طراحی و توسعه دادن قطع کننده خلأ WVT-12

I. بازار و پژوهش فنی

از سال ۲۰۰۳، در پروژه کلیدی بومی‌سازی تکنولوژی دیود خلاء WVT-12 برای شرکت آنهوی لونگبو مشغول به کار بودم. در آن زمان، در رده ولتاژ ۱۲kV، دیودهای خلاء بیش از ۹۸٪ از کل دیودها را تشکیل می‌دادند. با پیشرفت ساخت شبکه برق و افزایش تقاضای برق صنعتی و مسکونی، بازارهای داخلی و بین‌المللی نشان‌دهنده روند صعودی مداوم در تقاضا برای دیودهای خلاء پیشرفته ۱۲kV بوده است.

تکنولوژی سری WVT با موفقیت در سال ۱۹۹۷ از لهستان معرفی شد. تکنولوژی کلی آن در سطح پیشرفته جهانی قرار دارد و در بازارهای اروپای شرقی، مرکزی، اتحادیه کشورهای مستقل (CIS) و مناطق دیگر حاکم است. از طریق پژوهش‌های فنی عمیق، مشاهده کردیم که دیودهای خلاء به سمت کوچک‌سازی، عملکرد حداقل (یا بدون نگهداری) و قابلیت اطمینان بالا حرکت می‌کنند. در میان آنها، تکنولوژی پول حفاری ظاهر شده است که به طور هوشمندانه کامبرم غیرفعال‌کننده و مدار اصلی را با رزین اپوکسی در یک قطعه ریخته می‌کند، عملکرد عالی بدون نگهداری در طول دوره عمر محصول را به دست می‌آورد و از نظر صنعتی به عنوان روند اصلی توسعه در حال ظهور است.

از نظر رعایت استانداردها، دیودهای خلاء داخلی عمدتاً استانداردهایی مانند JP3855-96 شرایط فنی عمومی برای دیودهای خلاء ولتاژ بالا AC ۳.۶～۴۰.۵kV و DL403-91 شرایط فنی برای سفارش دیودهای خلاء ولتاژ بالا داخلی ۱۰～۳۵kV را دنبال می‌کنند. در سطح بین‌المللی، هرچند استاندارد خاصی کاملاً متناظر با JB3855 چین وجود ندارد، اما استاندارد IEC 56 دیودهای خلاء ولتاژ بالا AC اغلب استفاده می‌شود. باید ذکر شود که استانداردهای چین در مواردی مانند سطح عایق، سطح تحمل ولتاژ کامبرم غیرفعال‌کننده پس از آزمون‌های طول عمر الکتریکی، زمان بازگشت تماس‌ها و جریان آزمون برای آزمون دما بالاتر یا دقیق‌تر از استانداردهای IEC است.

II. طراحی طرح فنی
(A) تعیین مفهوم طرح فنی

ما تکنولوژی‌های معمول دیودهای خلاء در رده ولتاژ ۱۲kV را تجزیه و تحلیل کردیم و سه محصول ZN28، VEP و VD4 را مقایسه کردیم:

• ZN28: پوشش بازار گسترده و قیمت پایین دارد، متعلق به نوع اقتصادی است و برای مواقع عمومی مناسب است؛

• VD4: تکنولوژی ABB، در موقعیت جهانی رهبر است، برای مکان‌های با پارامترهای بالا و قابلیت اطمینان بالا مناسب است؛

• VEP: تکنولوژی آلمانی را هضم کرده و هم با استانداردهای ملی چین و هم با استانداردهای صنعتی آلمان سازگار است.

مفهوم طرح فنی ما این است: عملکرد الکتریکی و ابعاد خارجی به سطح VD4 می‌رسد، عملکرد مکانیسم عملیاتی بهتر از VEP و VD4 است، با ساختار فشرده‌تر، عملکرد قابلیت اطمینان بالاتر و در عین حال قیمت‌های رقابتی در بازار.

(B) طراحی طرح خاص

• طراحی کلی: ابعاد خارجی با VD4، VEP و انواع ZN□-12 جابجا پذیر است و پارامترهای الکتریکی اساسی و شاخص‌های عملکرد اصلی با VD4 و VEP همخوانی دارد.

• مدار رسانای اصلی: از پول‌های ریخته‌گری شده استفاده می‌کند. از طریق فناوری شکل‌دهی APG، مؤلفه‌های مدار اصلی مانند کامبرم غیرفعال‌کننده خلاء در رزین اپوکسی جاسازی شده و به یک بدنه یکپارچه ریخته می‌شوند، که باعث ساده‌سازی مونتاژ، کاهش مقاومت مدار رسانای اصلی، بهبود عملکرد عایق و دستیابی به کوچک‌سازی و بدون نگهداری می‌شود.

• کامبرم غیرفعال‌کننده خلاء: با کامبرم غیرفعال‌کننده خلاء سفالی میانی، تماس‌های مس-کروم و ساختار مغناطیسی طولی شکل لیوانی مجهز شده است، که ویژگی‌هایی مانند تحمل ولتاژ بالا، نرخ فرسایش الکتریکی کم، طول عمر الکتریکی طولانی و غیره را دارد.

• مکانیسم عملیاتی: با کامبرم غیرفعال‌کننده خلاء جلو و عقب تنظیم شده است، مکانیسم ذخیره انرژی پرتوی صفحه‌ای با قابلیت ذخیره انرژی دستی و الکتریکی است. از طراحی مدولار استفاده می‌کند، ارتباطات میانی در مکانیسم انتقال را کاهش می‌دهد و از مکانیسم سنجاق نیمه‌محوری دوم برای نگهداری بسته استفاده می‌کند. مکانیسم ذخیره انرژی از طراحی کاهش سرعت توربین و کرم استفاده می‌کند و غیره. میله مغناطیسی کاملاً بسته‌شده و مستقیم است و تنظیم سفر اضافی از طریق میله عایقی به مکانیسم متصل می‌شود، که تنظیم سفر اضافی دیود را بدون جدا کردن مدار اصلی تسهیل می‌کند.

• طراحی تماس‌ها: از تماس‌های مغناطیسی طولی شکل لیوانی استفاده می‌کند. در حین قوس‌زدن، جریان میدان مغناطیسی طولی ایجاد می‌کند که باعث پخش و توزیع مساوی قوس می‌شود. وقتی جریان از صفر می‌گذرد، قدرت عایقی به سرعت بازیابی می‌شود و قطع انجام می‌شود.

III. تحلیل سودمندی اقتصادی و اجتماعی

در پایان فوریه ۲۰۰۶، دیود خلاء ولتاژ بالای داخلی WVT را بر اساس طرح طراحی ساختیم. پس از بازرسی کیفیت، آن را در ۲ مارس به مرکز آزمایش ملی برای آزمون‌های نوع ارسال کردیم. در ۱۳ آوریل گزارش بازرسی دریافت شد و نتایج مطابق با الزامات بود و استانداردهای دیودهای M2 و C2 را برآورده می‌کرد.

این محصول دارای تکنولوژی پیشرفته و مالکیت فکری مستقل است، با عمر طولانی و بدون نگهداری، که از ضررهای اقتصادی ناشی از نگهداری الکتریکی کاسته می‌کند. عملکرد عایقی خوب دارد، می‌تواند در محیط‌های سخت استفاده شود، می‌تواند محصولات وارداتی را جایگزین کند و قیمت کمتری دارد. تقاضای سالانه بازار داخلی حدود ۳۵۰۰۰۰ واحد است، که نشان‌دهنده چشم‌انداز بازار گسترده و سودمندی‌های اقتصادی و اجتماعی خوب است.