12 kV வாயு-தளவலிய RMUs இல் தொடர்புறுதி அபாயங்களை குறைப்பதற்கான மதிப்பு உருண்டை வடிவமைப்பு பயன்படுத்துதல்

இந்த ஆய்வு, ஒரு வகையான 12kV காற்று-விசைப்படுத்தப்பட்ட வட்டமுழுங்கு அலகின் (RMU) முதல் பிரிவிலுள்ள அலைப்பிரிப்பு இடத்தை ஆராய்ந்து, அதன் சுற்று விசை விநியோகத்தையும் சீரானத்தையும் விபரிக்கிறது. இது அந்த இடத்தில் உள்ள விசைப்படுத்தல் திறனை மதிப்பிட்டு, விசை விநியோகத்தை குறைக்கும் போது விசைப்படுத்தல் திறனை அதிகரிக்கும் வகையில் கட்டமைப்பு மேம்படுத்தல் மூலம், இது அதே வகையான தயாரங்களுக்கான விசைப்படுத்தல் வடிவமைப்புக்கு ஒரு குறிப்பொருளை வழங்குகிறது.

1 காற்று-விசைப்படுத்தப்பட்ட வட்டமுழுங்கு அலகின் கட்டமைப்பு

இந்த ஆய்வில் ஆராயப்பட்ட காற்று-விசைப்படுத்தப்பட்ட RMU-ன் மூன்று பரிமாண கட்டமைப்பு மாதிரி பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ளது (உருவம் 1). முக்கிய வட்டம், வெகுவாக்கு இடைவெடிக்கும் மூன்று நிலை இடைவெடிக்கும் ஒரு கூட்டு வடிவமைப்பை பின்பற்றுகிறது, மூன்று நிலை இடைவெடி பெரும்பிரிவில் அமைந்துள்ளது - அதாவது, மூன்று நிலை இடைவெடி RMU-ன் மேல் பகுதியிலும், வெகுவாக்கு இடைவெடி தோற்ற முழுமையான தொடர்பு கோளில் அமைந்துள்ளது. வெகுவாக்கு இடைவெடி கோளினுள் அடைக்கப்பட்டுள்ளதால், அதன் வெளிப்புறம் எபோக்ஸி ரசவை மூலம் விசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது காற்று விசைப்படுத்தலில் தீவிர விசைப்படுத்தல் திறனை விட சிறந்தது, எனவே விசைப்படுத்தல் தேவைகளை நிறைவு செய்கிறது.

மேலும், தோற்ற முழுமையான தொடர்பு கோளின் மூடியிடம் உள்ள இணைப்பு பெரிய விளிம்பு மற்றும் வளைவு வடிவ வடிவமைப்புடன், சிலிகான் ரப்பர் மூடியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது இந்த பகுதியில் பகுதியாக விடுதலை சிக்கல்களை சிறிதாக்குகிறது. பெரிய விளிம்புகளுக்கும் நிலத்துக்கும் இடையிலான விசைப்படுத்தல் தூரங்கள், பொருத்தமான விசைப்படுத்தல் மானத்தில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் விதிமுறை தேவைகளை நிறைவு செய்கிறது.

மூன்று நிலை இடைவெடியின் அலைப்பிரிப்பு கதவு, விசைப்படுத்தல் ஊதாக்கமாக காற்றை வைத்து உள்ளது. இது ஒரு இயக்கமான இணைப்பு கூறு ஆகும், அதன் கட்டமைப்பு நிலைகள், மின்குழுக்கள், வட்ட விளிம்புகள், மற்றும் வட்ட விளிம்புகள் போன்ற உலோக பொருள்களைக் கொண்டு அலைப்பிரிப்பு கதவுகளின் இடையிலான தொடர்பு அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது. இந்த உலோக பொருள்களின் சிக்கலான வடிவங்களினால், விசை விநியோகம் மிகவும் சீரற்றதாக இருக்கும், இதனால் பகுதியாக விடுதலை மற்றும் வெடித்தல் சாத்தியமான அச்சம்பாடுகள் ஏற்படுவது, இது இந்த இடத்தில் உள்ள விசைப்படுத்தல் திறனை அதிகமாக சந்தர்ப்பிக்கிறது.

