Введение
В течение десятилетий выбор изоляционной среды в распределительных устройствах среднего напряжения был фактически бинарным: воздух или газ SF61. Распределительные устройства с воздушной изоляцией требовали больших физических площадей и регулярного обслуживания. Распределительные устройства с газовой изоляцией SF6 обеспечивали компактность и производительность, но при этом выделяли мощный парниковый газ с потенциалом глобального потепления в 23 500 раз больше, чем у CO₂ - ответственность, которая становится все тяжелее с каждым ужесточением экологических норм.
Технология распределительных устройств с твердой изоляцией заменяет воздушные зазоры и газ SF6 на литую изоляцию. эпоксидная смола2 в качестве основной изоляционной среды, заключая токоведущие проводники, шины и коммутационные элементы в твердый диэлектрический материал, который обеспечивает превосходную устойчивость к загрязнению, исключает необходимость управления газом, сокращает площадь установки до 50% по сравнению с AIS и обеспечивает необслуживаемую изоляционную систему с 30-летним сроком службы.
Для инженеров-электриков, проектирующих вторичные подстанции, промышленные энергосистемы и инфраструктуру КРУ возобновляемых источников энергии, технология SIS представляет собой фундаментальный сдвиг в разработке изоляции среднего напряжения - это не дополнительное улучшение существующей газовой или воздушной технологии, а другая философия изоляции с отличными эксплуатационными характеристиками, экологическими показателями и экономичностью на протяжении всего жизненного цикла. Понимание того, что представляет собой технология распределительных устройств с твердой изоляцией, как она работает и в чем превосходит альтернативные варианты, является основой для каждой хорошо продуманной закупки современного распределительного устройства среднего напряжения.
В этой статье представлен полный технический справочник по технологии распределительных устройств с твердой изоляцией - от физики изоляции и материаловедения до архитектуры системы, выбора применения и требований к техническому обслуживанию во всем диапазоне распределения среднего напряжения.
Оглавление
- Что такое технология твердой изоляции и как она работает в распределительных устройствах среднего напряжения?
- Каковы характеристики распределительных устройств SIS по сравнению с AIS и GIS по ключевым параметрам?
- Как определить и выбрать распределительное устройство с твердой изоляцией для вашего применения?
- Каковы требования к установке, обслуживанию и жизненному циклу распределительных устройств SIS?
Что такое технология твердой изоляции и как она работает в распределительных устройствах среднего напряжения?
Технология КРУ с твердой изоляцией - это применение литых твердых диэлектрических материалов, в основном эпоксидных смол, в качестве основной изоляционной среды, окружающей все находящиеся под напряжением проводники среднего напряжения, шины и интерфейсы коммутационных элементов в распределительном устройстве. В отличие от воздушной изоляции (которая опирается на физические зазоры) или газовой изоляции (которая опирается на SF6 под давлением для достижения диэлектрической прочности), твердая изоляция достигает своих диэлектрических характеристик за счет внутренней молекулярной структуры самого изолирующего материала.
Физика твердой диэлектрической изоляции
В любой системе изоляции диэлектрическая прочность - это максимальное электрическое поле, которое материал может выдержать до пробоя - точки, в которой носители заряда ускоряются через материал, создавая проводящий путь и катастрофическое разрушение. Диэлектрическая прочность изоляционной среды определяет, насколько близко проводники под напряжением могут располагаться к заземленным конструкциям и друг к другу, что напрямую влияет на физические размеры оборудования.
Сравнительные диэлектрические проницаемости:
- Воздух (1 бар, однородное поле): 30 кВ/см
- SF6 (3 бар): ~220 кВ/см
- Литая эпоксидная смола (APG): 180-200 кВ/см (объемный); эффективно неограниченно на поверхностях с надлежащей градацией поля
Объемная диэлектрическая прочность литой эпоксидной смолы приближается к диэлектрической прочности SF6 под давлением - именно поэтому распределительные устройства SIS достигают компактности, сравнимой с КРУЭ, не требуя системы подачи газа под давлением. Что еще более важно, твердая изоляция исключает поверхностный режим вспышки, который ограничивает использование оборудования с воздушной изоляцией в загрязненной среде: поверхность твердой эпоксидной смолы не может быть загрязнена частицами воздуха, влагой или конденсатом так, как это происходит с изоляционными поверхностями с воздушным зазором.
