS에 비해 패널 폭이 40-60% 감소하고 깊이가 30-50% 감소합니다.
일반적인 패널 치수 비교(12kV, 630A, 25kA):
| 매개변수 | AIS | GIS | SIS |
|---|---|---|---|
| 패널 너비 | 800-1,000mm | 500-650mm | 400-550mm |
| 패널 깊이 | 1,200-1,600mm | 800-1,000mm | 600-800mm |
| 패널 높이 | 2,200mm | 2,000mm | 1,800-2,000mm |
| 패널당 바닥 면적 | 0.96-1.60 m² | 0.40-0.65 m² | 0.24-0.44 m² |
| 상대적 풋프린트 | 100%(참조) | ~45% | ~30% |
유지 관리 요구 사항
오염될 수 있는 에어 갭이 없고, 모니터링할 SF6 가스가 없으며, 내부 유지보수 접근이 불가능한 진공 차단기 등 SIS 스위치 기어의 밀폐된 구조는 AIS 또는 GIS와는 근본적으로 다른 유지보수 프로필을 생성합니다:
AIS 유지 관리 요구 사항:
- 연간: 절연 표면 청소, 접촉 저항 측정
- 3년: 아크 슈트 검사 및 청소, 메커니즘 윤활
- 5년: 전체 점검; 접촉 교체 평가
- 고장 후: 즉각적인 아크 슈트 검사, 절연 표면 오염 제거
GIS 유지 관리 요구 사항:
- 6개월: SF6 압력 점검; 누출 검사
- 1년 가스 수분 및 순도 분석
- 3년: 전체 가스 분석; 접촉 저항 점검
- 고장 후 가스 품질 분석; 재가동 전 분해 생성물 점검
SIS 유지 관리 요구 사항:
- 연간: 접촉 저항 측정, 작동 시간 확인, 육안 검사
- 3년: 전력 주파수 하이팟 테스트; 부분 방전 측정
- 5년: 접촉 이동 측정, 전체 전기적 검증
- 장애 후: 하이팟 테스트 + PD 측정 + 접촉 저항
아크 슈트 유지보수, SF6 가스 관리, 단열재 표면 청소가 필요 없기 때문에 25년 서비스 수명 동안 SIS 연간 유지보수 비용이 AIS 대비 60-75%, GIS 대비 40-55% 절감됩니다.
환경 성과
SIS 스위치 기어의 환경 인증은 기술 선택의 직접적인 결과입니다:
- SF6 제로: 온실가스 배출량, F-Gas 규제 의무, 인증된 가스 취급 인력 요건, 사용 종료 가스 회수 비용 없음
- 아크 가스가 없습니다: 진공 아크 소멸은 독성 분해 생성물을 생성하지 않으므로 스위칭 작업 중 SOF₂, SO₂F₂ 또는 HF가 발생하지 않습니다.
- 재료 부피 감소: 컴팩트한 디자인으로 AIS보다 정격 MVA당 강철, 구리 및 절연 재료를 적게 사용합니다.
- 수명이 다하면 재활용할 수 있습니다: 에폭시 수지 캡슐화는 물질 회수를 위해 구리 도체에서 기계적으로 분리할 수 있으며 유해 가스 처리가 필요하지 않습니다.
전체 성능 비교: SIS 대 AIS 대 GIS
| 매개변수 | AIS | GIS(SF6) | SIS(진공) |
|---|---|---|---|
| 전압 범위 | 12-40.5kV | 12-1,100kV | 12-40.5kV |
| 상대적 풋프린트 | 100% | ~45% | ~30% |
| 아크 담금질 매체 | Air | SF6 | 진공 |
| 절연 매체 | Air | SF6 | 솔리드 에폭시 |
| 오염 저항 | Poor | 우수 | 우수 |
| 유지보수 빈도 | 높음 | Medium | 낮음 |
| SF6 온실가스 함량 | 없음 | 예(GWP 23,500) | 없음 |
| 전기적 내구성 | E1 표준 | E1-E2 | E2 표준 |
| 기계적 내구성 | M1 표준 | M1-M2 | M2 표준 |
| 수명 주기 비용(25년) | Medium | 중간-높음 | 낮음 |
| 적합한 환경 | 실내 청소 | 실내/실외 | 실내/가혹한 환경 |
고객 사례: 공간 및 환경 규정 준수 문제를 해결한 SIS 스위치기어
서유럽의 한 제약 제조 캠퍼스에서 24kV 보조 변전소 업그레이드를 감독하는 조달 관리자가 벱토에 문의한 결과, 사용 가능한 변전실 공간이 교체 중인 기존 AIS 장비의 설치 공간보다 35% 작고 캠퍼스 환경 정책에 따라 신규 설치에 SF6 함유 장비가 금지되어 있어 GIS를 옵션에서 제외해야 한다는 두 가지 제약 조건이 있었습니다.
