นั่นเป็นคำถามที่ฉันได้ยินเป็นประจำจากวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ และมันสมเหตุสมผลแล้วที่ฉนวนใน Ring Main Unit ไม่ใช่แค่วัสดุตัวเติมเท่านั้น เป็นหัวใจสำคัญของความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และการใช้งานของสวิตช์เกียร์ หลายปีที่ผ่านมา ฉันเฝ้าดูเทคโนโลยีฉนวนมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และแต่ละตัวเลือกก็มีข้อด้อยในตัวเอง เรามาดูรายละเอียดว่าจริงๆ แล้วมีอะไรอยู่ในหน่วยเหล่านี้บ้าง และเหตุใดจึงสำคัญ
1. ฉนวนอากาศ
เริ่มจากตัวเลือกดั้งเดิมที่สุดกันก่อน RMU แบบหุ้มฉนวนอากาศมีมานานหลายทศวรรษแล้ว และยังคงแข็งแกร่งด้วยเหตุผลที่ดี
ความเป็นจริงของอากาศในฐานะฉนวน
นี่คือสิ่งที่เกี่ยวกับอากาศ ใช้งานได้ฟรี ทุกที่ และไม่จำเป็นต้องดูแลเป็นพิเศษ แต่ตัวเลขความแรงของฉนวนที่คุณมักจะเห็นอ้าง? เอามันไปด้วยเม็ดเกลือ ในการออกแบบ RMU ที่ใช้งานได้จริง คุณไม่ต้องพึ่งพา 3 kV/mm เรียบร้อยในช่องว่างที่สมบูรณ์แบบ ฉนวนกันอากาศในโลกแห่งความเป็นจริงขึ้นอยู่กับระยะห่าง ระดับการปนเปื้อน และความชื้น นั่นเป็นสาเหตุที่ RMU แบบหุ้มฉนวนอากาศมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยต้องการพื้นที่เพื่อรักษาระยะห่างทางไฟฟ้าที่ปลอดภัย
ในกรณีที่ RMU หุ้มฉนวนอากาศโดดเด่น
ฉันเห็นข้อกำหนดเหล่านี้บ่อยที่สุดสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมภายในอาคารซึ่งพื้นที่ไม่ใช่ข้อจำกัดหลัก ลองนึกถึงสถานีย่อยของโรงงาน ห้องสวิตซ์หลักของอาคารพาณิชย์ หรือจุดจำหน่ายสาธารณูปโภคในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า การบำรุงรักษาจะดำเนินการอย่างตรงไปตรงมา โดยส่วนใหญ่เป็นการตรวจสอบด้วยสายตาและรักษาความสะอาดของช่องต่างๆ ไม่มีการจัดการก๊าซ ไม่มีการปิดผนึกที่ซับซ้อน แค่อากาศ
การแลกเปลี่ยน? ขนาด. หากคุณกำลังทำงานในชั้นใต้ดินในเมืองที่คับแคบหรือพื้นที่นอกชายฝั่ง ฉนวนกันอากาศอาจไม่ใช่เพื่อนของคุณ
2. ฉนวนแก๊ส SF6
ตอนนี้เรากำลังเข้าสู่กลุ่มผู้หวดอย่างหนัก RMU ที่หุ้มฉนวน SF6 เปลี่ยนเกมสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดไปอย่างสิ้นเชิง
อะไรทำให้ SF6 แตกต่าง
SF6 ไม่ใช่แค่ "อากาศที่ดีกว่า" มันเป็นสัตว์ร้ายที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ความเป็นฉนวนภายใต้ความดันช่วยลดระยะห่างจากเฟสต่อเฟสและจากเฟสสู่พื้นได้อย่างมาก แต่นี่คือสิ่งที่หนังสือเรียนไม่ได้เน้นย้ำเสมอไป ความมหัศจรรย์ที่แท้จริงของ SF6 อยู่ที่ความสามารถในการดับส่วนโค้งของมัน เมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกันภายใต้ภาระ SF6 จะรวมตัวกันอีกครั้งเกือบจะในทันทีหลังจากดูดซับพลังงานอิเล็กตรอน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมยูนิตเหล่านี้จึงมีขนาดกะทัดรัดแต่ยังรองรับพลังงานข้อผิดพลาดจำนวนมาก
ช้างอยู่ในห้อง
SF6 ไม่ใช่แค่ "อากาศที่ดีกว่า" มันเป็นสัตว์ร้ายที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ความเป็นฉนวนภายใต้ความดันช่วยลดระยะห่างจากเฟสต่อเฟสและจากเฟสสู่พื้นได้อย่างมาก แต่นี่คือสิ่งที่หนังสือเรียนไม่ได้เน้นย้ำเสมอไป ความมหัศจรรย์ที่แท้จริงของ SF6 อยู่ที่ความสามารถในการดับส่วนโค้งของมัน เมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกันภายใต้ภาระ SF6 จะรวมตัวกันอีกครั้งเกือบจะในทันทีหลังจากดูดซับพลังงานอิเล็กตรอน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมยูนิตเหล่านี้จึงมีขนาดกะทัดรัดแต่ยังรองรับพลังงานข้อผิดพลาดจำนวนมาก
