تصميم وتطوير قاطع الدائرة الفاكيومي WVT-12

I. بحث السوق والتكنولوجيا

منذ عام 2003، كنت مشاركًا في المشروع الرئيسي لتوطين تقنية WVT-12 للقاطع الفاصل بالفراغ لصالح شركة آنهوي لونغبو. في ذلك الوقت، في فئة الجهد 12 كيلو فولت، كان القواطع الفاصلة بالفراغ تحتل أكثر من 98% من إجمالي القواطع الفاصلة. مع تقدم بناء الشبكة الكهربائية ونمو الطلب على الكهرباء الصناعية والسكنية، أظهرت الأسواق المحلية والدولية اتجاهًا تصاعديًا مستمرًا في الطلب على القواطع الفاصلة بالفراغ المتقدمة ذات الجهد 12 كيلو فولت.

تم استيراد تقنية سلسلة WVT بنجاح من بولندا في عام 1997. وتعد تقنيتها الكلية في مستوى متقدم عالميًا، وتسيطر على الأسواق في شرق أوروبا وأوروبا الوسطى والكومنولث المستقل وغيرها من المناطق. من خلال البحث التقني العميق، لاحظنا أن القواطع الفاصلة بالفراغ تتجه نحو التصغير والتشغيل الأدنى (أو بدون صيانة) ومعالجة عالية الموثوقية. ومن بين هذه التقنيات ظهرت تقنية القطب المصبوب، والتي تقوم بصب غرفة القاطع الفاصل بالفراغ والدارة الرئيسية في راتنج الإبوكسي مرة واحدة، مما يحقق أداءً ممتازًا للتشغيل بدون صيانة طوال دورة حياة المنتج، وقد أصبح هذا هو الاتجاه الرئيسي للتطور في الصناعة.

فيما يتعلق بالامتثال للمعايير، تتبع القواطع الفاصلة بالفراغ المحلية بشكل أساسي معايير مثل JP3855-96 الشروط التقنية العامة للقواطع الفاصلة بالفراغ ذات الجهد العالي البديل AC من 3.6 إلى 40.5 كيلو فولت و DL403-91 الشروط التقنية لأوامر الشراء للقواطع الفاصلة الداخلية ذات الجهد العالي من 10 إلى 35 كيلو فولت. دوليًا، رغم عدم وجود معيار محدد يتوافق تمامًا مع JB3855 الصيني، إلا أنه يتم غالبًا استخدام معيار IEC 56 للقواطع الفاصلة ذات الجهد العالي البديل AC. من الجدير بالذكر أن معايير الصين فيما يتعلق بمستوى العزل ومستوى تحمل الجهد بعد اختبارات الحياة الكهربائية لغرف القواطع الفاصلة بالفراغ، ووقت الارتداد عند الإغلاق، وتيار الاختبار لاختبارات الارتفاع الحراري، كلها أعلى أو أشد صرامة من معايير IEC.

II. تصميم الحل التقني
(أ) تحديد مفهوم الحل التقني

قمت بتقطيع وتحليل التقنيات النموذجية للقواطع الفاصلة بالفراغ في فئة الجهد 12 كيلو فولت، وقمنا بمقارنة ثلاثة منتجات: ZN28، VEP، وVD4:

• ZN28: له تغطية سوق واسعة وسعر منخفض، ويعد من النوع الاقتصادي، مناسب للأماكن العامة؛

• VD4: تقنية ABB، في موقع قيادي عالمي، مناسبة للأماكن ذات المعلمات العالية والموثوقية العالية؛

• VEP: يستوعب التكنولوجيا الألمانية ويتوافق مع المعايير الوطنية الصينية ومعايير الصناعة الألمانية.

مفهوم حلنا التقني هو: يصل الأداء الكهربائي والأبعاد الخارجية إلى مستوى VD4، ويكون أداء آلية التشغيل أفضل من VEP وVD4، مع هيكل أكثر تراصًا وأداء أكثر موثوقية، وفي الوقت نفسه يكون لديه أسعار تنافسية في السوق.

(ب) تصميم الحل المحدد

• التصميم العام: الأبعاد الخارجية قابلة للتغيير مع VD4، VEP، وأنواع ZN□-12، والمعلمات الكهربائية الأساسية والمؤشرات الرئيسية للأداء متسقة مع تلك الخاصة بـ VD4 وVEP.

• الدارة الموصلة الرئيسية: تستخدم أقطابًا مغلقة. من خلال تقنية تشكيل APG، يتم تضمين مكونات الدارة الرئيسية مثل غرف القواطع الفاصلة بالفراغ في راتنج الإبوكسي ويتم صبه في جسم واحد، مما يبسط التجميع ويقلل من مقاومة الدارة الرئيسية، ويحسن الأداء العازل، ويحقق التصغير والتشغيل بدون صيانة.

• غرفة القاطع الفاصل بالفراغ: مجهزة بغرفة قاطع فاصل بالفراغ مغلقة في الوسط من السيراميك، ولها نقاط تماس نحاسية-كرومية وبنيتها مغناطيسية طولية على شكل كأس، مما يوفر تحمل جهد عالي ومعدل تآكل كهربائي منخفض وحياة كهربائية طويلة، وغيرها.

• آلية التشغيل: مرتبة أمام وخلف غرفة القاطع الفاصل بالفراغ، وهي آلية تخزين الطاقة ذات مروحة مستوية مع وظائف تخزين الطاقة يدويًا وكهربائيًا. تستخدم تصميمًا موديوليًا، وتقلل من الروابط الوسيطة في آلية الإرسال، وتستخدم آلية دبوس نصف المحور الثانوية للاحتفاظ بالإغلاق. تستخدم آلية تخزين الطاقة تصميم التخفيض بواسطة التوربين والدودة، وغيرها. وهوائي الفصل ذو هيكل مباشر مغلق تمامًا، وتعمل ضبط المسافة الزائدة عن طريق قضيب سحب عازل، مما يسهل ضبط المسافة الزائدة للقاطع دون إزالة الدارة الرئيسية.

• تصميم نقاط التماس: يستخدم نقاط تماس مغناطيسية طولية على شكل كأس. أثناء حدوث القوس الكهربائي، يولد التيار مجالًا مغناطيسيًا طوليًا، مما يجعل القوس ينتشر ويوزع بشكل متساوٍ. عندما يمر التيار عبر الصفر، يتعافى القوة العازلة بسرعة لتحقيق الانفصال.

III. تحليل المنافع الاقتصادية والاجتماعية

في نهاية فبراير 2006، قمنا بتصنيع القاطع الفاصل بالفراغ WVT الداخلي وفقًا للتصميم. وبعد فحص الجودة، تم إرساله إلى المركز الوطني للفحص لإجراء اختبارات النوع في الثاني من مارس. في الثالث عشر من أبريل، تم الحصول على تقرير الفحص وكانت النتائج تلبي المتطلبات، وتتناسب مع معايير M2 و C2 للقواطع الفاصلة.

هذا المنتج يتميز بالتكنولوجيا المتقدمة والملكية الفكرية المستقلة، وله عمر طويل وتشغيل بدون صيانة، مما يقلل من الخسائر الاقتصادية الناجمة عن الصيانة الكهربائية. كما يتمتع بأداء عازل جيد ويمكن استخدامه في البيئات القاسية، ويمكنه استبدال المنتجات المستوردة، وله سعر أقل. الطلب المحلي السنوي على هذا المنتج يبلغ حوالي 350,000 وحدة، مما يظهر آفاق سوق واسعة ومنافع اقتصادية واجتماعية جيدة.