вибір підстанції 10 кВ: чому газоізольоване комутаційне обладнання (GIS) витісняє традиційне повітряне ізольоване комутаційне обладнання (AIS)?

При проектуванні рішення для розподілу високовольтної електроенергії 10 кВ інженери-електрики, керівники проектів та начальники закупівель часто стикаються з важливим рішенням: чи варто обрати перевірене часом та інтуїтивно зрозуміле за конструкцією традиційне повітряне ізольоване комутаційне обладнання (AIS), чи більш продуктивне та компактне газоізольоване комутаційне обладнання (GIS/RMU)?

У сучасній промисловій та міській інфраструктурі «ізольоване середовище» є запорукою тривалої надійності обладнання. У системах 10 кВ ця різниця безпосередньо впливає на безперебійність електропостачання, складність обслуговування та загальну експлуатаційну безпеку. Сьогодні ми зосередимося на порівнянні комплектних розподільчих пристроїв 10 кВ (версія з корпусом із вуглецевої сталі) з традиційними повітряними розподільчими пристроями, щоб допомогти вам зробити найбільш раціональний інвестиційний вибір.

Основні відмінності: революція у ізоляції та конструкції

1. Фізика ізоляційних середовищ

Повітряні розподільні пристрої (AIS): Використовують природне повітря як ізоляційне середовище між фазами та відносно землі. Оскільки діелектрична міцність повітря значно коливається залежно від вологості, висоти над рівнем моря та забруднення, необхідно передбачати великі електричні зазори, щоб запобігти пробою на високій напрузі. Це призводить до громіздких шаф, у яких внутрішні шини та контакти відкриті для повітря, що робить їх схильними до окиснення та електрокорозії.

Газоізольоване вимикальне обладнання (ГІВ): Основні високовольтні компоненти (вимикачі, роз’єднувачі навантаження, шини) герметизуються всередині газового бака з нержавіючої сталі, заповненого SF6 (гексафторидом сірки) або екологічно безпечними газами. Оскільки діелектричні та гасильні властивості цих газів значно перевершують властивості повітря, електричні відстані можуть бути скорочені до частки від традиційного обладнання, що забезпечує максимальне ущільнення та повну герметизацію.

2. «Золота комбінація» матеріалів і захисту

Наше провідне рішення використовує композитну конструкцію «внутрішній газовий бак із нержавіючої сталі + зовнішній корпус із високоміцної вуглецевої сталі»:

Основний газовий бак: Виготовлений із листів високоякісної нержавіючої сталі товщиною 3,0 мм і більше за допомогою роботизованого лазерного зварювання, забезпечує відсутність витоку газу протягом 30-річного терміну служби та захищає ключові компоненти від зовнішніх впливів.

Зовнішній корпус: Виготовлений з високоякісної холоднокатаної вуглецевої сталі. Порівняно з дорогими та важкими у механічній обробці повністю нержавіючими стальними корпусами, вуглецева сталь забезпечує кращу механічну жорсткість і структурну стабільність. Завдяки сучасному промисловому електростатичному порошковому покриттю ми економимо для користувачів 15%-20% вартості корпусу, одночасно забезпечуючи високу стійкість до ударів і якісне промислове оздоблення.

Детальне порівняння: GIS проти AIS

Чому варто обрати наш GIS із карбонового сталевого корпусу?

1. Усунення ризиків пошкодження через «чутливість до навколишнього середовища»

У вологих південних регіонах або запилених північних промислових зонах «перекриття від конденсації» у традиційних відкритих розподільчих пристроях (AIS) є основною причиною коротких замикань або навіть вибухів. Вихідні блоки нашого GIS герметизують усі струмоведучі частини. Зовнішній корпус із карбонової сталі проходить процес порошкового покриття високого стандарту (протестовано 720 годин сольового туману), створюючи подвійний бар'єр фізичної ізоляції та хімічної стійкості до корозії для стабільної роботи в екстремальних умовах.

