Giriş
Onlarca yıl boyunca, orta gerilim şalt cihazlarında yalıtım ortamı seçimi etkili bir şekilde ikiliydi: hava veya SF6 gazı1. Hava yalıtımlı şalt sistemi büyük fiziksel ayak izleri ve düzenli bakım gerektiriyordu. SF6 gaz yalıtımlı şalt sistemi kompaktlık ve performans sağlıyordu ancak CO₂'nin 23.500 katı küresel ısınma potansiyeline sahip güçlü bir sera gazını da beraberinde getiriyordu - çevresel düzenlemelerin her sıkılaştırılmasıyla daha da ağırlaşan bir sorumluluk.
Katı yalıtımlı şalt teknolojisi hem hava boşluklarını hem de SF6 gazını döküm ile değiştirir epoksi reçine2 birincil yalıtım ortamı olarak - canlı iletkenleri, baraları ve anahtarlama elemanlarını üstün kirlilik direnci sağlayan, gaz yönetimi gereksinimlerini ortadan kaldıran, kurulum ayak izini AIS'ye kıyasla 50%'ye kadar azaltan ve 30 yıllık hizmet ömrü için derecelendirilmiş bakım gerektirmeyen bir yalıtım sistemi sunan katı bir dielektrik malzeme ile kapsüller.
İkincil trafo merkezleri, endüstriyel güç sistemleri ve yenilenebilir enerji OG altyapısı tasarlayan elektrik mühendisleri için SIS teknolojisi, orta gerilim yalıtımının nasıl tasarlandığı konusunda temel bir değişimi temsil eder - mevcut gaz veya hava teknolojisinde artan bir gelişme değil, farklı performans özelliklerine, çevresel kimlik bilgilerine ve yaşam döngüsü ekonomisine sahip farklı bir yalıtım felsefesi. Katı yalıtımlı şalt teknolojisinin ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve alternatiflerine göre nerede daha iyi performans gösterdiğini anlamak, iyi belirlenmiş her modern OG şalt tedarikinin temelini oluşturur.
Bu makale, yalıtım fiziği ve malzeme biliminden sistem mimarisine, uygulama seçimine ve tüm OG dağıtım aralığındaki bakım gereksinimlerine kadar katı yalıtımlı şalt teknolojisi için eksiksiz bir teknik referans sağlar.
İçindekiler
- Katı Yalıtım Teknolojisi Nedir ve OG Şalt Cihazlarında Nasıl Çalışır?
- SIS Şalt Cihazının Performansı Temel Parametreler Açısından AIS ve GIS ile Karşılaştırıldığında Nasıldır?
- Uygulamanız için Katı Yalıtımlı Hücreler Nasıl Belirlenir ve Seçilir?
- SIS Şalt Cihazının Kurulum, Bakım ve Kullanım Ömrü Gereksinimleri Nelerdir?
Katı Yalıtım Teknolojisi Nedir ve OG Şalt Cihazlarında Nasıl Çalışır?
Katı yalıtımlı şalt teknolojisi, bir şalt tertibatı içindeki tüm canlı OG iletkenlerini, baraları ve anahtarlama elemanı arayüzlerini çevreleyen birincil yalıtım ortamı olarak dökme katı dielektrik malzemelerin - öncelikle epoksi reçine bileşikleri - uygulanmasıdır. Hava yalıtımının (fiziksel boşluk mesafelerine dayanan) veya gaz yalıtımının (dielektrik mukavemet elde etmek için basınçlı SF6'ya dayanan) aksine, katı yalıtım dielektrik performansını kapsülleme malzemesinin kendi moleküler yapısı yoluyla elde eder.
Katı Dielektrik İzolasyon Fiziği
Herhangi bir yalıtım sisteminde dielektrik dayanımı, malzemenin bozulmadan önce dayanabileceği maksimum elektrik alanıdır - yük taşıyıcılarının malzeme boyunca hızlanarak iletken bir yol ve yıkıcı bir arıza yarattığı nokta. Yalıtım ortamının dielektrik dayanımı, canlı iletkenlerin topraklanmış yapılara ve birbirlerine ne kadar yakın konumlandırılabileceğini belirler ve bu da doğrudan ekipmanın fiziksel boyutunu yönetir.