எனவே, இந்த கட்டமைப்பின் மின்சார வடிவமைப்பு மிகவும் முக்கியமானது. தயார் வடிவமைப்பு தேவைகளுக்கு பொருத்தமாக, அலைப்பிரிப்பு இடத்தில் 50kV மதிப்பில் குறிப்பிட்ட குறுகிய கால வெடிக்கும் வினை மின்சார விசை விடுதலை வெளிப்படையாக இருக்க வேண்டும், குறைந்த வடிவமைக்கப்பட்ட மின்சார தூரம் 100mm. அலைப்பிரிப்பு கதவின் கட்டமைப்பின் சிக்கலான வடிவத்திற்கு விட்டு இருப்பிடத்தில் வகைகள் சேர்க்கப்படுகின்றன, இதனால் விசை விநியோகத்தின் சீரானத்தை அதிகரிக்கும் மற்றும் பகுதியாக விடுதலையை குறைக்கும். மூன்று நிலை இடைவெடியின் மூன்று பரிமாண மாதிரி பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ளது (உருவம் 2). இந்த ஆய்வில், இந்த அலைப்பிரிப்பு இடத்தில் விசை விநியோக சீரித்தல் ஆய்வு செய்யப்படுகிறது.

2 சீரித்தல் ஆய்வு

மின்சார வட்டின் மீது விசை விநியோக சீரித்தல் செய்யப்பட்டது, குறிப்பிட்ட 50 kV மதிப்பில் குறுகிய கால வெடிக்கும் வினை மின்சார விசை விநியோகத்தின் போது அலைப்பிரிப்பு இடத்தில் உள்ள விசை விநியோகத்தின் வரிசை விவரிக்கப்பட்டது. இரு விதமான விண்மீன் விசை சீரித்தல் வழக்குகள் கருத்தில் கொள்ளப்பட்டன:

• வழக்கு 1: பெரிய விளிம்பு பகுதி (அலைப்பிரிப்பு தொடர்பு பகுதி) குறைந்த வித்தியாலம் (0 V) மற்றும் வரிசை பகுதி (அலைப்பிரிப்பு கதவு முனை பகுதி) உயர் வித்தியாலம் (50 kV).

• வழக்கு 2: பெரிய விளிம்பு பகுதி (அலைப்பிரிப்பு தொடர்பு பகுதி) உயர் வித்தியாலம் (50 kV) மற்றும் வரிசை பகுதி (அலைப்பிரிப்பு கதவு முனை பகுதி) குறைந்த வித்தியாலம் (0 V).

இரு வழக்குகளுக்கும் அதிக விசை விநியோக வரிசை உள்ள இடத்தில் விசை விநியோக வரிசை சீரித்தல் மூலம் பெறப்பட்டது. வழக்கு 1-ல் அலைப்பிரிப்பு கதவு முனையில் உள்ள விசை விநியோக வரிசை பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ளது (உருவம் 3), வழக்கு 2-ல் அலைப்பிரிப்பு தொடர்பு பகுதியில் உள்ள விசை விநியோக வரிசை பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ளது (உருவம் 4). வழக்கு 1-ல், அதிக விசை விநியோக வரிசை வகைகளின் முனையில் 7.07 kV/mm வரை வெடிக்கிறது; வழக்கு 2-ல், அலைப்பிரிப்பு தொடர்பு பகுதியின் வளைவு விளிம்பில் 4.90 kV/mm வரை வெடிக்கிறது.

