Ontwerp en ontwikkeling van de WVT-12 vacuümschakelaar

I. Marktonderzoek en technische studies

Sinds 2003 ben ik betrokken geweest bij het belangrijke project van de localisatie van WVT-12 vacuümschakelaarstechnologie voor Anhui Longbo Company. Op dat moment hadden vacuümschakelaars in de 12kV spanningklasse meer dan 98% van de totale schakelaars ingenomen. Met de voortgang van het netwerk opbouw en de groei van de industriële en residentiële elektriciteitsvraag, hebben zowel de binnenlandse als internationale markten een continue stijgende trend laten zien in de vraag naar geavanceerde 12kV vacuümschakelaars.

De WVT-serietechnologie werd in 1997 succesvol ingevoerd uit Polen. De algehele technologie is op wereldwijde schaal geavanceerd en domineert de markten in Oost-Europa, Centraal-Europa, de Gemeenschap van Onafhankelijke Staten (CIS) en andere regio's. Door diepgaand technisch onderzoek hebben we waargenomen dat vacuümschakelaars zich ontwikkelen richting miniaturisering, minimale (of onderhoudsvrije) bediening en hoge betrouwbaarheid. Daarbij is de gegoten polentechnologie opgedoken, waarbij de boogverdelgingskamer en hoofdcircuit in één keer met epoxyhars worden gegoten, wat uitmuntende prestaties biedt voor onderhoudsvrije bediening gedurende de levensduur van het product, en dit is reeds de hoofdstroomontwikkelingstrend in de industrie geworden.

Wat betreft naleving van normen volgen binnenlandse vacuümschakelaars voornamelijk normen zoals JP3855-96 Algemene Technische Voorwaarden voor 3.6～40.5kV AC-hoogspanningsvacuümschakelaars en DL403-91 Technische Voorwaarden voor Bestelling van 10～35kV binnenshuishoogspanningsschakelaars. Internationaal wordt, hoewel er geen specifieke norm is die volledig overeenkomt met China's JB3855, vaak de IEC 56 AC High-Voltage Circuit Breakers-norm toegepast. Het is de moeite waard om te vermelden dat Chinese normen qua isolatieniveau, doorbraakspanningsniveau van vacuümboogverdelingskamers na elektrische levensduurproeven, contactsluitingsveerterugslagtijd, en proefstroom voor temperatuurstijgingstests allemaal hoger of strenger zijn dan IEC-normen.

II. Ontwerp van technische oplossingen
(A) Bepaling van concept van technische oplossing

We hebben typische vacuümschakelaartechnologieën in de 12kV spanningklasse gedetailleerd geanalyseerd en drie producten vergeleken: ZN28, VEP, en VD4:

• ZN28: Het heeft een brede marktdekking en een lage prijs, behoort tot de economische klasse, geschikt voor algemene toepassingen;

• VD4: ABB-technologie, op wereldwijde schaal leidend, geschikt voor plaatsen met hoge parameters en hoge betrouwbaarheid;

• VEP: Het vertaalt Duitse technologie en voldoet aan zowel Chinese nationale normen als Duitse industriële normen.

Ons concept voor de technische oplossing is: de elektrische prestaties en externe afmetingen bereiken het niveau van VD4, de prestaties van het bedieningsmechanisme zijn beter dan die van VEP en VD4, met een compacter structuur, betrouwbaardere prestaties, en tegelijkertijd heeft het concurrerende marktprijzen.

(B) Specifiek ontwerp van de oplossing

• Algemeen ontwerp: De externe afmetingen zijn wisselbaar met VD4, VEP, en ZN□-12 types, en de basis elektrische parameters en hoofdprestatie-indicatoren zijn consistent met die van VD4 en VEP.

• Primaire geleidende circuit: Maakt gebruik van gegoten polen. Door middel van APG-formingtechnologie worden hoofdcircuitcomponenten zoals vacuümboogverdelingskamers in epoxyhars ingebed en in één geheel gegoten, wat de montage vereenvoudigt, de weerstand van het primaire geleidende circuit vermindert, de isolatieprestaties verbetert, en miniaturisering en onderhoudsvrije bediening mogelijk maakt.

• Vacuümboogverdelingskamer: Uitgerust met een midden-gedichte keramische vacuümboogverdelingskamer, koper-chroomcontacten, en een beker-vormige longitudinale magnetische veldstructuur, kenmerkt zich door hoge doorbraakspanning, lage elektrische slijtagegraad, lange elektrische levensduur, etc.

• Bedieningsmechanisme: Geplaatst voor en achter de vacuümboogverdelingskamer, is het een vlak-verenenergieopslagmechanisme met handmatige en elektrische energieopslagfuncties. Het maakt gebruik van modulaire ontwerpen, verminderde tussenliggende schakels in het overbrengingsmechanisme, en gebruikt een secundaire halve-as pin-mechanisme voor sluitingbevestiging. Het energieopslagmechanisme gebruikt turbine en wormvertragingsontwerp, etc. De trip-coil is van volledig gesloten direct werkende constructie, en de over-reisadjustering is verbonden met het mechanisme via een isolerende trekstaaf, wat de over-reisadjustering van de schakelaar zonder verwijdering van het hoofdcircuit vergemakkelijkt.

• Contactontwerp: Maakt gebruik van beker-vormige longitudinale magnetische veldcontacten. Tijdens boogvorming genereert de stroom een longitudinaal magnetisch veld, waardoor de boog verspreidt en gelijkmatig verdeelt. Wanneer de stroom door nul gaat, herstelt de isolatiesterkte snel om het doorbreken te realiseren.

III. Economische en maatschappelijke effectanalyse

Eind februari 2006 hebben we de WVT binnenshuishoogspanningsvacuümschakelaar gemaakt volgens het ontwerpschema. Na kwaliteitsinspectie werd het naar het nationale testcentrum gestuurd voor typeproeven op 2 maart. Op 13 april werd het inspectierapport verkregen, en de resultaten voldeden aan de eisen, voldoende voor M2 en C2 schakelaars.

Dit product heeft geavanceerde technologie en onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten, met lange levensduur en onderhoudsvrije bediening, wat economische verliezen door elektrisch onderhoud reduceert. Het heeft goede isolatieprestaties, kan in strenge omgevingen worden gebruikt, kan geïmporteerde producten vervangen, en heeft een lagere prijs. De jaarlijkse binnenlandse marktvraag is ongeveer 350.000 stuks, wat een breed marktperspectief en goede economische en maatschappelijke voordelen laat zien.