엔지니어링 팀은 고체 에폭시 절연 및 진공 차단기가 있는 벱토의 SIS 스위치기어를 지정한 후, 15%의 여유 공간을 확보하여 사용 가능한 공간 내에 8개의 피더 패널과 버스 섹션으로 구성된 완전한 24kV 스위치기어 라인업을 설치했습니다. 제로 SF6 설계는 캠퍼스 환경 정책을 타협 없이 충족했으며, 밀폐형 고체 절연 구조는 접촉 저항 측정 외에 연간 유지보수 개입이 필요하지 않은 것으로 지정되어 변전소 접근에 클린룸 프로토콜이 필요한 제약 시설에 상당한 운영상의 이점을 제공했습니다.
애플리케이션에 맞는 고체 절연 스위치기어를 지정하고 선택하는 방법은 무엇입니까?
SIS 스위치기어를 올바르게 지정하려면 전기 요구 사항, 환경 조건, 공간 제약, 유지보수 기능 및 규제 의무를 체계적으로 평가해야 하며, 특히 진정한 고체 절연 성능을 마케팅 주장과 구별하는 절연 시스템 검증 요구 사항에 주의를 기울여야 합니다.
1단계: 전기 요구 사항 정의
- 정격 전압: 12㎸, 24㎸ 또는 40.5㎸ - BIL(75 / 125 / 185㎸)이 시스템 절연 조정과 일치하는지 확인합니다.
- 정격 정상 전류: 630A, 1250A 또는 2500A - 최대 주변 온도에서 열 정격 확인(표준 40°C, 위 등급에서 하향 조정됨)
- 단락 등급: 16kA, 20kA, 25kA 또는 31.5kA - 단락 차단 전류(진공 차단기)와 단시간 내전류(버스바 및 인클로저)를 모두 확인합니다.
- 지구력 클래스: 모든 자동 또는 자주 전환되는 애플리케이션에 대해 M2/E2를 지정하고 형식 테스트 인증서에서 두 등급을 모두 확인합니다.
- 특별 전환 업무: 정전 용량, 유도성 또는 모터 스위칭 요구 사항 식별, 진공 차단기 특수 듀티 등급 확인
2단계: 절연 시스템 품질 확인
- 부분 방전 테스트: 모든 주조 에폭시 부품에 대해 1.5 × Um/√3의 공장 PD 테스트 인증서 필요; PD <5pC는 보이드 없는 절연을 확인합니다.
- 유전체 유형 테스트: IEC 62271-1에 따른 전원 주파수 및 낙뢰 충격 내성 테스트가 개별 구성 요소가 아닌 전체 패널 어셈블리에서 수행되었음을 확인합니다.
- 절연 저항: 공장 인수 시 위상 간 및 위상 대 접지 간 2.5kV DC에서 1,000MΩ 이상의 IR 측정이 필요합니다.
- 열 순환 테스트: 온도 변화가 큰 설치의 경우, 단열 시스템이 균열이나 박리 없이 지정된 온도 범위에 적합한지 확인합니다.
3단계: 표준 및 인증 일치
- IEC 62271-2005: 금속 밀폐형 MV 스위치 기어 - 전체 SIS 패널 어셈블리를 위한 기본 표준
- IEC 62271-100: 진공 회로 차단기 유형 테스트 - 단락 차단, 부하 차단 및 내구성
- IEC 62271-1: 공통 사양 - 유전체 내성, 온도 상승, 기계적 내구성
- IEC 61641: 내부 아크 테스트 - 직원 안전을 위한 IAC 분류(AFL/ AFLR) 지정
- IEC 60270: 부분 방전 측정 - 절연 품질 검증을 위한 PD 허용 수준 지정
- GB/T 11022 / GB/T 3906: HV 스위치 기어 어셈블리에 대한 중국 국가 표준
애플리케이션 시나리오
- 도시 보조 변전소: 공간 제약이 있는 도심 설치 시 컴팩트한 설치 공간을 위한 SIS, 환경 규정 준수를 위한 제로 SF6
- 산업용 MV 변전소: 화학, 제약, 식품 가공 및 시멘트 공장을 위한 SIS - 거친 대기에 영향을 받지 않는 밀폐형 단열재
- 재생 에너지 MV 컬렉션: 태양광 및 풍력 발전소 피더 스위칭을 위한 SIS - 재생 가능 자산 수명 주기에 맞춰 25년 동안 유지보수가 필요 없는 설계 수명 보장
- 데이터 센터 MV 배포: 중요 전력 인프라를 위한 SIS - 최고의 신뢰성, 계획되지 않은 유지보수 제로, 가스 관리 복잡성 제거
- 해양 및 오프쇼어: 플랫폼 전원 분배를 위한 IP65+ 인클로저를 갖춘 SIS - SF6 환경 위험 없이 염무 및 습도 내성 지원
- 건물 통합 변전소: 상업용 건물, 병원 및 공항 내 변전소용 SIS - 소형, 무소음, 가스 배출 제로
SIS 스위치 기어의 설치, 유지보수 및 수명 주기 요구 사항은 무엇인가요?