Karşılaştırmalı Dielektrik Güçleri:
- Hava (1 bar, tekdüze alan): 30 kV/cm
- SF6 (3 bar): ~220 kV/cm
- Dökme epoksi reçine (APG): 180-200 kV/cm (yığın); uygun alan derecelendirmesi ile yüzeylerde etkili bir şekilde sınırsız
Dökme epoksi reçinenin yığın dielektrik dayanımı basınçlı SF6'nınkine yaklaşır - bu nedenle SIS şalt sistemi herhangi bir basınçlı gaz sistemi gerektirmeden GIS ile karşılaştırılabilir kompaktlığa ulaşır. Daha da önemlisi, katı yalıtım, kirli ortamlarda hava yalıtımlı ekipmanı sınırlayan yüzey flashover arıza modunu ortadan kaldırır: katı bir epoksi yüzey, hava boşluklu yalıtım yüzeylerinin yapabileceği şekilde havadaki partiküller, nem veya yoğuşma ile kirlenemez.
Otomatik Basınçlı Jelleşme (APG) - Üretim Teknolojisi
SIS şalt cihazındaki katı yalıtım, iletken tertibatını içeren ısıtılmış bir kalıba kontrollü basınç altında sıvı epoksi reçine bileşiği enjekte eden, ardından boşluksuz, kabarcıksız katı yalıtım gövdesi üretmek için reçineyi hassas sıcaklık ve basınç profilleri altında sertleştiren hassas bir döküm işlemi olan Otomatik Basınç Jelleştirme (APG) ile üretilir.
APG Süreci Kritik Parametreleri:
- Reçine sistemi: Gelişmiş ark direnci ve termal stabilite için anhidrit sertleştiricili ve alümina trihidrat (ATH) dolgulu sikloalifatik epoksi reçine
- Kalıp sıcaklığı: Jelleşme sırasında 130-160°C; termal stres çatlamasını önlemek için kontrollü
- Enjeksiyon basıncı: Boşlukları ortadan kaldırmak ve tam iletken kapsüllemesi sağlamak için 3-8 bar
- Tedavi döngüsü: Yüksek sıcaklıkta 4-8 saat; ardından boyutsal stabilite için 140°C'de post-kür
- Kalite kontrol: Her döküm bileşen şu işlemlerden geçer kısmi deşarj3 boşluksuz yalıtımı doğrulamak için test (1,5 × Um'de <5 pC)
Dökme epoksi yalıtımındaki boşluklar birincil kalite arıza modudur - 0,1 mm çap kadar küçük bir boşluk, çalışma voltajı altında çevreleyen yalıtımı aşamalı olarak aşındıran ve sonunda yalıtım arızasına neden olan kısmi bir deşarj başlangıç noktası oluşturur. Uygun şekilde kontrol edilen APG süreci, jelleşme boyunca pozitif basıncı koruyarak boşlukları ortadan kaldırır ve reçine sertleştikçe büzülme boşluklarının oluşmasını önler.
Katı Yalıtım Sistemlerinde Elektrik Alan Derecelendirmesi
Geometrik süreksizliklerde - iletken kenarları, bağlantı arayüzleri ve yalıtım sınırları - elektrik alanı, ortalama alan sınırlar içinde olsa bile yerel dielektrik gücünü aşabilecek seviyelere yoğunlaşır. Katı yalıtım SIS tasarımı, alan konsantrasyonunu yönetmek için iki teknik kullanır:
Geometrik Saha Derecelendirmesi:
İletken kenarları ve sonlandırma arayüzleri, elektrik alanını daha geniş bir yüzey alanına dağıtmak için kontrollü yarıçaplarla (OG uygulamaları için minimum 3-5 mm) tasarlanır ve kısmi deşarj başlangıç eşiğinin altındaki tepe alan yoğunluğunu azaltır.
Dirençli veya Kapasitif Alan Derecelendirme Katmanları:
Katı yalıtım bileşenleri arasındaki arayüzlerde - bara bağlantıları, kablo sonlandırmaları ve kesici bağlantıları - yarı iletken veya kapasitif olarak derecelendirilmiş malzemeden alan derecelendirme katmanları, elektrik alan gradyanını arayüz boyunca eşit olarak yeniden dağıtmak için uygulanır ve bağlantı sınırında alan yoğunlaşmasını önler.
