طراحی و توسعه قطع کننده خلاء WVT-12

I. پژوهش بازار و فنی

از سال ۲۰۰۳، در پروژه کلیدی بومی‌سازی تکنولوژی قطعکننده خلاء WVT-12 برای شرکت آنهوئی لونگبو مشغول به کار بودم. در آن زمان، در رده ولتاژ ۱۲kV، قطعکننده‌های خلاء بیش از ۹۸٪ از کل قطعکننده‌ها را تشکیل می‌دادند. با پیشرفت ساخت شبکه برق و رشد تقاضای برق صنعتی و مسکونی، بازار داخلی و خارجی نشان‌دهنده روند صعودی مداوم در تقاضای قطعکننده‌های خلاء پیشرفته ۱۲kV بود.

سری تکنولوژی WVT در سال ۱۹۹۷ با موفقیت از لهستان معرفی شد. تکنولوژی کلی آن در سطح پیشرفته جهانی قرار دارد و بازارهای شرق اروپا، مرکز اروپا، اتحادیه کشورهای مستقل (CIS) و مناطق دیگر را تحت تسلط خود قرار داده است. از طریق پژوهش‌های فنی عمیق، مشاهده کردیم که قطعکننده‌های خلاء به سمت کوچک‌سازی، عملیات حداقل (یا بدون نگهداری) و قابلیت اطمینان بالا حرکت می‌کنند. در میان آنها، تکنولوژی قطب گذاری ظاهر شده که به طور هوشمندانه حفره خاموش‌کننده و مدار اصلی را با رزین اپوکسی در یک مرحله ریخته‌گری می‌کند، عملکرد عالی بدون نگهداری در طول دوره عمر محصول را به دست می‌آورد و این امر به عنوان روند توسعه اصلی در صنعت شناخته شده است.

در مورد رعایت استانداردها، قطعکننده‌های خلاء داخلی عمدتاً به استانداردهایی مانند JP3855-96 شرایط فنی عمومی برای قطعکننده‌های خلاء ولتاژ بالا AC ۳.۶~۴۰.۵kV و DL403-91 شرایط فنی برای سفارش قطعکننده‌های داخلی ولتاژ بالا ۱۰~۳۵kV پیروی می‌کنند. در سطح بین‌المللی، اگرچه هیچ استاندارد خاصی که کاملاً با JB3855 چین مطابقت داشته باشد وجود ندارد، اما استاندارد IEC 56 قطعکننده‌های ولتاژ بالا AC معمولاً اعمال می‌شود. باید ذکر شود که استانداردهای چین در مورد سطح عایق، سطح تحمل ولتاژ حفره خاموش‌کننده خلاء پس از آزمون‌های طول عمر الکتریکی، زمان پرش تماس در بستن و جریان آزمون برای آزمون‌های گرمایشی، بالاتر یا سختگیرانه‌تر از استانداردهای IEC است.

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

ما تکنولوژی‌های معمول قطعکننده‌های 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، متعلق به نوع اقتصادی، مناسب برای مواقع عمومی؛

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

• VEP: تکنولوژی آلمانی را هضم کرده و با استانداردهای ملی چین و استانداردهای صنعتی آلمان مطابقت دارد.

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

(ب) طراحی طرح خاص

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

• مدار رسانای اصلی: از قطب‌های ریخته‌گری شده استفاده می‌کند. از طریق فناوری شکل‌دهی APG، اجزای مدار اصلی مانند حفره خاموش‌کننده 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.

• حفره خاموش‌کننده خلاء: با حفره خاموش‌کننده خلاء سرامیکی با دیواره میانی، تماس‌های مس-کروم و ساختار مغناطیسی طولی به شکل فنجانی مجهز شده است که ویژگی‌هایی مانند تحمل ولتاژ بالا، نرخ ارتداد الکتریکی پایین و عمر الکتریکی طولانی را دارد.

• مکانیسم عملیاتی: با حفره خاموش‌کننده خلاء جلو و عقب تنظیم شده و یک مکانیسم انرژی ذخیره‌شده با فنرهای صفحه‌ای با قابلیت ذخیره‌سازی انرژی دستی و الکتریکی است. از طراحی مدولار استفاده می‌کند، ارتباطات میانی در مکانیسم انتقال را کاهش می‌دهد و از مکانیسم دودیسی نیمه‌محور برای نگهداری بستن استفاده می‌کند. مکانیسم ذخیره‌سازی انرژی از طراحی کاهش سرعت توربین و دندانه استفاده می‌کند. سیم‌پیچ قطع کامل ساختار مستقیم و بسته‌بندی شده است و تنظیم ابرپیمایی از طریق میله عایق‌بندی به مکانیسم متصل می‌شود که باعث تسهیل تنظیم ابرپیمایی قطعکننده بدون جدا کردن مدار اصلی می‌شود.

• طراحی تماس‌ها: از تماس‌های مغناطیسی طولی به شکل فنجانی استفاده می‌کند. در زمان ایجاد قوس الکتریکی، جریان یک میدان مغناطیسی طولی ایجاد می‌کند که باعث پخش و توزیع مساوی قوس می‌شود. وقتی جریان از صفر می‌گذرد، قدرت عایق‌بندی به سرعت بازیابی می‌شود تا قطع انجام شود.

III. تحلیل سود اقتصادی و اجتماعی

در پایان فوریه ۲۰۰۶، قطعکننده خلاء داخلی WVT را بر اساس طرح طراحی تولید کردیم. پس از بازرسی کیفیت، در ۲ مارس به مرکز آزمایش ملی برای آزمون‌های نوع ارسال شد. در ۱۳ آوریل گزارش بازرسی به دست آمد و نتایج مطابق با الزامات بود و استانداردهای قطعکننده‌های M2 و C2 را برآورده کرد.

این محصول دارای تکنولوژی پیشرفته و حق مالکیت معنوی مستقل است، با عمر طولانی و بدون نگهداری، که از تلفات اقتصادی ناشی از نگهداری الکتریکی کاسته می‌کند. عملکرد عایق‌بندی خوبی دارد، می‌تواند در محیط‌های سخت استفاده شود، می‌تواند محصولات وارداتی را جایگزین کند و قیمت پایین‌تری دارد. تقاضای سالانه بازار داخلی حدود ۳۵۰,۰۰۰ واحد است که نشان‌دهنده چشم‌انداز بازار گسترده و سود اقتصادی و اجتماعی خوب است.