SIS 스위치 기어의 밀폐된 견고한 절연 구조는 AIS 및 GIS에 비해 설치 및 유지보수를 간소화하지만, 기술의 전체 수명 주기 성능을 실현하기 위해 이해하고 구현해야 하는 절연 시스템 검증, 모선 조인트 품질 및 상태 모니터링에 대한 특정 요구 사항을 도입합니다.
시운전 전 설치 체크리스트
- 버스바 조인트 토크 검증 - 모든 버스바 볼트 연결부는 보정된 토크 렌치를 사용하여 제조업체 사양에 맞게 조여야 하며, 조인트가 과소 조여지면 저항 가열 및 절연 열 응력이 발생하고 조인트가 과대 조여지면 에폭시 캡슐화에 균열이 생깁니다.
- 케이블 종단 스트레스 콘 검사 - 케이블 인터페이스의 사전 성형된 응력 콘은 올바르게 장착되고 오염이 없어야 하며, 잘못 설치하면 케이블-버스바 인터페이스에 전계가 집중됩니다.
- 패널 정렬 및 수평 조정 - SIS 패널은 버스바 결합 전에 제조업체 허용 오차에 따라 정렬 및 수평을 맞춰야 하며, 정렬이 잘못되면 에폭시 버스바 조인트에 응력이 가해지고 열팽창으로 인해 균열이 발생할 수 있습니다.
- 부분 방전 허용 테스트 - 통전 전에 IEC 60270에 따라 1.2 × Um/√3으로 설치된 전체 패널에서 PD 측정을 수행합니다. 설치된 어셈블리에서 PD가 10pC를 초과하면 조인트 또는 종단 결함이 있어 조사가 필요함을 나타냅니다.
- 절연 저항 테스트 - 위상 간 및 위상 대 접지 간 2.5kV DC에서 IR 측정, 통전 전 IR > 1,000MΩ 필요
- 진공 인터럽터 하이팟 테스트 - IEC 62271-100에 따라 개방 접점에 전력 주파수 테스트 전압을 적용하여 운송 및 설치 후 모든 인터럽터의 진공 무결성을 확인합니다.
SIS 배전반 유지보수 일정
| 간격 | 액션 | 허용 기준 |
|---|---|---|
| 연간 | 접촉 저항, 작동 시간, 육안 검사 | < 100μΩ 미만, 기준선 ±20%, 손상 없음 |
| 3년 | 전력 주파수 하이팟(개방 접점); PD 측정 | 플래시 오버 없음; PD < 10pC 설치됨 |
| 5년 | 접점 이동 측정, 완전한 전기적 검증 | 스트로크 > 최소 마모 한계, 사양의 모든 매개변수 |
| 10년 | 종합 평가; 메커니즘 검사 | 제조업체 프로토콜에 따라 |
| 장애 발생 후 | 하이팟 + PD + 접촉 저항, 절연 열 스캔 | 전체 승인 기준 |
일반적인 학생 정보 시스템 설치 및 운영 실수
- 잘못된 부스바 조인트 토크 - 가장 흔한 SIS 설치 결함, 토크가 부족한 조인트는 점진적인 접촉 저항 증가 및 열 폭주를 유발, 항상 보정된 토크 도구를 사용하고 첫 부하 시 열화상 이미지로 확인.
- 설치 후 PD 테스트 생략 - 운송 진동 및 설치 취급으로 인해 에폭시 부품이 손상되거나 케이블 스트레스 콘이 방해받을 수 있음; PD 테스트는 통전 전에 설치로 인한 절연 결함을 감지하는 신뢰할 수 있는 유일한 방법입니다.
- 에폭시 표면에 열 스프레이 또는 페인트 도포하기 - 에폭시 절연 표면에 현장 적용 코팅은 표면 저항을 변경하고 부분 방전 시작점을 생성할 수 있으므로 공장에서 마감된 에폭시 절연에는 코팅을 적용하지 마십시오.