SIS Şalt Sistem Mimarisi
Eksiksiz bir SIS şalt panosu, tüm birincil yalıtım işlevlerinde katı yalıtım teknolojisini entegre eder:
- Epoksi kapsüllü baralar: Üç fazlı baralar tamamen dökme epoksi içinde kapsüllenmiştir, faz-toprak hava boşluğu gereksinimlerini ortadan kaldırır
- Katı yalıtımlı akım transformatörleri (CT'ler): Toroidal CT'ler doğrudan kapsüllenmiş bara üzerine dökülür - ayrı CT montajı veya hava boşluğu gerekmez
- Epoksi kapsüllü kablo sonlandırmaları: Kablodan baraya sahada derecelendirilmiş katı yalıtım sürekliliği sağlayan önceden kalıplanmış gerilim konilerine sahip geçmeli veya cıvatalı kablo arayüzleri
- Vakum kesici4 montaj: Anahtarlama elemanı - faz başına bir vakum kesici - hem mekanik destek hem de toprağa birincil yalıtım sağlayan epoksi kapsülleme ile katı yalıtım yapısı içine monte edilmiştir
- Manyetik aktüatör mekanizması: Sızdırmaz, bakım gerektirmeyen yapı ile M2 mekanik dayanıklılık sağlayan kalıcı mıknatıslı aktüatör (PMA) çalışma mekanizması
Temel Katı Yalıtım Malzemesi Özellikleri
| Mülkiyet | Dökme Epoksi (APG) | Hava (Referans) | SF6 (3 bar) |
|---|---|---|---|
| Dielektrik Dayanımı (dökme) | 180-200 kV/cm | 30 kV/cm | ~220 kV/cm |
| Bağıl Geçirgenlik (εr) | 3.5-4.5 | 1.0 | 1.006 |
| Termal Sınıf | F (155°C) | — | — |
| Kirlilik Direnci | Mükemmel (sızdırmaz yüzey) | Zayıf (yüzey kirliliği) | Mükemmel (mühürlü) |
| Kısmi Deşarj Başlangıcı | > 1,5 × Um (boşluksuz) | N/A | > 1,5 × Um |
| Termal İletkenlik | 0,2-0,8 W/m-K | 0,026 W/m-K | 0,014 W/m-K |
| Ark Direnci (IEC 61621) | > 180 saniye | N/A | N/A |
| Sera Gazı Etkisi | Hiçbiri | Hiçbiri | GWP 23,500 |
SIS Şalt Cihazının Performansı Temel Parametreler Açısından AIS ve GIS ile Karşılaştırıldığında Nasıldır?
Katı yalıtımlı şalt sistemi, 12-40,5kV aralığındaki OG dağıtım uygulamaları için tipik olarak her iki alternatifin de altında kalan bir yaşam döngüsü maliyetiyle vakum teknolojisinin çevresel kimlik bilgilerini ve bakım kolaylığını GIS'e yaklaşan bir kompaktlıkla birleştirerek AIS ve GIS'e göre farklı bir performans konumuna sahiptir.
Ayak İzi ve Alan Verimliliği
SIS şalt sistemi, kompakt ayak izini hava boşluk mesafelerinin ortadan kaldırılmasıyla elde eder. AIS'de, 12kV'de IEC 62271-1 tarafından istenen minimum faz-faz ve faz-toprak açıklıkları şunlardır:
- Faz-toprak açıklığı (hava): Minimum 120 mm
- Fazdan faza açıklık (hava): Minimum 160 mm
SIS'de bu boşluklar, 180-200 kV/cm dielektrik dayanımına sahip katı epoksi yalıtım ile değiştirilerek gerekli yalıtım kalınlığı 12kV'de 8-15 mm'ye düşürülür. Sonuç, eşdeğer AIS'ye kıyasla panel genişliğinde 40-60%'lik bir azalma ve derinlikte 30-50%'lik bir azalmadır.
