ఎయిర్-ఇన్సులేటెడ్ RMUsలో 12 kV వద్ద డిస్చార్జ్ ప్రతిభావనలను తగ్గించడంలో Grading Shield డిజైన్ ఉపయోగించడం

ఈ ప్రబంధం 12kV వాయువై అతిగాటన రింగ్ మెయిన్ యూనిట్ (RMU) యొక్క ప్రాథమిక అతిగాటన విడిని పరిశోధన వస్తుంది. ఇది దాని చుట్టూ ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్ర విభజన మరియు సమానత్వాన్ని విశ్లేషిస్తుంది, ఈ ప్రదేశంలోని అతిగాటన ప్రదర్శనను మీరు అందిస్తుంది, మరియు వ్యవస్థా పరిమార్చన ద్వారా డిస్చార్జ్ జోక్ తగ్గించి అతిగాటన ప్రదర్శనను పెంచడం ద్వారా, ఇది ఇలాంటి ఉత్పత్తుల అతిగాటన డిజైన్‌కు ఒక సంఖ్యాప్రమాణం అందిస్తుంది.

1 వాయువై అతిగాటన రింగ్ మెయిన్ యూనిట్ యొక్క నిర్మాణం

ఈ ప్రబంధంలో పరిశోధించబడిన వాయువై RMU యొక్క త్రిమితీయ నిర్మాణ మోడల్ ఫిగర్ 1లో చూపబడింది. ప్రధాన సర్క్యూట్ వాక్యూం స్విచ్ మరియు మూడు-స్థానాలు గల స్విచ్ యొక్క కంబినేషన్ ను ఉపయోగిస్తుంది, మూడు-స్థానాలు గల స్విచ్ బస్బార్ వైపు సమాయంచబడింది - అనగా, మూడు-స్థానాలు గల స్విచ్ రింగ్ మెయిన్ యూనిట్ యొక్క మేలపు భాగంలో, వాక్యూం స్విచ్ సోలిడ్-సీల్ పోల్ నిర్మాణంలో దాని క్రిందపు భాగంలో ఉంటుంది. వాక్యూం స్విచ్ పోల్ లో ఎంకాప్సులైజ్ చేయబడింది, దాని బాహ్యం ఎపిక్సీ రెజిన్తో అతిగాటన చేయబడింది, ఇది వాయువితుల కంటే చాలా మంచి అతిగాటన ప్రత్యేకతలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది అతిగాటన అవసరాలను తీర్చుకుంది.

అద్దంగా, సోలిడ్-సీల్ పోల్ యొక్క సీలింగ్ పాయింట్ వద్ద కనెక్టర్ బస్బార్ కోణాలు మరియు వక్రాకార డిజైన్ ని ఉపయోగించడం, సిలికోన్ రబ్బర్ సీలింగ్ తో కలిసి, ఈ ప్రదేశంలో పార్షియల్ డిస్చార్జ్ సమస్యలను చాలా చక్కగా తగ్గించింది. బస్బార్ల మధ్య మరియు భూమి వద్దకు అతిగాటన వ్యవదానాలు సంబంధిత అతిగాటన మానదండాల ప్రకారం డిజైన్ చేయబడినవి మరియు నియమాలు పూర్తి చేసుకున్నవి.

మూడు-స్థానాలు గల స్విచ్ యొక్క అతిగాటన బ్లేడ్ వాయువితులను అతిగాటన మధ్యమంగా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది ఒక చలనశీల కనెక్టర్ కమ్పోనెంట్ గా, దాని నిర్మాణం పిన్స్, స్ప్రింగ్లు, డిస్క్ స్ప్రింగ్లు, మరియు सर्क्लिप్లు వంటి లోహాలు కలిగి ఉంటుంది, అతిగాటన కంటాక్ట్ల మధ్య సంప్రస్తానం పెంచడానికి. కానీ, ఈ లోహాల కంటాక్ట్ల సంక్లిష్ట ఆకారాల వల్ల, విద్యుత్ క్షేత్ర విభజన చాలా అసమానం అవుతుంది, ఇది పార్షియల్ డిస్చార్జ్ మరియు అవసరమైన బ్రేక్డౌన్ జోక్లను పెంచుతుంది, ఇది ఈ ప్రదేశంలోని అతిగాటన ప్రదర్శనను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

కాబట్టి, ఈ నిర్మాణం యొక్క విద్యుత్ డిజైన్ చాలా ముఖ్యం. ఉత్పత్తి డిజైన్ అవసరాల ప్రకారం, అతిగాటన విడి 50kV రేటెడ్ స్హోర్ట్-టైమ్ పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ వితరణ వోల్టేజ్ ను సహాయపడి ఉండాలి, కన్వెన్షనల్ డిజైన్ వోల్టేజ్ వ్యవదానం 100mm. అతిగాటన బ్లేడ్ నిర్మాణం యొక్క సంక్లిష్టత కారణంగా, బ్లేడ్ యొక్క రెండు వైపులా గ్రేడింగ్ షీల్డ్లను చేర్చడం ద్వారా విద్యుత్ క్షేత్ర సమానత్వాన్ని పెంచి పార్షియల్ డిస్చార్జ్ ను తగ్గించారు. మూడు-స్థానాలు గల స్విచ్ యొక్క త్రిమితీయ మోడల్ ఫిగర్ 2లో చూపబడింది. ఈ ప్రబంధంలో ఈ అతిగాటన విడి యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర సిమ్యులేషన్ విశ్లేషణను చేసారు.