Автоматическое гелеобразование под давлением (APG) - Технология производства
Твердая изоляция в распределительных устройствах SIS производится методом автоматического гелеобразования под давлением (APG) - прецизионного процесса литья, при котором жидкая эпоксидная смола под контролируемым давлением впрыскивается в нагретую форму, содержащую сборку проводников, затем смола отверждается при точном соблюдении температурного режима и давления для получения твердой изоляции без пустот и пузырьков.
Критические параметры процесса APG:
- Система смол: Циклоалифатическая эпоксидная смола с ангидридным отвердителем и наполнителем из тригидрата глинозема (ATH) для повышения дугостойкости и термостойкости
- Температура плесени: 130-160°C во время гелеобразования; контролируется для предотвращения растрескивания под действием теплового напряжения
- Давление впрыска: 3-8 бар для устранения пустот и обеспечения полной герметизации проводников
- Цикл лечения: 4-8 часов при повышенной температуре; затем последующее отверждение при 140°C для стабильности размеров
- Контроль качества: Каждый литой компонент подвергается частичная разрядка3 тестирование (< 5 pC при 1,5 × Um) для проверки отсутствия пустот в изоляции
Пустоты в литой эпоксидной изоляции являются основным способом нарушения качества - пустота диаметром всего 0,1 мм создает точку зарождения частичного разряда, который постепенно разрушает окружающую изоляцию под рабочим напряжением, что в конечном итоге приводит к разрушению изоляции. Процесс APG, контролируемый должным образом, устраняет пустоты путем поддержания положительного давления в течение всего периода гелеобразования, предотвращая образование усадочных полостей по мере затвердевания смолы.
Градация электрического поля в системах твердой изоляции
На геометрических разрывах - краях проводников, границах соединений и изоляции - электрическое поле концентрируется до уровней, которые могут превышать местную диэлектрическую прочность, даже если среднее поле находится в пределах нормы. В конструкции СИС с твердой изоляцией используются два метода управления концентрацией поля:
Геометрическая градация полей:
Края проводников и интерфейсы заделки имеют контролируемый радиус (минимум 3-5 мм для приложений MV), чтобы распределить электрическое поле по большей площади поверхности, снижая пиковую напряженность поля ниже порога возникновения частичного разряда.
Резистивные или емкостные слои градации поля:
На границах между компонентами твердой изоляции - соединениями шин, заделками кабелей и прерывателями - наносятся слои полупроводящего или емкостного градиентного материала для равномерного перераспределения градиента электрического поля по границе раздела, предотвращая концентрацию поля на границе соединения.
Архитектура системы распределительных устройств SIS
Полная распределительная панель SIS объединяет технологию твердой изоляции по всем основным функциям изоляции:
- Шины с эпоксидной изоляцией: Трехфазные шины полностью закрыты литой эпоксидной смолой, что исключает требования к воздушному зазору между фазой и землей
- Трансформаторы тока (ТТ) с твердой изоляцией: Тороидальные ТТ устанавливаются непосредственно на герметичную шину - не требуется отдельного монтажа ТТ или воздушного зазора
- Кабельные заделки с эпоксидной изоляцией: Вставные или болтовые кабельные интерфейсы с предварительно отформованными конусами, обеспечивающими непрерывность сплошной изоляции от кабеля до сборных шин.