Tipik Pano Boyutları Karşılaştırması (12kV, 630A, 25kA):
| Parametre | AIS | CBS | SIS |
|---|---|---|---|
| Panel Genişliği | 800-1.000 mm | 500-650mm | 400-550mm |
| Panel Derinliği | 1.200-1.600 mm | 800-1.000 mm | 600-800mm |
| Panel Yüksekliği | 2,200 mm | 2,000 mm | 1.800-2.000 mm |
| Panel Başına Taban Alanı | 0.96-1.60 m² | 0.40-0.65 m² | 0.24-0.44 m² |
| Göreceli Ayak İzi | 100% (referans) | ~45% | ~30% |
Bakım Gereklilikleri
SIS şalt sisteminin sızdırmaz yapısı - kirletecek hava boşlukları olmayan katı epoksi yalıtım, izlenecek SF6 gazı ve dahili bakım erişimi olmayan vakum kesiciler - AIS veya GIS'den temelde farklı bir bakım profili oluşturur:
AIS Bakım Gereklilikleri:
- Yıllık: İzolasyon yüzeyi temizliği; temas direnci ölçümü
- 3 yıl: Ark oluğu denetimi ve temizliği; mekanizma yağlaması
- 5 yıl: Tam revizyon; kontak değiştirme değerlendirmesi
- Arıza sonrası: Anında ark oluğu incelemesi; yalıtım yüzeyinin dekontaminasyonu
CBS Bakım Gereklilikleri:
- 6 ay: SF6 basınç kontrolü; sızıntı denetimi
- 1 yıl: Gaz nemi ve saflık analizi
- 3 yıl: Tam gaz analizi; temas direnci kontrolü
- Arıza sonrası: Gaz kalitesi analizi; yeniden enerji vermeden önce ayrışma ürünü kontrolü
SIS Bakım Gereksinimleri:
- Yıllık: Kontak direnci ölçümü; çalışma süresi kontrolü; görsel inceleme
- 3 yıl: Güç frekansı hi-pot testi; kısmi deşarj ölçümü
- 5 yıl: Temas yolu ölçümü; tam elektriksel doğrulama
- Arıza sonrası: Hi-pot testi + PD ölçümü + kontak direnci
Ark oluğu bakımı, SF6 gazı yönetimi ve yalıtım yüzeyi temizliğinin ortadan kaldırılması, 25 yıllık hizmet ömrü boyunca SIS yıllık bakım maliyetini AIS'ye kıyasla 60-75% ve GIS'ye kıyasla 40-55% azaltır.
Çevresel Performans
SIS şalt cihazının çevreci kimliği, teknoloji seçimlerinin doğrudan bir sonucudur:
- Sıfır SF6: Sera gazı içeriği yok, F-Gaz yönetmeliği yükümlülükleri yok, sertifikalı gaz işleme personeli gereksinimi yok, kullanım ömrü sonu gaz geri kazanım maliyeti yok
- Ark gazı yok: Vakum ark sönmesi toksik ayrışma ürünleri üretmez - anahtarlama işlemleri sırasında SOF₂, SO₂F₂ veya HF oluşumu olmaz
- Azaltılmış malzeme hacmi: Kompakt tasarım, AIS'ye göre nominal MVA başına daha az çelik, bakır ve yalıtım malzemesi kullanır
- Kullanım ömrü sonunda geri dönüştürülebilir: Epoksi reçine kapsülleme, malzeme geri kazanımı için bakır iletkenlerden mekanik olarak ayrılabilir; tehlikeli gaz bertarafı gerekmez
Tam Performans Karşılaştırması: SIS vs. AIS vs. GIS
| Parametre | AIS | CBS (SF6) | SIS (Vakum) |
|---|---|---|---|
| Gerilim Aralığı | 12-40.5kV | 12-1,100kV | 12-40.5kV |
| Göreceli Ayak İzi | 100% | ~45% | ~30% |
| Ark Söndürme Ortamı | Hava | SF6 | Vakum |
