Innkapslete, gassisolerte koblingsanlegg for mellomspenning er sentrale enheter i primære og sekundære distribusjonsnett. Bryterne og lederne i disse kompakte anleggene er spenningssatte på flere titalls kilovolt.
Elektrisk isolering av de spenningssatte delene i bryteranlegget oppnås typisk ved bruk av svovelheksafluorid (SF6)-gass. SF6-gassen har enestående elektriske isolasjonsegenskaper, men den er dessverre også en ekstremt sterk drivhusgass.
Å erstatte SF6 med miljøvennlige gasser i hele produkt-porteføljen for mellomspenning krever avanserte isolasjonsdesign. Dette prosjektet sikter mot å forbedre isolasjonsegenskapene i SF6-frie mellomspente koblingsanlegg ved å ta i bruk innovative utforminger av de faste isolasjonsmaterialene i anlegget.
Dette vil bli gjort ved hjelp av eksperimenter og numerisk modellering i et samarbeid mellom ABB Electrification, SINTEF Energi og NTNU.
To masterstudenter ved NTNU har vært involvert i prosjektet. Én student undersøkte overflatestrukturer som undertrykker utladninger langs isolerende overflater. Den andre studenten har spenningstestet produktrelevante geometrier, og testet ulike belegg for å forhindre oppbygning av overflateladning.
SINTEF har hjulpet og veiledet studentene og simulert utladninger langs forskjellige isolerende overflater. Et konferansebidrag om simuleringer og eksperimenter vil bli sendt inn til NordIS-konferansen.
ABB Electrification har gjennomført flere tester for å utforske elektrisk holdfasthet i det nye produktet.
ABB Electrification Norway AS in Skien manufactures 12, 24 and 36 kV gas insulated compact switchgears for the world market. These switchgears have traditionally used sulphur hexafluoride (SF6) as the main electrical insulation, which is a highly potent greenhouse gas (23 000 times stronger than CO2). Restrictions on the use of SF6 gas are in a planning phase by the EU commission and currently undergoing a public consultation process. Through earlier collaborative research, ABB has brought an SF6-free switchgear portfolio to the market, replacing SF6 with air (for 12 kV) and mixtures of air and C5-fluoroketone (for 24 kV) under the trade name AirPlus™. In order to meet future market demands and to comply with upcoming EU regulations, ABB must extend its SF6-free portfolio with 12 & 24 kV switchgear modules with fuses (referred to as F-panels) and also future SF6-free 12/24/36 kV models with enhanced ratings and lower costs. The less efficient insulation properties of air and AirPlus™ compared to SF6 creates a major challenge for the development of the new SF6-free switchgear modules. ABB will, in collaboration with SINTEF Energy Research and NTNU, use direct numerical simulations and ultrafast imaging experiments to optimize the design of solid insulating parts in new SF6-free 12/24 kV F-panel switchgear modules. The F-panel concept design will be prototyped and tested in the project. This project addresses thematic priority area 2 - renewable energy, area 3 - the energy system and markets and area 4 - energy consumption and conversion in the ENERGIX work programme by pushing the development of the SF6-free technology for MV switchgears forward. ?Cooperation between the ABB, SINTEF and NTNU ?is essential to meet the project goals.