- Вакуумный прерыватель4 сборка: Коммутационный элемент - вакуумный прерыватель на каждую фазу - установлен внутри прочной изоляционной конструкции, эпоксидная оболочка обеспечивает механическую поддержку и первичную изоляцию от земли
- Механизм магнитного привода: Механизм привода с постоянными магнитами (PMA) обеспечивает механическую прочность M2 и герметичную конструкцию, не требующую технического обслуживания
Основные свойства твердых изоляционных материалов
| Недвижимость | Литая эпоксидная смола (APG) | Воздух (ссылка) | SF6 (3 бар) |
|---|---|---|---|
| Диэлектрическая прочность (объемная) | 180-200 кВ/см | 30 кВ/см | ~220 кВ/см |
| Относительная проницаемость (εr) | 3.5-4.5 | 1.0 | 1.006 |
| Термический класс | F (155°C) | — | — |
| Устойчивость к загрязнению | Отлично (герметичная поверхность) | Плохо (поверхностное загрязнение) | Превосходно (запечатано) |
| Начало частичного разряда | > 1,5 × Um (без пустот) | Н/Д | > 1,5 × Um |
| Теплопроводность | 0,2-0,8 Вт/м-К | 0,026 Вт/м-К | 0,014 Вт/м-К |
| Сопротивление дуге (IEC 61621) | > 180 секунд | Н/Д | Н/Д |
| Влияние на выбросы парниковых газов | Нет | Нет | GWP 23,500 |
Каковы характеристики распределительных устройств SIS по сравнению с AIS и GIS по ключевым параметрам?
Распределительные устройства с твердой изоляцией занимают особое положение по сравнению с КРУЭ и КРУЭ - они сочетают в себе экологичность и простоту обслуживания вакуумной технологии с компактностью, приближающейся к КРУЭ, при стоимости жизненного цикла, которая обычно ниже обоих альтернативных вариантов для распределительных устройств среднего напряжения в диапазоне 12-40,5 кВ.
Площадь и эффективность использования пространства
Компактность распределительных устройств SIS достигается благодаря отсутствию воздушных зазоров. В КРУЭ минимальные зазоры между фазой и фазой и землей, требуемые по IEC 62271-1 при напряжении 12 кВ, составляют:
- Зазор между фазой и землей (воздух): 120 мм минимум
- Межфазный зазор (воздух): 160 мм минимум
В SIS эти зазоры заменяются сплошной эпоксидной изоляцией с диэлектрической прочностью 180-200 кВ/см, что позволяет уменьшить требуемую толщину изоляции до 8-15 мм при напряжении 12 кВ. В результате ширина панели уменьшается на 40-60% по сравнению с эквивалентными AIS, а глубина - на 30-50%.
Сравнение типовых размеров панелей (12 кВ, 630 А, 25 кА):
| Параметр | AIS | ГИС | SIS |
|---|---|---|---|
| Ширина панели | 800-1,000 мм | 500-650 мм | 400-550 мм |
| Глубина панели | 1,200-1,600 мм | 800-1,000 мм | 600-800 мм |
| Высота панели | 2 200 мм | 2,000 мм | 1,800-2,000 мм |
| Площадь пола на одну панель | 0.96-1.60 m² | 0.40-0.65 m² | 0.24-0.44 m² |
| Относительный след | 100% (ссылка) | ~45% | ~30% |
Требования к обслуживанию
Герметичная конструкция распределительных устройств SIS - сплошная эпоксидная изоляция без воздушных зазоров для загрязнения, без газа SF6 для контроля и вакуумные прерыватели без внутреннего доступа для обслуживания - создает профиль обслуживания, кардинально отличающийся от AIS или GIS:
Требования к обслуживанию AIS:
- Ежегодно: Очистка поверхности изоляции; измерение контактного сопротивления
- 3 года: Проверка и очистка дугового желоба; смазка механизма
- 5 лет: Полный капитальный ремонт; оценка замены контактов
- После аварии: немедленный осмотр дугового желоба; обеззараживание поверхности изоляции
Требования к обслуживанию ГИС:
- 6 месяцев: Проверка давления SF6; проверка герметичности
- 1 год: Анализ влажности и чистоты газа
- 3 года: Полный газовый анализ; проверка сопротивления контактов
- После неисправности: Анализ качества газа; проверка продуктов разложения перед повторным включением.