| Yalıtım Ortamı | Hava | SF6 | Katı Epoksi |
| Kirlilik Direnci | Zayıf | Mükemmel | Mükemmel |
| Bakım Sıklığı | Yüksek | Orta | Düşük |
| SF6 Sera Gazı İçeriği | Hiçbiri | Evet (GWP 23.500) | Hiçbiri |
| Elektriksel Dayanıklılık | E1 standardı | E1-E2 | E2 standardı |
| Mekanik Dayanıklılık | M1 standardı | M1-M2 | M2 standardı |
| Yaşam Döngüsü Maliyeti (25 yıl) | Orta | Orta-Yüksek | Düşük |
| Uygun Ortamlar | İç mekan temizliği | İç / Dış Mekan | İç mekan/sert |
Müşteri Örneği: SIS Şalt Cihazları Alan ve Çevre Uyumluluğu Sorununu Çözüyor
Batı Avrupa'daki bir ilaç üretim kampüsü için 24kV ikincil trafo merkezi yükseltmesini denetleyen bir satın alma müdürü, eşzamanlı iki kısıtlamayla Bepto ile iletişime geçti: mevcut trafo merkezi odası, değiştirilen mevcut AIS ekipmanının kapladığı alandan 35% daha küçüktü ve kampüs çevre politikası, yeni kurulumlarda SF6 içeren herhangi bir ekipmanı yasaklıyordu - bu da GIS'i bir seçenek olarak ortadan kaldırıyordu.
Mühendislik ekibi, Bepto'nun katı epoksi yalıtımlı ve vakumlu kesicili SIS şalt sistemini belirledikten sonra, mevcut oda alanı içinde 15% açıklık bırakarak eksiksiz bir 24kV şalt sistemi dizisi (sekiz fider paneli artı bara bölümü) kurdu. Sıfır SF6 tasarımı, kampüsün çevre politikasını ödün vermeden karşıladı ve sızdırmaz katı yalıtım yapısının, temas direnci ölçümü dışında yıllık bakım müdahalesi gerektirmediği belirtildi - trafo merkezi erişiminin temiz oda protokolleri gerektirdiği bir ilaç tesisi için önemli bir operasyonel fayda.
Uygulamanız için Katı Yalıtımlı Hücreler Nasıl Belirlenir ve Seçilir?
SIS şalt sisteminin doğru bir şekilde belirlenmesi, elektrik gereksinimlerinin, çevresel koşulların, alan kısıtlamalarının, bakım kapasitesinin ve yasal yükümlülüklerin sistematik bir şekilde değerlendirilmesini ve gerçek katı yalıtım performansını pazarlama iddialarından ayıran yalıtım sistemi doğrulama gereksinimlerine özellikle dikkat edilmesini gerektirir.
Adım 1: Elektriksel Gereksinimleri Tanımlayın
- Nominal Gerilim: 12kV, 24kV veya 40,5kV - BIL'in (75/125/185kV) sistem yalıtım koordinasyonuyla eşleştiğini onaylayın
- Nominal Normal Akım: 630A, 1250A veya 2500A - maksimum ortam sıcaklığında termal derecelendirmeyi doğrulayın (standart 40°C; yukarıda azaltılmış)
- Kısa Devre Değeri: 16kA, 20kA, 25kA veya 31.5kA - hem kısa devre kesme akımını (vakumlu kesici) hem de kısa süreli dayanım akımını (bara ve muhafaza) onaylayın
- Dayanıklılık Sınıfları: Tüm otomatik veya sık anahtarlamalı uygulamalar için M2/E2'yi belirtin; tip testi sertifikasında her iki sınıfı da doğrulayın
- Özel Anahtarlama Görevleri: Kapasitif, endüktif veya motor anahtarlama gereksinimlerini belirleyin; vakum kesici özel görev değerlerini onaylayın
