Entwurf und Entwicklung des Vakuumschalters WVT-12

I. Markt- und Technikforschung

Seit 2003 war ich an einem Schlüsselprojekt zur Lokalisierung der WVT-12-Vakuumschalttechnologie für die Anhui Longbo Company beteiligt. Damals hatten Vakuumschalter in der Spannungsklasse von 12kV mehr als 98% der gesamten Schalter ausgemacht. Mit dem Fortschritt im Aufbau des Stromnetzes und dem Wachstum des Bedarfs an elektrischem Strom in Industrie und Wohngebäuden hat sich sowohl auf dem Inlands- als auch auf dem internationalen Markt ein stetig steigender Bedarf nach fortschrittlichen 12kV-Vakuumschaltern gezeigt.

Die WVT-Serientechnologie wurde erfolgreich 1997 aus Polen eingeführt. Die Gesamttechnologie steht auf einem weltweit fortschrittlichen Niveau und dominiert die Märkte in Osteuropa, Mitteleuropa, den Gemeinschaftsstaaten (GUS) und anderen Regionen. Durch umfassende technische Forschungen haben wir erkannt, dass Vakuumschalter in Richtung Miniaturisierung, minimalem (oder wartungsfreiem) Betrieb und hoher Zuverlässigkeit tendieren. Dabei ist die Gusstechnologie für Stabpole hervorgetreten, bei der die Bogenlöschkammer und der Hauptstromkreis in einem Arbeitsgang mit Epoxidharz gegossen werden, was eine hervorragende Leistung ohne Wartung während des gesamten Produktlebenszyklus ermöglicht und bereits zum Hauptentwicklungstrend in der Branche geworden ist.

Was die Einhaltung von Normen betrifft, folgen inländische Vakuumschalter hauptsächlich Normen wie JP3855-96 Allgemeine technische Bedingungen für AC-Hochspannungsvakuumschalter von 3.6～40.5kV und DL403-91 Technische Bedingungen für Bestellungen von 10～35kV-Innenraum-Hochspannungsschaltern. International gibt es zwar keine spezifische Norm, die vollständig der chinesischen JB3855 entspricht, aber die IEC 56 AC-Hochspannungsschalter-Norm wird oft angewendet. Es ist erwähnenswert, dass chinesische Normen in Bezug auf Isolationsniveau, Durchschlagsfestigkeit der Vakuumbogenlöschkammern nach elektrischen Lebensdauertest, Kontaktanrührzeit und Prüfstrom für Temperaturanstiegstests höher oder strenger sind als IEC-Normen.

II. Technisches Konzeptdesign
(A) Festlegung des technischen Konzeptes

Wir haben typische Vakuumschalttechnologien in der Spannungsklasse von 12kV analysiert und drei Produkte verglichen: ZN28, VEP und VD4:

• ZN28: Hat eine weite Marktabdeckung und einen niedrigen Preis, gehört zu den wirtschaftlichen Typen und ist für allgemeine Anwendungen geeignet;

• VD4: ABB-Technologie, in einer weltweit führenden Position, geeignet für Orte mit hohen Parametern und hoher Zuverlässigkeit;

• VEP: Verarbeitet deutsche Technologie und entspricht sowohl chinesischen Nationalnormen als auch deutschen Industrienormen.

Unser technisches Konzeptkonzept lautet: Die elektrische Leistung und die äußeren Abmessungen erreichen das Niveau des VD4, die Leistung des Betriebsmechanismus ist besser als bei VEP und VD4, hat eine kompaktere Struktur, bessere Zuverlässigkeit und gleichzeitig einen wettbewerbsfähigen Marktpreis.

(B) Spezielles Konzeptdesign

• Gesamtdesign: Die äußeren Abmessungen sind austauschbar mit VD4, VEP und ZN□-12-Typen, und die grundlegenden elektrischen Parameter und Hauptleistungsindikatoren stimmen mit denen von VD4 und VEP überein.

• Hauptleiterkreis: Verwendet eingeschlossene Pole. Durch APG-Formgebungstechnologie werden Komponenten des Hauptstromkreises wie Vakuumbogenlöschkammern in Epoxidharz eingebettet und in einen integrierten Körper gegossen, was die Montage vereinfacht, den Widerstand des Hauptleiterkreises reduziert, die Isolierleistung verbessert und Miniaturisierung und wartungsfreies Arbeiten ermöglicht.

• Vakuumbogenlöschkammer: Ausgestattet mit einer mittig versiegelten keramischen Vakuumbogenlöschkammer, Kupfer-Chrom-Kontakten und einer becherförmigen longitudinalen Magnetfeldstruktur, die über hohe Durchschlagsfestigkeit, geringe elektrische Verschleißrate und lange elektrische Lebensdauer verfügt.

• Betriebsmechanismus: Vor und hinter der Vakuumbogenlöschkammer angeordnet, handelt es sich um einen flächenspannergetriebenen Energiespeichermechanismus mit manueller und elektrischer Energiespeichermöglichkeit. Er verwendet ein modulares Design, reduziert Zwischenverbindungen im Antrieb und nutzt eine Sekundärhalbachse-Pinne-Mechanik für die Schließbeibehaltung. Der Energiespeichermechanismus verwendet eine Turbine- und Wurmverzögerung, usw. Der Trippspule ist von vollverschlossenem direktem Bau, und die Überwegjustierung ist über einen isolierenden Zugstab mit dem Mechanismus verbunden, was die Justierung des Schalters ohne Entfernung des Hauptstromkreises erleichtert.

• Kontaktdesign: Verwendet becherförmige longitudinale Magnetfeldkontakte. Während des Bogenbrennens erzeugt der Strom ein longitudinales Magnetfeld, das den Bogen verteilt und gleichmäßig macht. Wenn der Strom durch Null geht, erholt sich die Isolationsstärke schnell, um das Trennen zu erreichen.

III. Wirtschaftliche und soziale Nutzenanalyse

Ende Februar 2006 haben wir den WVT-Innenraum-Hochspannungsvakuumschalter gemäß dem Entwurfskonzept hergestellt. Nach der Qualitätsprüfung wurde er am 2. März an das nationale Prüfzentrum für Typprüfungen geschickt. Am 13. April wurde der Prüfbericht erhalten, und die Ergebnisse entsprachen den Anforderungen, wobei die Standards von M2- und C2-Schaltern erfüllt wurden.

Dieses Produkt verfügt über fortschrittliche Technologie und unabhängiges geistiges Eigentum, hat eine lange Lebensdauer und bedarf keiner Wartung, was wirtschaftliche Verluste durch elektrische Wartung reduziert. Es hat gute Isolierleistung, kann in rauen Umgebungen eingesetzt werden, kann importierte Produkte ersetzen und hat einen niedrigeren Preis. Der jährliche Inlandsmarktbedarf beträgt etwa 350.000 Einheiten, was eine breite Marktaussicht und gute wirtschaftliche und soziale Vorteile zeigt.