2. Суттєве поліпшення рентабельності цивільного будівництва

Для комерційних центрів, центрів оброблення даних або промислових парків з високою цінністю кожен квадратний метр землі є ключовим активом. Компактна GIS може зменшити приміщення підстанції з 100 м² до приблизно 40 м². Ця стратегія «простір-за-гроші» безпосередньо знижує початкові цивільні інвестиції на етапі затвердження проекту.

3. Візуальна інтелектуальна експлуатація та безпека

Наші вихідні блоки мають надзвичайно інтуїтивно зрозумілий інтерфейс:

Мнемосхема: Чітко відображає стан вимикачів і роз’єднувачів на панелі, щоб запобігти помилкам оператора.

Інтегрована мікропроцесорна захистова апаратурa: Резервоване місце на панелі з вуглецевої сталі для розумних лічильників, щоб контролювати струм, напругу та сигнали несправностей у трьох фазах в режимі реального часу.

Віконце безпеки: Дозволяє перевірити стан заземлювального перемикача без відкривання дверей, забезпечуючи абсолютну безпеку для персоналу під час обслуговування.

Часто задані питання (FAQ)

П1: Чи є GIS безпечнішою за AIS під час внутрішньої несправності?

A: Так. У традиційних установках AIS внутрішній дуговий розряд може швидко поширюватися на шини або відсіки приладів. Наш GIS герметизує високовольтні елементи в окремих резервуарах, посилених зовнішньою оболонкою з вуглецевої сталі. У разі екстремальної несправності дуга залишається у межах резервуара, а тиск спрямовано виводиться через клапан безпеки в нижній частині, що забезпечує максимальний захист оператора.

П2: Чи може GIS бути справді «безобслуговуваним»?

A: Високовольтне ядро (вимикачі, контакти) перебуває постійно в газовому середовищі, захищене від ерозії, завдяки чому не потребує обслуговування протягом усього терміну служби. Користувачам потрібно лише періодично перевіряти манометр, стан мікрокомп'ютера та чистоту зовнішньої поверхні з вуглецевої сталі. Це скорочує трудомісткість обслуговування понад на 80% порівняно з AIS.

П3: Як каркас із вуглецевої сталі протистоїть корозії в умовах високої вологості?

Ми використовуємо промисловий антикорозійний покриття класу автомобільної техніки. Плити з вуглецевої сталі проходять попередню обробку: знезжирення, фосфатування та нанесення плівкового шару перед нанесенням покриття для підвищення адгезії. Високоякісне епоксидне порошкове покриття ефективно блокує вологу, забезпечуючи безризиковий термін служби понад 20 років у закритих приміщеннях.

П4: Чи може традиційна АВВ задовольняти сучасні потреби розумних мереж?

Хоча АВВ ще має попит на ринку, перехід до компактних, оцифрованих (інтегрованих із SCADA) мереж прискорюється. Через великі габарити та чутливість до пилу чи гризунів (що призводить до міжфазних замикань) АВВ швидко виводиться з експлуатації на користь ГІР.

Питання 5: Які переваги ГІР у підключенні кабелів та розширенні системи?

ГІР використовує повністю ізольовані кабельні вставні затискачі (європейського типу), які є безпечнішими та компактнішими, ніж відкриті з'єднання в АВВ. Модульна конструкція дозволяє розширювати ланцюги в майбутньому шляхом простого додавання блоків та сполучних шин, не проводячи масштабного демонтажу системи.

Висновок

Вибір рішення для розподілу електроживлення 10 кВ — це по суті оптимізація між безпекою, габаритами та економічністю. Як показує цей порівняльний аналіз, комплектне розподільче устаткування з газовою ізоляцією (КРУГ) з використанням технології сталевого корпусу є найбільш перспективним варіантом для сучасної промисловості — воно забезпечує високу діелектричну міцність і одночасно оптимізує витрати на закупівлю за рахунок інтелектуального підходу до матеріалів.