Adım 2: Yalıtım Sistemi Kalitesini Doğrulayın
- Kısmi Deşarj Testi: Her döküm epoksi bileşeni için 1,5 × Um/√3 değerinde fabrika PD test sertifikası gerektirir; PD < 5 pC, boşluksuz yalıtımı onaylar
- Dielektrik Tip Testi: IEC 62271-1 uyarınca güç frekansı ve yıldırım darbesi dayanım testlerinin tek tek bileşenler üzerinde değil, tüm panel grubu üzerinde yapıldığını doğrulayın
- İzolasyon Direnci: Fabrika kabulünde fazlar arasında ve faz-toprak arasında 2,5kV DC'de > 1.000 MΩ IR ölçümü gerektirir
- Termal Döngü Testi: Geniş sıcaklık değişimine sahip kurulumlar için, yalıtım sisteminin çatlama veya delaminasyon olmaksızın belirtilen sıcaklık aralığı için kalifiye olduğunu onaylayın
Adım 3: Standartları ve Sertifikaları Eşleştirin
- IEC 62271-2005: Metal muhafazalı OG şalt cihazı - komple SIS pano montajı için birincil standart
- IEC 62271-100: Vakumlu devre kesici tip testi - kısa devre kırma, yük kırma ve dayanıklılık
- IEC 62271-1: Ortak özellikler - dielektrik dayanım, sıcaklık artışı, mekanik dayanıklılık
- IEC 61641: Dahili ark testi - personel güvenliği için IAC sınıflandırmasını (AFL / AFLR) belirtin
- IEC 60270: Kısmi deşarj ölçümü - yalıtım kalitesi doğrulaması için PD kabul seviyesini belirleyin
- GB/T 11022 / GB/T 3906: YG şalt tertibatları için Çin ulusal standartları
Uygulama Senaryoları
- Kentsel İkincil Trafo Merkezleri: Kısıtlı alana sahip şehir merkezi kurulumlarında kompakt ayak izi için SIS; çevresel uyumluluk için sıfır SF6
- Endüstriyel OG Trafo Merkezleri: Kimyasal, farmasötik, gıda işleme ve çimento tesisleri için SIS - agresif atmosferlerden etkilenmeyen sızdırmaz yalıtım
- Yenilenebilir Enerji MV Koleksiyonu: Güneş ve rüzgar santrali fider anahtarlaması için SIS - yenilenebilir varlık yaşam döngüsüne uygun 25 yıllık bakım gerektirmeyen tasarım ömrü
- Veri Merkezi MV Dağıtımı: Kritik güç altyapısı için SIS - en yüksek güvenilirlik, sıfır plansız bakım, gaz yönetimi karmaşıklığı yok
- Denizcilik ve Açık Deniz: Platform güç dağıtımı için IP65+ muhafazalı SIS - SF6 çevresel riski olmadan tuz sisi ve nem bağışıklığı
- Bina Entegre Trafo Merkezleri: Ticari binalar, hastaneler ve havaalanları içindeki trafo merkezleri için SIS - kompakt, sessiz, sıfır gaz emisyonu
SIS Şalt Cihazının Kurulum, Bakım ve Kullanım Ömrü Gereksinimleri Nelerdir?
SIS şalt sisteminin sızdırmaz, katı yalıtım yapısı, AIS ve GIS'e kıyasla kurulum ve bakımı basitleştirir - ancak teknolojinin tam yaşam döngüsü performansını gerçekleştirmek için anlaşılması ve uygulanması gereken yalıtım sistemi doğrulaması, bara bağlantı kalitesi ve durum izleme için özel gereksinimler getirir.
