Načrtovanje in razvoj vakuumnega preklopnika WVT-12

I. Raziskave trga in tehnologije

Od leta 2003 sem bil vključen v ključni projekt lokalizacije tehnologije vakuumskih preklopnikov WVT-12 za Anhui Longbo Company. V tem času je v razredih napetosti 12 kV vakuumski preklopniki zasedli več kot 98 % vseh preklopnikov. S napredkom gradnje električnih omrežij in rastjo povpraševanja po strmi za industrijsko in stanovanjsko električno energijo so se domači in mednarodni trgi značilno odzvali s stalnim naraščanjem povpraševanja po naprednih vakuumskih preklopnikih na 12 kV.

Tehnologija serije WVT je bila uspešno uvedena iz Poljske leta 1997. Njena celotna tehnologija je na svetovno naprednem nivoju in dominira na trgih v vzhodni Evropi, centralni Evropi, Združenju neodvisnih držav (CIS) in drugih regijah. Skozi podrobne tehnološke raziskave smo opazili, da se vakuumski preklopniki premikajo proti miniaturizaciji, minimalni (ali brez vzdrževanja) operaciji in visoki zanesljivosti. Med njimi je nastala tehnologija lejenih polov, ki ustrezno leje iztušno komoro in glavno tokovno pot v epoksidni smoli v enem koraku, kar doseže odlično zmogljivost brez vzdrževanja skozi celotni življenjski cikel produkta in se že postavlja kot glavni trend v industriji.

Glede standardov se domači vakuumski preklopniki predvsem navezujejo na standarde, kot so JP3855-96 Splošni tehnični pogoji za AC visokonapetostne vakuumne preklopnike 3,6～40,5 kV in DL403-91 Tehnični pogoji za naročilo notranjih visokonapetostnih preklopnikov 10～35 kV. Na mednarodni ravni, čeprav ni specifičnega standarda, ki bi popolnoma ustrezel kitajskemu JB3855, se pogosto uporablja standard IEC 56 AC visokonapetostni preklopniki. Zanimivo je omeniti, da so kitajski standardi glede izolacijskega nivoja, obvladovanja napetosti iztušnih komor po življenjskih testih, časa zapiranja kontakta in toka za temperature testov višji ali strožji kot IEC standardi.

II. Tehnični načrt
(A) Določitev koncepta tehničnega načrta

Razcepili in analizirali smo tipične vakuumskete preklopnike v razredu napetosti 12 kV in primerjali tri izdelke: ZN28, VEP in VD4:

• ZN28: Imel je široko pokritost trga in nizko ceno, pripada ekonomskemu tipu, primeren za splošne priložnosti;

• VD4: ABB tehnologija, na svetovno vodilnem položaju, primeren za mesta z visokimi parametri in zanesljivostjo;

• VEP: Pregaša nemško tehnologijo in se ujema z kitajskimi nacionalnimi standardi in nemškimi industrijskimi standardi.

Naš koncept tehničnega načrta je: električne zmogljivosti in zunanje dimenzije dosežejo raven VD4, zmogljivost delovanja mehanizma je boljša od VEP in VD4, s kompaktno strukturo, bolj zanesljivim delovanjem in hkrati konkurenčnimi tržnimi cenami.

(B) Specifični načrt

• Celoten načrt: Zunanje dimenzije so zamenljive z VD4, VEP in ZN□-12 tipi, osnovni električni parametri in glavni kazalniki zmogljivosti so enaki VD4 in VEP.

• Glavna tokovna pot: Uporablja lejene pole. Skozi APG proces formiranja so glavne komponente tokovne poti, kot so iztušne komore, vgrajene v epoksidno smolo in lejene v celoto, kar poenostavi montažo, zmanjša upornost glavne tokovne poti, izboljša izolacijsko zmogljivost in doseže miniaturizacijo in brez vzdrževanja.

• Iztušna komora: Opričena s sredinsko zaprto keramično iztušno komoro, bakarno-kromskimi kontakti in peščanom obliko longitudinalnega magnetnega polja, z znakom visoke obvladljive napetosti, nizega stopnje električnega opadanja, dolgega električnega življenja itd.

• Mehanizem delovanja: Postavljen pred in za iztušno komoro, je to planarna vrvična shranjevalna energija z ročno in električno shranjevanjem energije. Uporablja modulsko dizajn, zmanjša posredne veznike v prenosnem mehanizmu in uporablja sekundarni polosni penkalni mehanizem za ohranjanje zapiranja. Shranjevalni mehanizem uporablja turbine in čevljev za zmanjšanje hitrosti, itd. Bobina za odpoved je zaprta neposredno delujoča struktura, prehod prek-travela je povezan z mehanizmom preko izolirane vlečne palice, kar olajša prilagajanje prek-travela preklopnika brez odstranitve glavne tokovne poti.

• Dizajn kontakta: Uporablja peščan obliko longitudinalnega magnetnega polja kontaktov. Med arkiranjem generira tok longitudinalni magnetni polje, kar ark razširi in porazdeli enakomerno. Ko tok preide skozi nič, se izolacijska moč hitro obnovi in doseže prekid.

III. Analiza gospodarskih in družbenih učinkov

Do konca februarja 2006 smo izdelali notranji visokonapetostni vakuumski preklopnik WVT glede na načrt. Po kontroli kakovosti je bil 2. marca poslan v nacionalni testni center za tip testiranja. 13. aprila smo dobili poročilo o pregledu, rezultati so bili v skladu s standardi, zadovoljivi za M2 in C2 preklopnike.

Ta izdelek ima napredno tehnologijo in samostojno intelektualno lastnino, dolgo življenjsko dobo in brez vzdrževanja, kar zmanjšuje gospodarske izgube zaradi elektrotehničnega vzdrževanja. Ima dobro izolacijsko zmogljivost, uporabljena lahko je v zahtevnih okoljih, lahko nadomešča uvožene izdelke in ima nižje cene. Letno domače povpraševanje na trgu je približno 350.000 kosov, kar kaže na široko tržno perspektivo in dobre gospodarske in družbene učinke.