Conception et développement du disjoncteur sous vide WVT-12

I. Recherche de marché et technique

Depuis 2003, j'ai été impliqué dans le projet clé de localisation de la technologie du disjoncteur à vide WVT-12 pour la société Anhui Longbo. À l'époque, dans la classe de tension de 12kV, les disjoncteurs à vide occupaient plus de 98% des disjoncteurs totaux. Avec l'avancement de la construction du réseau électrique et la croissance de la demande d'électricité industrielle et résidentielle, les marchés domestiques et internationaux ont montré une tendance continue à la hausse en termes de demande pour les disjoncteurs à vide avancés de 12kV.

La technologie de la série WVT a été introduite avec succès de Pologne en 1997. Sa technologie globale est au niveau avancé mondial, et elle domine les marchés en Europe de l'Est, en Europe centrale, dans la Communauté des États indépendants (CIS) et d'autres régions. Grâce à une recherche technique approfondie, nous avons observé que les disjoncteurs à vide se dirigent vers la miniaturisation, l'opération minimale (ou sans entretien) et la haute fiabilité. Parmi eux, la technologie de pôles moulés a émergé, qui coule astucieusement la chambre d'extinction d'arc et le circuit principal en résine époxyde en un seul bloc, réalisant ainsi une excellente performance d'opération sans entretien tout au long du cycle de vie du produit, et est déjà devenue la tendance de développement dominante dans l'industrie.

En termes de conformité aux normes, les disjoncteurs à vide nationaux suivent principalement des normes telles que JP3855-96 Conditions techniques générales pour les disjoncteurs à vide haute tension AC de 3,6～40,5kV et DL403-91 Conditions techniques pour la commande de disjoncteurs haute tension intérieurs de 10～35kV. À l'international, bien qu'il n'y ait pas de norme spécifique correspondant entièrement à la norme chinoise JB3855, la norme IEC 56 Disjoncteurs haute tension AC est souvent appliquée. Il convient de mentionner que les normes chinoises en termes de niveau d'isolation, de niveau de tenue en tension après les essais de durée de vie électrique des chambres d'extinction d'arc, de temps de rebond à la fermeture, et de courant d'essai pour les essais de montée en température sont toutes supérieures ou plus strictes que les normes IEC.

II. Conception du schéma technique
(A) Détermination du concept du schéma technique

Nous avons disséqué et analysé les technologies typiques de disjoncteurs à vide dans la classe de tension de 12kV, et comparé trois produits : ZN28, VEP et VD4 :

• ZN28 : Il a une large couverture de marché et un prix bas, appartenant au type économique, adapté aux occasions générales ;

• VD4 : Technologie ABB, en position de leader mondial, adaptée aux lieux à hauts paramètres et haute fiabilité ;

• VEP : Il digère la technologie allemande et se conforme aux normes nationales chinoises et aux normes industrielles allemandes.

Notre concept de schéma technique est : les performances électriques et les dimensions externes atteignent le niveau de VD4, les performances du mécanisme d'exploitation sont meilleures que celles de VEP et VD4, avec une structure plus compacte, des performances plus fiables, et en même temps, il a des prix compétitifs sur le marché.

(B) Conception du schéma spécifique

• Conception globale : Les dimensions externes sont interchangeables avec VD4, VEP et ZN□-12, et les paramètres électriques de base et les indicateurs de performance principaux sont cohérents avec ceux de VD4 et VEP.

• Circuit conducteur principal : Adopte des pôles encapsulés. Par le biais de la technologie de moulage APG, les composants du circuit principal tels que les chambres d'extinction d'arc sous vide sont intégrés dans la résine époxyde et coulés en un corps unique, simplifiant l'assemblage, réduisant la résistance du circuit conducteur principal, améliorant les performances d'isolation et réalisant la miniaturisation et l'opération sans entretien.

• Chambre d'extinction d'arc sous vide : Équipée d'une chambre d'extinction d'arc sous vide en céramique scellée au milieu, de contacts cuivre-chrome et d'une structure de champ magnétique longitudinal en forme de coupe, caractérisée par une forte tenue en tension, un faible taux d'usure électrique, une longue durée de vie électrique, etc.

• Mécanisme d'exploitation : Disposé avant et arrière avec la chambre d'extinction d'arc sous vide, c'est un mécanisme de stockage d'énergie à ressort planaire avec des fonctions de stockage d'énergie manuelle et électrique. Il adopte une conception modulaire, réduit les maillons intermédiaires dans le mécanisme de transmission et utilise un mécanisme de broche demi-axe secondaire pour la rétention de la fermeture. Le mécanisme de stockage d'énergie utilise une conception de réduction par turbine et ver, etc. La bobine de déclenchement est de structure directe à action entièrement fermée, et le réglage de la course excessive est connecté au mécanisme par une tige isolante, facilitant le réglage de la course excessive du disjoncteur sans retirer le circuit principal.

• Conception des contacts : Adopte des contacts à champ magnétique longitudinal en forme de coupe. Lors de l'arcing, le courant génère un champ magnétique longitudinal, faisant diffuser et distribuer uniformément l'arc. Lorsque le courant passe par zéro, la force d'isolation se rétablit rapidement pour réaliser la coupure.

III. Analyse des bénéfices économiques et sociaux

À la fin de février 2006, nous avons fabriqué le disjoncteur à vide haute tension intérieur WVT selon le schéma de conception. Après l'inspection de qualité, il a été envoyé au centre national d'essai pour des essais de type le 2 mars. Le 13 avril, le rapport d'inspection a été obtenu, et les résultats ont satisfait aux exigences, répondant aux normes des disjoncteurs M2 et C2.

Ce produit présente une technologie avancée et des droits de propriété intellectuelle indépendants, avec une longue durée de vie et une opération sans entretien, réduisant les pertes économiques dues à l'entretien électrique. Il a de bonnes performances d'isolation, peut être utilisé dans des environnements difficiles, peut remplacer les produits importés, et a un prix inférieur. La demande annuelle sur le marché national est d'environ 350 000 unités, montrant un vaste avenir de marché et de bons bénéfices économiques et sociaux.