Devreye Alma Öncesi Kurulum Kontrol Listesi
- Bara Bağlantı Torku Doğrulaması - Tüm bara cıvatalı bağlantıları kalibre edilmiş bir tork anahtarı kullanılarak üretici spesifikasyonuna göre torklanmalıdır; düşük torklu bağlantılar dirençli ısınmaya ve yalıtım termal stresine neden olur; aşırı torklu bağlantılar epoksi kapsüllemeyi çatlatır
- Kablo Sonlandırma Gerilme Konisi Denetimi - Kablo arayüzlerindeki önceden kalıplanmış gerilim konileri doğru şekilde oturtulmalı ve kirden arındırılmalıdır; yanlış montaj kablo-busbar arayüzünde alan yoğunlaşmasına neden olur
- Panel Hizalama ve Seviyeleme - SIS panelleri, bara bağlantısından önce üretici toleransına göre hizalanmalı ve düzleştirilmelidir; yanlış hizalama epoksi bara bağlantılarını zorlar ve termal genleşme altında çatlamaya neden olabilir
- Kısmi Deşarj Kabul Testi - Enerji vermeden önce IEC 60270 uyarınca 1,2 × Um/√3 değerinde kurulu panelin tamamında PD ölçümü yapın; kurulu montajda PD > 10 pC, araştırma gerektiren bir bağlantı veya sonlandırma kusuruna işaret eder
- İzolasyon Direnci Testi - Fazlar ve faz-toprak arasında 2,5kV DC'de IR ölçümü; enerjilendirmeden önce IR > 1.000 MΩ gereklidir
- Vakum Kesici Hi-Pot Testi - IEC 62271-100 uyarınca açık kontaklar boyunca güç frekansı test voltajı uygulayın; nakliye ve kurulumdan sonra tüm kesicilerin vakum bütünlüğünü onaylar
SIS Şalt Bakım Programı
| Aralık | Eylem | Kabul Kriteri |
|---|---|---|
| Yıllık | Temas direnci; çalışma süresi; görsel denetim | < 100 μΩ; ±20% başlangıç değeri; hasar yok |
| 3 yıl | Güç frekansı hi-pot (açık kontaklar); PD ölçümü | Flashover yok; PD < 10 pC kurulu |
| 5 yıl | Temas yolu ölçümü; tam elektriksel doğrulama | Strok > minimum aşınma sınırı; tüm parametreler spesifikasyonda |
| 10 yıl | Kapsamlı değerlendirme; mekanizma denetimi | Üretici protokolüne göre |
| Arıza sonrası | Hi-pot + PD + temas direnci; yalıtım termal taraması | Tam kabul kriterleri |
Yaygın SIS Kurulumu ve Operasyonel Hatalar
- Yanlış bara bağlantı torku - en yaygın SIS montaj hatasıdır; düşük torklu bağlantılar kademeli temas direnci artışına ve termal kaçağa neden olur; her zaman kalibre edilmiş tork aletleri kullanın ve ilk yüklemede termal görüntüleme ile doğrulayın
- Kurulum sonrası PD testinin atlanması - Taşıma titreşimi ve kurulum işlemleri epoksi bileşenlere zarar verebilir veya kablo gerilim konilerini bozabilir; PD testi, enerji vermeden önce kurulum kaynaklı yalıtım kusurlarını tespit etmek için tek güvenilir yöntemdir
- Epoksi yüzeylere termal sprey veya boya uygulama - epoksi yalıtım yüzeylerine sahada uygulanan kaplamalar yüzey direncini değiştirir ve kısmi deşarj başlangıç noktaları oluşturabilir; fabrikada tamamlanmış epoksi yalıtıma asla herhangi bir kaplama uygulamayın
- Nominal kısa devre yapma akımının aşılması - vakumlu kesiciler belirli bir tepe yapma akımı (2,5 × Isc) için derecelendirilmiştir; bu değerin aşılması, sonraki açma işlemini engelleyen kontak kaynağı riski taşır
Sonuç
Katı yalıtımlı şalt teknolojisi, üç bağımsız mühendislik ilerlemesinin - dökme epoksi yalıtım, vakum ark sönümleme ve sabit mıknatıslı çalıştırma - modern OG güç dağıtımının alan kısıtlamalarını, bakım yüklerini, çevresel yükümlülüklerini ve güvenilirlik taleplerini aynı anda ele alan bir şalt sistemi mimarisinde birleşmesini temsil eder. SIS teknolojisinin çalıştığı 12-40,5kV uygulama aralığı için, kompakt ayak izi, sıfır SF6 çevresel etki, E2/M2 dayanıklılık sınıfı performansı ve ne AIS ne de GIS'in tüm parametrelerde aynı anda eşleşemeyeceği 25 yıllık bakım minimize edilmiş hizmet ömrünün cazip bir kombinasyonunu sunar.
Alanın kısıtlı olduğu, ortamların zorlu olduğu, bakım erişiminin sınırlı olduğu veya çevresel uyumluluğun SF6'yı yasakladığı yerlerde katı yalıtımlı şalt cihazını belirleyin ve yalıtım kalitesini yalnızca voltaj değeriyle değil, kısmi deşarj testiyle doğrulayın, çünkü katı yalıtım teknolojisinde döküm epoksinin kalitesi şalt cihazının kalitesidir.
