Проектування та розробка вакуумного автоматичного вимикача WVT-12

I. Ринкові та технічні дослідження

З 2003 року я брав участь у ключовому проекті локалізації технології вакуумного вимикача WVT-12 для компанії Anhui Longbo. Тоді, в класі напруги 12 кВ, вакуумні вимикачі зайняли більше 98% всіх вимикачів. З поширенням будівництва електромереж і зростанням потреби в електроенергії промисловості та населення, внутрішній та міжнародний ринки показали постійну позитивну динаміку в попиті на сучасні вакуумні вимикачі 12 кВ.

Технологія серії WVT була успішно впроваджена з Польщі у 1997 році. Її загальна технологія знаходиться на передовому світовому рівні, і вона домінує на ринках Східної та Центральної Європи, Співдружності Незалежних Держав (СНД) та інших регіонів. В результаті глибоких технічних досліджень ми спостерігали, що вакуумні вимикачі рухаються в напрямку мініатюрізації, мінімального (або безпідтримкового) обслуговування та високої надійності. Серед них, появилося технологія заливки стовпів, яка вирішно заливає камеру гасіння дуги та основний контур епоксидною смолою одним разом, досягаючи відмінної продуктивності безпідтримкового обслуговування протягом всього циклу життя продукту, і це уже стало основною тенденцією розвитку в галузі.

Щодо відповідності стандартам, внутрішні вакуумні вимикачі головним чином дотримуються стандартів, таких як JP3855-96 Загальні технічні умови для високовольтних вакуумних вимикачів AC 3.6～40.5 кВ та DL403-91 Технічні умови замовлення внутрішніх високовольтних вимикачів 10～35 кВ. На міжнародному рівні, хоча немає конкретного стандарту, повністю відповідного китайському JB3855, часто застосовується стандарт IEC 56 Високовольтні вимикачі AC. Варто зазначити, що китайські стандарти щодо рівня ізоляції, витривалості напруги після електричного терміну служби камери гасіння дуги, часу відскоку контакту при закритті та току для тестів нагріву є вищими або стрімшими, ніж стандарти IEC.

II. Проектування технічного рішення
(A) Визначення концепції технічного рішення

Ми розглянули та проаналізували типові технології вакуумних вимикачів у класі напруги 12 кВ, та порівняли три продукти: ZN28, VEP та VD4:

• ZN28: Має широкий ринковий охоплення та низьку ціну, належить до економічного типу, підходить для загальних ситуацій;

• VD4: Технологія ABB, на світовому передовому рівні, підходить для місць з високими параметрами та надійністю;

• VEP: Перетворює німецьку технологію та відповідає як китайським національним стандартам, так і німецьким промисловим стандартам.

Наша концепція технічного рішення полягає в тому, що електричні характеристики та зовнішні розміри досягають рівня VD4, характеристики механізму управління кращі, ніж у VEP та VD4, з більш компактною конструкцією, більш надійною продуктивністю, і водночас, має конкурентну ринкову ціну.

(B) Конкретне проектування рішення

• Загальне проектування: Зовнішні розміри взаємозамінні з VD4, VEP, та ZN□-12 типами, основні електричні параметри та ключові показники продуктивності сумісні з VD4 та VEP.

• Основний провідний контур: Використовує заливати стовпи. За допомогою технології формування APG, основні компоненти, такі як камери гасіння дуги, вбудовані в епоксидну смолу та заливаються в ціле тіло, спрощуючи зборку, зменшуючи опір основного провідного контуру, покращуючи ізоляційні характеристики, та досягаючи мініатюрізації та безпідтримкового обслуговування.

• Камера гасіння дуги: Обладнана середньо запечатаною керамічною камерою гасіння дуги, контактами медно-хромовими, та структурою продовжуваного магнітного поля чашевидної форми, що характеризується високою витривалістю напруги, низькою швидкістю електричного витирання, довгим електричним терміном служби тощо.

• Механізм управління: Розташований перед та позаду камери гасіння дуги, це плоский пружинний механізм зберігання енергії з функціями ручного та електричного зберігання енергії. Використовує модульний дизайн, зменшує проміжні зв'язки в механізмі передачі, та використовує вторинний піввісь для утримання закриття. Механізм зберігання енергії використовує дизайну турбіни та черв'яка для зменшення швидкості, тощо. Катушка відключення має повністю закриту прямо-діючу структуру, а регулювання надлишку переміщення з'єднане з механізмом через ізоляційний тягач, що сприяє регулюванню надлишку переміщення вимикача без знімання основного контуру.

• Дизайн контактів: Використовує контакти продовжуваного магнітного поля чашевидної форми. Під час дуги, струм генерує продовжуване магнітне поле, що розподіляє дугу рівномірно. Коли струм проходить через нуль, ізоляційна стійкість швидко відновлюється, щоб досягти роз’єднання.

III. Аналіз економічної та соціальної ефективності

У кінці лютого 2006 року ми виготовили внутрішній високовольтний вакуумний вимикач WVT згідно з проектом. Після контрольної перевірки якості він був відправлений до національного центру тестування для типових тестів 2 березня. 13 квітня було отримано звіт про перевірку, результати якого відповідали вимогам, задовольняючи стандартам вимикачів M2 та C2.

Цей продукт має передову технологію та незалежні інтелектуальні права власності, довгий термін служби та безпідтримкове обслуговування, що зменшує економічні втрати від електричного обслуговування. Він має високі ізоляційні характеристики, може використовуватися в складних умовах, може замінити імпортні продукти, та має нижчу ціну. Річний внутрішній ринковий попит становить близько 350 000 одиниць, що демонструє широкі перспективи ринку та хороші економічні та соціальні ефекти.