Схема впровадження громоотводів або напругових перетворювачів у газозаповнені кільцеві основні блоки

Згідно з типом ізоляції, кільцєві розподільні пристрої (RMU) можна розбити на газонаповнені та повітряно-ізольовані. Перші встановлюють основні компоненти електричного контуру у запечатаному металевому корпусі, наповненому низькотиским газом (основно SF₆ або суміш газів) як ізоляційне середовище, використовуючи кабельні термінали для входу та виходу ліній. Завдяки високій якості ізоляції, компактним розмірам та модульним дизайну, вони широко використовуються в 10кВ зовнішніх розподільних підстанціях та готових до монтажу трансформаторних підстанціях. Однак їх повністю ізольована та компактна природа обмежує застосовність в певних типових плануваннях підстанцій.

​1 Проблеми з газонаповненими RMU​

Рисунок 1 показує типовий дизайн розподільної підстанції, де комбінований шафа вимикача завантаження-предохранителя потребує громоотвод, а шафа напругоподільного трансформатора (VT) потребує два 10/0.1/0.22кВ литійного смолового VT. Якщо проекти вибирають газонаповнені RMU, такі як RM6 Schneider або Safenng ABB, вимоги проекту не можуть бути повністю задоволені.

​1.1 Складність встановлення громоотводів у шафах вимикача завантаження-предохранителя​

Для шаф вимикача завантаження входу/виходу обидва бренди надають достатнього простору для кабельного відсіку з втулками типу C (відповідно до IEC 60137), що дозволяє встановлення T-типів кабельних аксесуарів та вставних громоотводів. У шафах вимикача завантаження-предохранителя:

• ​Safenng: горизонтально встановлені предохранители (Рисунок 2) зберігають простір для кабелів, що дозволяє встановлення вставних громоотводів.
• ​RM6: вертикально встановлені предохранители (Рисунок 3) займають простір для кабелів, з втулками типу A, що обмежують аксесуари до типу ліктя/прямої. Немає простору для вставних громоотводів, і немає доступних на ринку громоотводів, сумісних з аксесуарами типу ліктя/прямої.

​1.2 Складність встановлення VT у шафах VT​

Стандартні шафи VT потребують три високовольтні блоки предохранителей та два однофазні VT в V-сполученні (двовитяжні, 10/0.1кВ для вимірювання, 10/0.22кВ для живлення; ≥1000VA вторинний вивід). Повітряно-ізольовані RMU (наприклад, Schneider SM6) мають достатньо місця (500×840×950мм). Натомість, газонаповнені RMU мають компактні кабельні відсіки (~400×350×700мм), що недостатньо для кабельних аксесуарів, з'єднуючих кабелів, видимих предохранителей, VT або 125мм міжфазного/земного кліру.

Виробники зазвичай додають порожню шафу поруч з шафою вимикача завантаження для розміщення VT та предохранителей, з'єднуючи їх через кабелі. Однак це погіршує:

• Безпеку під час обслуговування VT через відсутність механічних взаємоблокувань.
• Компактність та естетичність зовнішніх станцій.

​2 Рішення для встановлення громоотводів​

​2.1 Виключення громоотводів​

DL/T 620-1997 Захист від перенапруг та координація ізоляції для установок сполученого струму вимагає громоотводів для кабелів >50м, підключених до надпорожніх ліній. Для ≤50м кабелів, громоотводи можуть бути встановлені лише на одному кінці. Однак, стандарт явно не вимагає громоотводів на вставних кабельних головках 10кВ газонаповнених RMU.

Сучасні міські будівлі мають розширений мережі захисту від гроз, що зменшує ризик ударів блискавки. Підключення надпорожніх кабелів рідко зустрічається в містах, що робить прямі грозові супи до кабельних середин малоймовірними. Міжнародні практики (наприклад, T-тип громоотводи) часто опускаються в міських районах. Газонаповнені RMU в провінції Чжэцзян працюють надійно протягом років без громоотводів. Тому, ​громоотводи можна виключити для міських газонаповнених RMU підстанцій.

​2.2 Критерії вибору громоотводів​

Для пригородних/селіських мереж з надпорожніми кабелями >50м, громоотводи повинні бути встановлені. Для чистих вимикачів завантаження, більшість продуктів достатньо. Для ​шаф вимикача завантаження-предохранителя, вкажіть ​горизонтальне розташування предохранителей​, щоб зарезервувати простір для громоотводів, уникнувши проблем з модернізацією.

​3 Рішення для встановлення напругоподільного трансформатора​

Мініатюрізація шаф VT вимагає вирішення проблем ​електричної ізоляції​ та ​просторових обмежень.

​3.1 Вирішення електричної ізоляції​

Використання стандартних предохранителей/VT з повітряно-ізольованих RMU в газонаповнених камерах порушує стандарти кліру. Рішенням є використання ​компонентів, відповідних ізоляційним вимогам, таких як ​JSZV16-10R VT. Особливості включають:

• Інтегровані американські кабельні аксесуари для повної ізоляції.
• Вбудовані замінні предохранители на високовольтних терміналах.
• Номінальна напруга: 10/0.1/0.22кВ.

​Схема з'єднання:

• Сторона вимикача завантаження: европейські T-тип аксесуари, що можна торкатися.
• Сторона VT: американські 20кВ аксесуари, що можна торкатися (сумісні з предохранителями VT).
• Рисунок 4 показує VT та американські аксесуари.

Усі компоненти повністю ізольовані та можна торкатися. Обмеженням є розмір JSZV16-10R VT (призначений для компактних зовнішніх RMU), що обмежує 220V вивід до ≤2×400VA - достатньо для зарядки DC акумуляторів та освітлення.

​3.2 Вирішення просторових обмежень​

Перевірені плани підтверджують недостатність простору для VT з кабельними аксесуарами. Було перевірено два рішення:

1. ​Шафа VT, встановлена зверху: зовнішні кабелі та небезпечне обслуговування VT (порушення взаємоблокувань).
2. ​Підставка VT, встановлена знизу (реалізовано)​:
• Розширює кабельний відсік вниз.
• Висота: 400мм, сумісна з 700мм високими кабельними відсіками.
• Дозволяє механічне взаємоблокування для обслуговування.

​Результат: Цей дизайн забезпечує безпечне встановлення та обслуговування, зберігаючи компактність газонаповнених RMU.