காற்றின் திட்ட வெடிக்கும் விசை விநியோக வரிசை 3 kV/mm. உருவம் 3 மற்றும் 4-ல் காட்டப்பட்டுள்ளவாறு, அலைப்பிரிப்பு இடத்தின் பெரும்பாலான பகுதிகளில் விசை விநியோக வரிசை 3 kV/mm-ஐ விட குறைவாக உள்ளது - இது வெடிக்கும் விசை விநியோகத்தை விட்டு வெடிக்க முடியாதது - இந்த பகுதிகளில் அதிக வரிசை இந்த வரம்பை விட அதிகமாக இருக்கும், இதனால் பகுதியாக விடுதலை ஏற்படும். காற்று வறண்டு நிலையிலிருந்து நீர் நிலையில் மாறும்போது, அதன் விசைப்படுத்தல் திறன் குறைகிறது [10], இதனால் சீரான வெடிக்கும் விசை விநியோக வரிசை 3 kV/mm-ஐ விட குறைவாக இருக்கும். மேலும், மிகவும் சீரற்ற விசை விநியோக வரிசை காற்றின் வெடிக்கும் விசை விநியோக வரிசையை குறைக்கிறது, இதனால் வெடிக்கும் விசை விநியோகத்தின் சாத்தியம் மற்றும் அச்சம்பாடுகள் அதிகரிக்கிறது. வெளிப்புற வாழ்க்கை காரணிகளின் தாக்கத்தை காற்று விசைப்படுத்தல் ஊதாக்கத்தின் மீது குறைக்க மற்றும் விசை விநியோகத்தின் சீரானத்தை அதிகரிக்க இந்த ஆய்வு, அலைப்பிரிப்பு இடத்தின் விசை விநியோகத்தின் சீரானத்தை மற்றும் விடுதலை விசை விநியோக வரிசையை மதிப்பிடுகிறது, இதனால் அலைப்பிரிப்பு இடத்தின் விசைப்படுத்தல் திறனை அதிகரிக்க அடிப்படையாக இருக்கிறது.

3 காற்று விசைப்படுத்தலின் சார்புகள்

3.1 விசை விநியோக சீரற்ற கெழுவின் நிரூபணம்

உதாரணத்தில், முற்றிலும் சீரான விசை விநியோகம் இருக்காது; அனைத்து விசை விநியோகங்களும் அடிப்படையில் சீரற்றவை. விசை விநியோக சீரற்ற கெழு f-ஆல் அடிப்படையில், விசை விநியோகங்கள் இரு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: f ≤ 4, விசை விநியோகம் சிறிது சீரற்றதாக இருக்கும்; f > 4, விசை விநியோகம் மிகவும் சீரற்றதாக இருக்கும். விசை விநியோக சீரற்ற கெழு f-ஆனது f = Eₘₐₓ / Eₐᵥ என வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, இங்கு Eₘₐₓ என்பது உச்ச மதிப்பு சீரித்தல் விளைவில் பெறப்படும் அதிக பெரிய இடத்தின் விசை விநியோக வரிசை, Eₐᵥ என்பது செயல்படுத்தப்பட்ட வித்தியாலத்தை குறைந்த மின்சார தூரத்தால் வகுத்து கணக்கிடப்படும் சராசரி விசை விநியோக வரிசை.

உருவம் 3-லிருந்து, Eₘₐₓ = 7.07 kV/mm மற்றும் Eₐᵥ = 0.5 kV/mm. எனவே, அலைப்பிரிப்பு இடத்தின் விசை விநியோக சீரற்ற கெழு f = 14.14 > 4, இது மிகவும் சீரற்ற விசை விநியோகத்தை குறிக்கிறது. மிகவும் சீரற்ற விசை விநியோக பகுதிகளில், நிலையான பகுதியாக விடுதலை ஏற்படும், மற்றும் சீரற்ற அளவு அதிகமாக இருக்க மிகவும் பகுதியாக விடுதலை அதிகமாக இருக்கும். 12 kV வட்டமுழுங்கு அலகிற்கு, முழு பெட்டியின் மொத்த பகுதியாக விடுதலை அளவு 20 pC-ஐ விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் [5,11]. எனவே, விசை விநியோக சீரற்ற கெழுவைக் குறைக்க பகுதியாக விடுதலை அளவை குறைக்க உதவும்.

3.2 காற்று விடுதலை விசை விநியோக வரிசையின் நிரூபணம்

விசை விநியோக சீரற்ற கெழு வறண்டு காற்றின் விடுதலை விசை விநியோக வரிசையை தாக்குகிறது. விசை விநியோகம் சிறிது சீரற்றதாக இருக்கும்போது, விடுதலை விசை விநியோக வரிசை:

இங்கு U என்பது விடுதலை விசை விநியோக வரிசை; d என்பது இரு மின்குழுக்களுக்கு இடையிலான குறைந்த மி