Katı Yalıtımlı Hücre Teknolojisi Hakkında SSS
S: Yalıtım prensibi açısından katı yalıtımlı şalt sistemi ile geleneksel hava yalıtımlı şalt sistemi arasındaki temel fark nedir?
A: AIS, dielektrik dayanım elde etmek için fiziksel hava boşluğu mesafelerine (12kV'de 120-160mm) dayanır. SIS, hava boşluklarını dökme epoksi reçine (dielektrik dayanımı 180-200 kV/cm) ile değiştirerek yalıtım kalınlığını 12kV'de 8-15 mm'ye düşürür - yüzey kirliliği hata modlarını ortadan kaldırırken 40-60% panel genişliğinin azaltılmasını sağlar.
S: Katı izolasyonlu şalt sistemi endüstriyel ortamlarda hava izolasyonlu şalt sistemine göre neden daha iyi kirlilik direnci sağlar?
A: AIS yalıtım yüzeyleri, yüzey direncini ve kaçak dayanımını aşamalı olarak azaltan ve sonunda parlamaya neden olan toz, nem ve kimyasal buharlar gibi havadaki kirlenmeye maruz kalır. SIS epoksi kapsülleme, tüm canlı iletkenleri açıkta hava boşluğu yüzeyleri olmadan katı dielektrik içinde kapatır ve kirlenme girişini fiziksel olarak imkansız hale getirir.
S: Hangi üretim süreci SIS şalt bileşenlerinde boşluksuz katı yalıtım kalitesini sağlar?
A: Otomatik Basınç Jelasyonu (APG), sıvı epoksi reçineyi 3-8 bar basınç altında iletken tertibatları içeren ısıtılmış kalıplara enjekte eder, büzülme boşluklarını ortadan kaldırmak için kontrollü sıcaklık ve basınç altında kürlenir. Her bileşen 1,5 × Um - PD < 5 pC'de kısmi deşarj testi ile doğrulanır ve boşluksuz yalıtım kalitesini onaylar.
S: Yeni kurulumlarda çevresel uyumluluk açısından katı yalıtımlı şalt cihazları SF6 gaz yalıtımlı şalt cihazlarına kıyasla nasıldır?
A: SIS sıfır SF6 içerir - GWP 23.500 sera gazı içeriğini, F-Gaz yönetmeliği yükümlülüklerini, sertifikalı gaz işleme gereksinimlerini ve kullanım ömrü sonu gaz geri kazanım maliyetlerini ortadan kaldırır. SF6'yı yasaklayan çevre politikalarına sahip veya AB F-Gaz yönetmeliğine tabi projeler için SIS, 12-40.5kV aralığı için teknik olarak eşdeğer sıfır emisyonlu alternatiftir.
S: Enerji vermeden önce kurulu bir SIS şalt panosundaki katı yalıtım kalitesini doğrulamak için doğru yöntem nedir?
A: IEC 60270'e göre 1,2 × Um/√3'te tüm kurulu tertibat üzerinde kısmi deşarj ölçümü yapın - PD 1.000 MΩ) ve IEC 62271-100 uyarınca vakum kesici açık kontaklarda güç frekansı hi-pot testi ile tamamlayın.
-
SF6 gazının CO2'ye kıyasla yüksek küresel ısınma potansiyeline ilişkin teknik bilgiler ↩
-
döküm epoksi̇ reçi̇neni̇n di̇elektri̇k dayanimi ve isil kararliliğina i̇li̇şki̇n malzeme bi̇li̇mi̇ veri̇leri̇ ↩
-
yalıtım boşluklarını tespit etmek ve uzun vadeli dielektrik güvenilirliği sağlamak için teşhis yöntemleri ↩
-
ark söndürme teknoloji̇si̇ ve vakum ortamlarinda elektri̇ksel dayaniklilik üzeri̇ne mühendi̇sli̇k detaylari ↩
-
orta geri̇li̇m metal muhafazali şalt tesi̇sleri̇ i̇çi̇n resmi̇ güvenli̇k ve performans gerekleri̇ ↩