Требования к обслуживанию SIS:
- Ежегодно: Измерение сопротивления контактов; проверка времени работы; визуальный осмотр
- 3 года: Испытание высокой частоты питания; измерение частичного разряда
- 5 лет: Измерение хода контактов; полная электрическая проверка
- После неисправности: тест Hi-pot + измерение ЧР + сопротивление контактов
Отказ от обслуживания дугового желоба, управления газом SF6 и очистки поверхности изоляции снижает ежегодные затраты на обслуживание SIS на 60-75% по сравнению с AIS и на 40-55% по сравнению с GIS в течение 25-летнего срока службы.
Экологические показатели
Экологичность распределительных устройств SIS является прямым следствием выбора технологии:
- Ноль SF6: Отсутствие содержания парниковых газов, отсутствие обязательств по регулированию F-газа, отсутствие требований к сертифицированному персоналу по обращению с газом, отсутствие затрат на рекуперацию газа в конце срока службы
- Отсутствие дуговых газов: При гашении вакуумной дуги не образуется токсичных продуктов разложения - при переключениях не образуется SOF₂, SO₂F₂ или HF
- Уменьшение объема материала: В компактной конструкции используется меньше стали, меди и изоляционных материалов на номинальную МВА, чем в AIS
- По окончании срока службы подлежит вторичной переработке: Инкапсуляция из эпоксидной смолы может быть механически отделена от медных проводников для извлечения материала; не требуется утилизация опасных газов
Полное сравнение производительности: SIS vs. AIS vs. GIS
| Параметр | AIS | ГИС (SF6) | SIS (вакуум) |
|---|---|---|---|
| Диапазон напряжения | 12-40,5 кВ | 12-1,100 кВ | 12-40,5 кВ |
| Относительный след | 100% | ~45% | ~30% |
| Дугогасящая среда | Воздух | SF6 | Вакуум |
| Изоляция средняя | Воздух | SF6 | Твердая эпоксидная смола |
| Устойчивость к загрязнению | Бедный | Превосходно | Превосходно |
| Частота технического обслуживания | Высокий | Средний | Низкий |
| Содержание парниковых газов в SF6 | Нет | Да (GWP 23,500) | Нет |
| Электрическая выносливость | Стандарт E1 | E1-E2 | Стандарт E2 |
| Механическая выносливость | Стандарт M1 | M1-M2 | Стандарт M2 |
| Стоимость жизненного цикла (25 лет) | Средний | Средний и высокий | Низкий |
| Подходящие условия | Чистота в помещении | Внутренняя/наружная | Крытый/жесткий |
Пример клиента: распределительные устройства SIS решают проблему соответствия требованиям к пространству и окружающей среде
Менеджер по закупкам, курирующий модернизацию вторичной подстанции 24 кВ для фармацевтического производственного комплекса в Западной Европе, обратился в компанию Bepto с двумя одновременными ограничениями: доступное помещение подстанции было на 35% меньше, чем площадь существующего оборудования АИС, которое необходимо было заменить, а экологическая политика кампуса запрещала использование в новых установках любого SF6-содержащего оборудования, что исключало возможность использования ГИС.
После выбора распределительного устройства SIS компании Bepto с твердой эпоксидной изоляцией и вакуумными прерывателями инженерная группа установила полную линейку распределительных устройств 24 кВ - восемь фидерных панелей и секцию шин - в пределах имеющейся площади помещения, с свободным пространством 15%. Конструкция с нулевым содержанием SF6 без компромиссов удовлетворяет экологическим требованиям университетского городка, а герметичная конструкция с твердой изоляцией не требует ежегодного технического обслуживания, кроме измерения сопротивления контактов, что является значительным эксплуатационным преимуществом для фармацевтического предприятия, где доступ к подстанции требует соблюдения протоколов "чистого помещения".
Как определить и выбрать распределительное устройство с твердой изоляцией для вашего применения?
Для правильного выбора распределительного устройства SIS требуется систематическая оценка электрических требований, условий окружающей среды, пространственных ограничений, возможности технического обслуживания и нормативных обязательств - с особым вниманием к требованиям проверки системы изоляции, которые отличают настоящие характеристики твердой изоляции от маркетинговых заявлений.