- 정격 단락 회로 전류 초과 - 진공 차단기는 특정 피크 전류(2.5 × Isc)에 대해 정격화되어 있으며, 이 값을 초과하면 접촉 용접이 발생하여 후속 트립 작동을 방지할 위험이 있습니다.
결론
솔리드 절연 스위치 기어 기술은 주조 에폭시 절연, 진공 아크 소멸 및 영구 자석 작동이라는 세 가지 독립적인 엔지니어링 발전이 스위치 기어 시스템 아키텍처에 융합되어 공간 제약, 유지보수 부담, 환경 의무 및 현대 MV 배전의 신뢰성 요구 사항을 동시에 해결합니다. SIS 기술이 작동하는 12~40.5kV 애플리케이션 범위의 경우, 컴팩트한 설치 공간, SF6 환경 영향 제로, E2/M2 내구성 등급 성능, 25년의 유지보수 최소화 서비스 수명 등 모든 파라미터에서 AIS나 GIS가 동시에 따라올 수 없는 강력한 조합을 제공합니다.
공간이 제약되거나 환경이 열악하거나 유지보수 접근이 제한되거나 환경 규정에서 SF6를 금지하는 경우 고체 절연 스위치기어를 지정하고, 고체 절연 기술에서는 주조 에폭시의 품질이 스위치기어의 품질이므로 전압 등급뿐 아니라 부분 방전 테스트를 통해 절연 품질을 확인합니다.
고체 절연 스위치 기어 기술에 대한 FAQ
Q: 절연 원리 측면에서 고체 절연 스위치 기어와 기존 공기 절연 스위치 기어의 근본적인 차이점은 무엇입니까?
A: AIS는 유전체 내성을 달성하기 위해 물리적 이격 거리(12kV에서 120-160mm)에 의존합니다. SIS는 에어 갭을 캐스트 에폭시 수지(유전체 강도 180-200kV/cm)로 대체하여 절연 두께를 12kV에서 8-15mm로 줄여 표면 오염 고장 모드를 제거하면서 40-60% 패널 폭을 줄일 수 있습니다.
Q: 산업 환경에서 고체 절연 배전반이 공기 절연 배전반보다 내오염성이 우수한 이유는 무엇입니까?
A: AIS 절연 표면은 먼지, 습기, 화학 증기 등 공기 중 오염에 노출되어 표면 저항과 연면 저항이 점차 감소하여 결국 섬락을 일으킵니다. SIS 에폭시 캡슐화는 모든 활선 도체를 노출된 에어 갭 표면이 없는 고체 유전체로 밀봉하여 오염 물질의 침투를 물리적으로 불가능하게 합니다.
Q: SIS 스위치 기어 구성품에서 보이드 없는 고체 절연 품질을 보장하는 제조 공정은 무엇입니까?
A: 자동 압력 겔화(APG)는 도체 어셈블리가 포함된 가열된 금형에 액체 에폭시 수지를 3~8bar 압력으로 주입하여 제어된 온도와 압력에서 경화시켜 수축 공극을 제거합니다. 각 구성 요소는 1.5 × Um에서 부분 방전 테스트를 통해 검증됩니다 - PD < 5 pC는 보이드가 없는 절연 품질을 확인합니다.
Q: 신규 설치 시 환경 규정 준수를 위해 고체 절연 스위치 기어와 SF6 가스 절연 스위치 기어를 어떻게 비교합니까?
A: SIS에는 SF6가 전혀 포함되어 있지 않으므로 GWP 23,500의 온실가스 함량, F-Gas 규제 의무, 인증된 가스 취급 요건 및 수명 종료 가스 회수 비용이 발생하지 않습니다. SF6를 금지하는 환경 정책이 적용되거나 EU F-Gas 규제 단계적 감축이 적용되는 프로젝트의 경우, SIS는 12~40.5kV 범위에서 기술적으로 동등한 무공해 대안이 될 수 있습니다.
Q: 통전 전에 설치된 SIS 배전반 패널의 고체 절연 품질을 확인하는 올바른 방법은 무엇입니까?
A: IEC 60270에 따라 1.2 × Um/√3에서 설치된 전체 어셈블리에 대해 부분 방전 측정을 수행합니다 - PD < 10 pC는 설치 무결성을 확인합니다. IEC 62271-100에 따라 진공 차단기 개방 접점에 대한 절연 저항 측정(2.5kV DC에서 1,000MΩ 이상) 및 전력 주파수 하이팟 테스트를 추가합니다.
