Projektowanie i rozwój wyprowadzika próżniowego WVT-12

I. Badania rynkowe i techniczne

Od 2003 roku jestem zaangażowany w kluczowy projekt lokalizacji technologii wyłącznika próżniowego WVT-12 dla Anhui Longbo Company. Wówczas, w klasie napięcia 12kV, wyłączniki próżniowe zajmowały ponad 98% wszystkich wyłączników. Z rozwojem budowy sieci energetycznej i wzrostem popytu na energię elektryczną w przemyśle i gospodarstwach domowych, zarówno rynek krajowy, jak i międzynarodowy pokazał ciągły wzrost popytu na zaawansowane wyłączniki próżniowe 12kV.

Technologia serii WVT została pomyślnie wprowadzona z Polski w 1997 roku. Całkowita technologia znajduje się na zaawansowanym poziomie światowym i dominuje na rynkach Europy Wschodniej, Środkowej, Wspólnoty Niepodległych Państw (CIS) i innych regionów. Dzięki szczegółowym badaniom technicznym spostrzeżono, że wyłączniki próżniowe zmierzają ku miniaturyzacji, minimalnej (lub bezobsługowej) eksploatacji oraz wysokiej niezawodności. Wśród nich pojawiła się technologia odlewanych biegunów, która sprytnie odlewa komorę gasnącą łuku i główny obwód w jednym procesie za pomocą żywicy epoksydowej, osiągając doskonałą wydajność bezobsługowej eksploatacji przez cały cykl życia produktu, co już stało się głównym trendem rozwoju w branży.

Pod względem zgodności ze standardami, krajowe wyłączniki próżniowe głównie podążają za standardami takimi jak JP3855-96 Ogólne warunki techniczne dla wysokonapięciowych próżniowych wyłączników o napięciu 3.6～40.5kV i DL403-91 Warunki techniczne zamówienia dla wysokonapięciowych wyłączników do użytku w pomieszczeniach 10～35kV. Na arenie międzynarodowej, mimo że nie ma konkretnego standardu w pełni odpowiadającego chińskiemu JB3855, często stosowany jest standard IEC 56 AC High-Voltage Circuit Breakers. Warto zauważyć, że chińskie standardy dotyczące poziomu izolacji, poziomu wytrzymałości na napięcie po testach na trwałość elektryczną komór gaznących łuków, czasu odbicia przy zamknięciu kontaktów oraz prądu testowego dla testów na wzrost temperatury są wyższe lub surowsze niż standardy IEC.

II. Projektowanie techniczne
(A) Określenie koncepcji technicznej

Rozłożyliśmy i przeanalizowaliśmy typowe technologie wyłączników próżniowych w klasie napięcia 12kV, porównując trzy produkty: ZN28, VEP i VD4:

• ZN28: Ma szeroki zakres zastosowania i niską cenę, należy do typu ekonomicznego, odpowiedniego do ogólnych zastosowań;

• VD4: Technologia ABB, na światowym czele, odpowiednia dla miejsc o wysokich parametrach i niezawodności;

• VEP: Przetrawia niemiecką technologię i spełnia zarówno chińskie normy narodowe, jak i niemieckie normy przemysłowe.

Koncepcja naszego rozwiązania technicznego to: osiągnięcie poziomu VD4 pod względem charakterystyk elektrycznych i wymiarów zewnętrznych, lepsza wydajność mechanizmu działania niż u VEP i VD4, bardziej zwarta struktura, wyższa niezawodność, a jednocześnie konkurencyjna cena rynkowa.

(B) Specyficzny projekt

• Projekt ogólny: Wymiary zewnętrzne są wymiennymi z VD4, VEP i ZN□-12, a podstawowe parametry elektryczne i główne wskaźniki wydajności są zgodne z VD4 i VEP.

• Główny obwód przewodzący: Wykorzystuje odlewane bieguny. Za pomocą technologii formowania APG, komponenty głównego obwodu przewodzącego, takie jak komory gasnące łuki, są osadzone w żywicy epoksydowej i odlewane w całość, upraszczając montaż, redukując opór obwodu przewodzącego, poprawiając wydajność izolacyjną i osiągając miniaturyzację i bezobsługową eksploatację.

• Komora gasnąca łuk próżniowy: Wyposażona w ceramiczną komorę gasnącą łuk o zapieczętowaniu środkowym, kontakty miedziano-chromowe i strukturę pionowego pola magnetycznego w kształcie kubka, cechująca się wysokim napięciem wytrzymałości, niską stopą zużycia elektrycznego, długim okresem życia elektrycznego itp.

• Mechanizm działania: Ułożony przed i za komorą gasnącą łuk, jest to planarny sprężynowy mechanizm magazynujący energię z funkcjami manualnego i elektrycznego magazynowania energii. Wykorzystuje modułowy design, redukuje pośrednie elementy w mechanizmie przekazywania i używa mechanizmu zatrzymywania drugiej połowy osi. Mechanizm magazynujący energię wykorzystuje tarczę i robaka do spowolnienia, itp. Cewka wyłącznika jest całkowicie zamknięta i działa bezpośrednio, a regulacja przeciążenia jest połączona z mechanizmem za pomocą izolowanej drążki, ułatwiając regulację przeciążenia wyłącznika bez usuwania głównego obwodu.

• Projekt kontaktów: Wykorzystuje kontakty w kształcie kubka z pionowym polem magnetycznym. Podczas parowania, prąd generuje pionowe pole magnetyczne, powodując, że łuk dyfunduje i rozprasza się równomiernie. Gdy prąd przechodzi przez zero, siła izolacji szybko odzyskuje swoją wartość, umożliwiając rozłączenie.

III. Analiza korzyści ekonomicznych i społecznych

Na końcu lutego 2006 roku wyprodukowaliśmy wysokonapięciowy próżniowy wyłącznik WVT według opracowanego projektu. Po kontroli jakości, został on wysłany do narodowego centrum testowego na testy typowe 2 marca. 13 kwietnia uzyskano raport inspekcji, a wyniki spełniły wymagania, zadowalając standardy wyłączników M2 i C2.

Ten produkt cechuje się zaawansowaną technologią i niezależnymi prawami własnymi, długim okresem życia i bezobsługową eksploatacją, co zmniejsza straty ekonomiczne związane z utrzymaniem elektrycznym. Ma dobre właściwości izolacyjne, może być używany w trudnych warunkach, może zastąpić importowane produkty i ma niższą cenę. Roczny popyt na rynku krajowym wynosi około 350 000 sztuk, co pokazuje szerokie perspektywy rynkowe i dobre korzyści ekonomiczne i społeczne.