Шаг 1: Определите требования к электрооборудованию
- Номинальное напряжение: 12 кВ, 24 кВ или 40,5 кВ - подтвердите соответствие BIL (75 / 125 / 185 кВ) координации изоляции системы
- Номинальный нормальный ток: 630A, 1250A или 2500A - проверьте тепловой номинал при максимальной температуре окружающей среды (стандартная 40°C; пониженная выше)
- Рейтинг короткого замыкания: 16 кА, 20 кА, 25 кА или 31,5 кА - подтвердите как ток отключения при коротком замыкании (вакуумный прерыватель), так и кратковременный выдерживаемый ток (шина и корпус)
- Классы выносливости: Укажите M2/E2 для всех автоматических или часто переключаемых применений; подтвердите оба класса в сертификате типовых испытаний
- Специальные обязанности коммутатора: Определите требования к коммутации емкостных, индуктивных или моторных устройств; подтвердите номиналы вакуумных прерывателей для специальных условий эксплуатации
Шаг 2: Проверка качества изоляционной системы
- Испытание на частичный разряд: Требуется сертификат заводского испытания на ЧП для каждого литого эпоксидного компонента при 1,5 × Um/√3; ЧП < 5 pC подтверждает отсутствие пустот в изоляции.
- Испытание типа диэлектрика: Подтвердите, что испытания на частоту тока и устойчивость к импульсам молнии в соответствии с IEC 62271-1 проводились на всей панели в сборе, а не на отдельных компонентах
- Сопротивление изоляции: Требуется ИК-измерение > 1,000 MΩ при 2,5 кВ постоянного тока между фазами и фаза-земля при заводской приемке
- Испытание на термоциклирование: Для установок с большим разбросом температур подтвердите, что изоляционная система была квалифицирована для работы в указанном диапазоне температур без образования трещин или отслоения
Шаг 3: Соответствие стандартам и сертификатам
- IEC 62271-2005: Распределительные устройства среднего напряжения с металлической оболочкой - основной стандарт для полной сборки панелей SIS
- IEC 62271-100: Типовые испытания вакуумных выключателей - отключение при коротком замыкании, отключение под нагрузкой и выносливость
- IEC 62271-1: Общие характеристики - диэлектрическая стойкость, повышение температуры, механическая прочность
- IEC 61641: Испытание внутренней дугой - укажите классификацию IAC (AFL / AFLR) для обеспечения безопасности персонала
- IEC 60270: Измерение частичного разряда - определение допустимого уровня ЧР для проверки качества изоляции
- GB/T 11022 / GB/T 3906: Китайские национальные стандарты на сборки распределительных устройств высокого напряжения
Сценарии применения
- Городские вторичные подстанции: SIS для компактного размещения в условиях ограниченного пространства в центре города; нулевой SF6 для соблюдения экологических норм
- Промышленные подстанции среднего напряжения: SIS для химических, фармацевтических, пищевых и цементных заводов - герметичная изоляция, невосприимчивая к агрессивным средам
- Возобновляемые источники энергии MV Collection: SIS для коммутации фидеров солнечных и ветряных электростанций - 25-летний срок службы без технического обслуживания, соответствующий жизненному циклу возобновляемых источников энергии
- Центр обработки данных MV Distribution: SIS для критически важной энергетической инфраструктуры - высочайшая надежность, отсутствие необходимости в незапланированном обслуживании, отсутствие сложностей с управлением газом
- Морские и оффшорные работы: SIS с корпусом IP65+ для распределения питания на платформе - устойчивость к соляному туману и влажности без риска для окружающей среды SF6
- Интегрированные в здание подстанции: SIS для подстанций в коммерческих зданиях, больницах и аэропортах - компактный, бесшумный, с нулевым выбросом газа
Каковы требования к установке, обслуживанию и жизненному циклу распределительных устройств SIS?
Герметичная конструкция КРУЭ с твердой изоляцией упрощает монтаж и обслуживание по сравнению с КРУЭ и КРУЭ, но при этом предъявляет особые требования к проверке системы изоляции, качеству соединения шин и контролю состояния, которые необходимо понять и реализовать для обеспечения полной эффективности технологии на протяжении всего жизненного цикла.