ดังที่กล่าวไปแล้ว สำหรับการใช้งานไฟฟ้าแรงสูงที่พื้นที่เท้าเป็นสิ่งสำคัญ SF6 ยังคงเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่น คุณจะพบสิ่งเหล่านี้ได้ในสถานีไฟฟ้าย่อยใจกลางเมือง โรงงานอุตสาหกรรมที่มีพื้นที่จำกัด และระบบรวบรวมพลังงานหมุนเวียน คุณสามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเลือกสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงได้ เช่นสวิตช์ปิดโลหะซึ่งอาจใช้ฉนวน SF6 บนเว็บไซต์ของเรา
3. ฉนวนแข็ง
นี่คือจุดที่นวัตกรรมมีความน่าสนใจ RMU ที่หุ้มฉนวนแข็งแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานจากไดอิเล็กตริกที่เป็นก๊าซ
Beyond Epoxy-สิ่งที่ใช้จริง
อีพอกซีเรซินได้รับความสนใจมากที่สุด และใช่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่วัสดุเกรดวิศวกรรมใน RMU สมัยใหม่มีความซับซ้อนมากกว่าเรซินหล่อแบบธรรมดา เรากำลังพูดถึงระบบอีพ็อกซี่ไซโคลอะลิฟาติกที่มีตัวเติมซิลิกาที่ควบคุมการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและปรับปรุงความต้านทานการติดตาม วัสดุเหล่านี้หล่อด้วยสุญญากาศรอบๆ ตัวนำ ทำให้เกิดระบบฉนวนเสาหินที่ไม่มีช่องว่าง เนื่องจากช่องว่างหมายถึงการคายประจุบางส่วน และการคายประจุบางส่วนหมายถึงความล้มเหลว
ยางซิลิโคน - ตัวเลือกที่ยืดหยุ่น
ยางซิลิโคนนำสิ่งที่อีพอกซีไม่สามารถยืดหยุ่นได้ ใน RMU ที่มีปัญหาการหมุนเวียนเนื่องจากความร้อนหรือการสั่นสะเทือน ฉนวนยางซิลิโคนรองรับการเคลื่อนไหวโดยไม่แตกร้าว นอกจากนี้ยังรักษาคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งหมายความว่าเม็ดน้ำจะขึ้นและม้วนออก แทนที่จะสร้างฟิล์มนำไฟฟ้าบนพื้นผิว
ข้อดีในทางปฏิบัติ
ฉนวนแข็งช่วยลดการตรวจสอบก๊าซโดยสิ้นเชิง ไม่มีการรั่วไหล ไม่มีการตรวจสอบแรงดัน ไม่ต้องกังวลเรื่องก๊าซเรือนกระจก นอกจากนี้ ยังทนทานต่อการปนเปื้อน เช่น สเปรย์เกลือ ฝุ่น และความชื้นได้ดีกว่า เนื่องจากชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าถูกห่อหุ้มไว้ สำหรับการติดตั้งชายฝั่งหรือสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ปนเปื้อน ความน่าเชื่อถืออย่างมากได้รับชัยชนะ
4. ฉนวนคอมโพสิต
นี่คือจุดที่เส้นเบลอ RMU สมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ต้องใช้ฉนวนชนิดเดียว
สิ่งที่คอมโพสิตดูเหมือนจริงๆ
ใช้ RMU ที่หุ้มฉนวนแก๊สทั่วไป ฉนวนหลักอาจเป็น SF6 แต่ภายในช่องแก๊สนั้น คุณจะพบฉนวนอีพอกซีเรซินที่รองรับตัวนำและรักษาตำแหน่งไว้ ฉนวนเหล่านั้นต้องทนทานต่อความเค้นทางไฟฟ้าเช่นเดียวกับแก๊ส รวมถึงโหลดทางกลในระหว่างการสวิตชิ่งและสภาวะความผิดปกติ
ในหน่วยฉนวนอากาศ คุณมักจะเห็นแผงกั้นใยแก้วโพลีเอสเตอร์หรืออีพอกซีระหว่างเฟสหรือระหว่างชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้ากับกราวด์ สิ่งเหล่านี้ช่วยลดช่องว่างในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัย เนื่องจากอากาศเป็นฉนวนหลัก แต่แผงกั้นแข็งจะป้องกันเส้นทางโค้งโดยตรง
ทำไมต้องผสมวัสดุ?