Контрольный список пусконаладочных работ
- Проверка момента затяжки соединения сборных шин - Все болтовые соединения шин должны быть затянуты в соответствии со спецификацией производителя с помощью калиброванного динамометрического ключа; недотянутые соединения вызывают резистивный нагрев и тепловое напряжение изоляции; перетянутые соединения растрескивают эпоксидную оболочку
- Проверка конуса под напряжением при заделке кабеля - Предварительно отформованные конусы напряжения в местах соединения кабелей должны быть правильно установлены и не иметь загрязнений; неправильная установка создает концентрацию поля в месте соединения кабеля с шиной
- Выравнивание и нивелирование панелей - Панели SIS должны быть выровнены и нивелированы в соответствии с допуском производителя перед соединением шин; несоосность напрягает эпоксидные соединения шин и может вызвать растрескивание при тепловом расширении
- Приемо-сдаточные испытания на частичный разряд - Проведите измерение ЧР на всей установленной панели при 1,2 × Um/√3 согласно IEC 60270 перед подачей напряжения; ЧР > 10 pC на установленной сборке указывает на дефект соединения или заделки, требующий исследования
- Тест на сопротивление изоляции - Измерьте IR при 2,5 кВ постоянного тока между фазами и фаза-земля; IR > 1,000 MΩ требуется перед подачей напряжения.
- Испытание вакуумного прерывателя Hi-Pot - Прикладывайте испытательное напряжение силовой частоты к разомкнутым контактам в соответствии с IEC 62271-100; подтверждает вакуумную целостность всех прерывателей после транспортировки и установки
График технического обслуживания распределительных устройств SIS
| Интервал | Действие | Критерий приемлемости |
|---|---|---|
| Ежегодно | Сопротивление контактов; время работы; визуальный осмотр | < 100 мкΩ; ±20% от исходного уровня; повреждений нет |
| 3 года | Высокий уровень частоты питания (разомкнутые контакты); измерение ЧР | Вспышки нет; установлен ЧР < 10 pC |
| 5 лет | Измерение хода контактов; полная электрическая проверка | Ход > минимального предела износа; все параметры в норме |
| 10 лет | Комплексная оценка; проверка механизмов | В соответствии с протоколом производителя |
| После аварии | Hi-pot + PD + контактное сопротивление; тепловое сканирование изоляции | Полные критерии принятия |
Распространенные ошибки при установке и эксплуатации SIS
- Неправильный момент затяжки соединения шин - наиболее распространенный дефект при установке SIS; недостаточно затянутые соединения вызывают прогрессирующее увеличение контактного сопротивления и тепловой отказ; всегда используйте калиброванные динамометрические инструменты и проверяйте их с помощью тепловидения при первой нагрузке
- Отсутствие проверки ЧР после установки - транспортная вибрация и манипуляции при монтаже могут повредить эпоксидные компоненты или нарушить конусы напряжения кабеля; PD-тестирование - единственный надежный метод обнаружения дефектов изоляции, вызванных монтажом, до подачи напряжения
- Нанесение термораспыления или краски на эпоксидные поверхности - покрытия, нанесенные на поверхности эпоксидной изоляции, изменяют удельное сопротивление поверхности и могут создавать точки возникновения частичных разрядов; никогда не наносите покрытия на эпоксидную изоляцию заводской готовности
- Превышение номинального тока короткого замыкания - Вакуумные прерыватели рассчитаны на определенный пиковый ток срабатывания (2,5 × Isc); превышение этого значения чревато привариванием контактов, что препятствует последующему срабатыванию
Заключение
Технология распределительных устройств с твердой изоляцией представляет собой объединение трех независимых инженерных достижений - литой эпоксидной изоляции, вакуумного гашения дуги и приведения в действие постоянного магнита - в архитектуре распределительного устройства, которая одновременно решает проблемы нехватки места, нагрузки на обслуживание, экологических обязательств и требований к надежности современного распределения электроэнергии среднего напряжения. В диапазоне напряжений 12-40,5 кВ, где применяется технология SIS, она обеспечивает убедительное сочетание компактной площади, нулевого воздействия SF6 на окружающую среду, характеристик класса выносливости E2/M2 и 25-летнего срока службы с минимальным обслуживанием, с которым не могут сравниться ни AIS, ни GIS по всем параметрам одновременно.
Устанавливайте распределительные устройства с твердой изоляцией там, где ограничено пространство, где условия эксплуатации жесткие, где доступ к обслуживанию ограничен или где экологические нормы запрещают использование SF6 - и проверяйте качество изоляции с помощью испытаний на частичный разряд, а не только номинальным напряжением, потому что в технологии твердой изоляции качество литой эпоксидной смолы - это качество распределительного устройства.
Вопросы и ответы о технологии распределительных устройств с твердой изоляцией
Вопрос: В чем принципиальная разница между распределительными устройствами с твердой изоляцией и обычными распределительными устройствами с воздушной изоляцией с точки зрения принципа изоляции?
A: Для достижения диэлектрической прочности AIS полагается на физические воздушные зазоры (120-160 мм при 12 кВ). SIS заменяет воздушные зазоры литой эпоксидной смолой (диэлектрическая прочность 180-200 кВ/см), уменьшая толщину изоляции до 8-15 мм при 12 кВ, что позволяет уменьшить ширину панели 40-60%, устраняя при этом поверхностные загрязнения.
Вопрос: Почему распределительные устройства с твердой изоляцией обладают лучшей устойчивостью к загрязнению, чем распределительные устройства с воздушной изоляцией в промышленных условиях?
A: Поверхности изоляции AIS подвергаются воздействию воздушных загрязнений - пыли, влаги и химических паров, - которые постепенно снижают удельное сопротивление поверхности и сопротивление ползучести, что в конечном итоге приводит к вспышке. Эпоксидная изоляция SIS герметизирует все проводники под напряжением в твердом диэлектрике без открытых поверхностей с воздушными зазорами, что делает проникновение загрязнений физически невозможным.
Вопрос: Какой производственный процесс обеспечивает качество сплошной изоляции без пустот в компонентах распределительных устройств SIS?
A: При автоматическом гелеобразовании под давлением (APG) жидкая эпоксидная смола под давлением 3-8 бар впрыскивается в нагретые формы с проводниками, отверждаясь при контролируемой температуре и давлении для устранения усадочных пустот. Каждый компонент проверяется испытанием на частичный разряд при 1,5 × Um - PD < 5 pC подтверждает качество изоляции без пустот.
В: Чем отличаются распределительные устройства с твердой изоляцией от распределительных устройств с элегазовой изоляцией SF6 с точки зрения соответствия экологическим нормам в новых установках?
A: SIS не содержит SF6, что исключает содержание парниковых газов GWP 23 500, обязательства по регулированию F-газа, требования по обращению с сертифицированным газом и затраты на рекуперацию газа в конце срока службы. Для проектов с экологической политикой, запрещающей SF6, или для проектов, подпадающих под поэтапное сокращение регулирования ЕС по F-газу, SIS является технически эквивалентной альтернативой с нулевым уровнем выбросов для диапазона 12-40,5 кВ.
Вопрос: Каков правильный метод проверки качества твердой изоляции в установленном распределительном щите SIS перед подачей напряжения?
A: Проведите измерение частичного разряда на всей установленной сборке при 1,2 × Um/√3 в соответствии с IEC 60270 - PD 1 000 МОм при 2,5 кВ постоянного тока) и испытанием высокой частоты питания на разомкнутых контактах вакуумного прерывателя в соответствии с IEC 62271-100.
-
технические сведения о высоком потенциале глобального потепления газа SF6 по сравнению с CO2 ↩
-
материаловедческие данные по диэлектрической прочности и термической стабильности литой эпоксидной смолы ↩
-
методы диагностики для обнаружения пустот в изоляции и обеспечения долговременной надежности диэлектрика ↩
-
инженерные детали технологии гашения дуги и электрической прочности в вакуумных средах ↩
-
официальные требования к безопасности и эксплуатационным характеристикам металлических закрытых распределительных устройств среднего напряжения ↩