มันเกี่ยวกับการเล่นเพื่อจุดแข็ง แก๊สหรืออากาศจะจัดการกับฉนวนขนาดใหญ่ในระยะทาง วัสดุแข็งให้การสนับสนุนทางกล การป้องกันสิ่งกีดขวาง และการควบคุมความเครียดที่ส่วนต่อประสาน ใช้การผสมผสานที่เหมาะสม และคุณจะปรับขนาด ต้นทุน และความน่าเชื่อถือให้เหมาะสมไปพร้อมๆ กัน
5. อะไรเป็นตัวขับเคลื่อนทางเลือกที่แท้จริง
เมื่อฉันทำงานร่วมกับลูกค้าที่ระบุ RMU การตัดสินใจเกี่ยวกับฉนวนแทบจะไม่ขึ้นอยู่กับปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งเลย นี่คือสิ่งที่เราพูดคุยกันจริงๆ:
ระดับแรงดันไฟฟ้าไม่ใช่เรื่องง่าย
ใช่ แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าต้องการประสิทธิภาพอิเล็กทริกที่ดีกว่า แต่ภายในระดับแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน คุณอาจเลือกอากาศเพื่อความเรียบง่าย SF6 เพื่อความกะทัดรัด หรือของแข็งเพื่อความสอดคล้องกับสิ่งแวดล้อม แอปพลิเคชันจะกำหนดลำดับความสำคัญ
แคลคูลัสสิ่งแวดล้อม
SF6 มีความเป็นเลิศทางเทคนิค แต่มีแนวทางการกำกับดูแลที่ชัดเจน หากโครงการของคุณมีอายุการใช้งาน 30 ปี SF6 จะยังคงยอมรับได้ในปี 2593 หรือไม่ ลูกค้าของฉันหลายรายหันไปใช้เทคโนโลยีก๊าซชนิดแข็งหรือก๊าซทางเลือกล่วงหน้า (เช่น ฟลูออโรไนไตรล์หรือสารผสมฟลูออโรคีโตน) เพื่อรองรับการติดตั้งในอนาคต
ต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมด
หน่วยฉนวนอากาศมีต้นทุนแรกต่ำกว่าแต่มีพื้นที่ใช้งานมากขึ้น หน่วย SF6 มีราคาสูงกว่าในช่วงแรกแต่ช่วยประหยัดอสังหาริมทรัพย์ หน่วยฉนวนแข็งช่วยลดต้นทุนการจัดการก๊าซตลอดวงจรชีวิต ฉันมักจะขอให้ลูกค้าจำลองต้นทุน 20 ปี ไม่ใช่แค่ราคาซื้อ
สิ่งที่ฉันบอกลูกค้า
หากคุณกำลังติดตั้งในสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่มีการควบคุมโดยมีพื้นที่ว่าง ฉนวนกันอากาศจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบและคุ้มค่า
หากคุณกำลังบีบเข้าไปในสถานีย่อยในเมืองหรือจัดการกับระดับความผิดปกติสูงในพื้นที่ขนาดกะทัดรัด SF6 (หรือทางเลือกใหม่ ๆ ) ยังคงเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงในตอนนี้
หากคุณอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อน พื้นที่ชายฝั่งทะเล หรือมีข้อกำหนดด้านความยั่งยืน ฉนวนแข็งก็สมควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง เทคโนโลยีได้พัฒนาเต็มที่แล้ว และความน่าเชื่อถือได้รับการพิสูจน์แล้ว
บทสรุป
การเลือกใช้วัสดุฉนวนสำหรับ Ring Main Unit ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงระดับแรงดันไฟฟ้า สภาพแวดล้อม ต้นทุน และความปลอดภัย อากาศ ก๊าซ SF6 ฉนวนแข็ง และฉนวนคอมโพสิต ล้วนมีคุณสมบัติและการใช้งานเฉพาะตัวของตัวเอง ในฐานะซัพพลายเออร์ของ RMU เรามุ่งมั่นที่จะมอบโซลูชันฉนวนที่ดีที่สุดแก่ลูกค้าของเราตามความต้องการเฉพาะของพวกเขา
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับยูนิตหลัก Ring และต้องการหารือเกี่ยวกับตัวเลือกฉนวนเพิ่มเติม เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาโดยละเอียด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยคุณเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสมที่สุดและการออกแบบ RMU สำหรับโครงการของคุณได้
อ้างอิง
-
IEC 62271-201 สวิตช์เกียร์แรงดันสูงและเกียร์ควบคุม - ส่วนที่ 201: สวิตช์เกียร์และเกียร์ควบคุมที่หุ้มฉนวน AC สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงกว่า 1 kV และสูงถึงและรวมถึง 52 kV
-
โบรชัวร์ทางเทคนิคของ CIGRE 589 "คู่มือผู้ใช้สำหรับการใช้งานสวิตช์เกียร์แบบหุ้มฉนวนแก๊ส (GIS) สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่พิกัดสูงกว่า 52 kV"
-
"ฉนวนแข็งสำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง" ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับไดอิเล็กทริกและฉนวนไฟฟ้า ฉบับที่ 27 ฉบับที่ 3 มิถุนายน 2020.