2 సిమ్యులేషన్ విశ్లేషణ

ప్రత్యేక ఘటన సాఫ్ట్వేర్ ఉపయోగించి రింగ్ మెయిన్ యూనిట్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర సిమ్యులేషన్ చేయబడింది, 50 kV రేటెడ్ స్హోర్ట్-టైమ్ పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ వితరణ వోల్టేజ్ నిర్దిష్టం చేయబడిన అతిగాటన విడి వద్ద విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి విభజనను విశ్లేషించారు. రెండు వైద్యుత క్షేత్ర సిమ్యులేషన్ కేసులను పరిగణించారు:

• కేస్ 1: బస్బార్ వైపు (అతిగాటన స్థిర కంటాక్ట్ వైపు) తక్కువ వోల్టేజ్ (0 V) ఉంటుంది, లైన్ వైపు (అతిగాటన బ్లేడ్ టిప్ వైపు) ఎక్కువ వోల్టేజ్ (50 kV) ఉంటుంది.

• కేస్ 2: బస్బార్ వైపు (అతిగాటన స్థిర కంటాక్ట్ వైపు) ఎక్కువ వోల్టేజ్ (50 kV) ఉంటుంది, లైన్ వైపు (అతిగాటన బ్లేడ్ టిప్ వైపు) తక్కువ వోల్టేజ్ (0 V) ఉంటుంది.

రెండు కేసుల వద్ద అతి ఎక్కువ విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి విభాగం సిమ్యులేషన్ ద్వారా పొందబడింది. ఫిగర్ 3 లో కేస్ 1 వద్ద అతిగాటన బ్లేడ్ టిప్ వద్ద విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి విభజన చూపబడింది, ఫిగర్ 4 లో కేస్ 2 వద్ద అతిగాటన స్థిర కంటాక్ట్ వద్ద విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి విభజన చూపబడింది. కేస్ 1 లో, గ్రేడింగ్ షీల్డ్ చివరిలో అతి ఎక్కువ విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి 7.07 kV/mm ఉంటుంది; కేస్ 2 లో, అతిగాటన స్థిర కంటాక్ట్ యొక్క కోణాల వద్ద అతి ఎక్కువ 4.90 kV/mm ఉంటుంది.

వాయువితుల యొక్క సాధారణ క్రిటికల్ బ్రేక్డౌన్ విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి 3 kV/mm. ఫిగర్లు 3 మరియు 4 లో చూపించినట్లు, అతిగాటన విడి యొక్క అనేక ప్రాంతాలలో విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి 3 kV/mm కంటే తక్కువ ఉంటుంది - బ్రేక్డౌన్ కారణంగా చాలా తక్కువ ఉంటుంది - ప్రాంతాలు ఈ పరిమితిని ముందుకు పెంచుతుంది, ఇది పార్షియల్ డిస్చార్జ్ కారణం అవుతుంది. వాయువితుల నుండి డ్రై నుండి హమిడ్ సందర్భాలకు మార్పు చేస్తే, దాని అతిగాటన సామర్థ్యం తగ్గుతుంది [10], క్రిటికల్ యూనిఫార్మ్ బ్రేక్డౌన్ విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిని 3 kV/mm కంటే తక్కువ చేస్తుంది. అతిగాటన క్షేత్ర విభజన చాలా అసమానంగా ఉంటే, వాయువితుల యొక్క క్రిటికల్ బ్రేక్డౌన్ స్థాయిని ఎక్కువ చేస్తుంది, బ్రేక్డౌన్ జోక్ మరియు జోక్ ను పెంచుతుంది. బాహ్య పరిస్థితుల ప్రభావాన్ని వాయువై అతిగాటన మధ్యమంపై తగ్గించడం మరియు క్షేత్ర సమానత్వాన్ని పెంచడం ద్వారా, ఈ పరిశోధన అతిగాటన విడి యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర సమానత్వ డిగ్రీని మరియు వితరణ వోల్టేజ్ స్థాయిని విశ్లేషించి, అతిగాటన సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి ఒక అధారం అందిస్తుంది.

3 వాయువై అతిగాటన లక్షణాలు

3.1 విద్యుత్ క్షేత్ర అసమానత్వ గుణకం నిర్ధారణ

వాస్తవంలో, ఒక పూర్తిగా సమానమైన విద్యుత్ క్షేత్రం లేదు; అన్ని విద్యుత్ క్షేత్రాలు స్వభావికంగా అసమానంగా ఉంటాయి. విద్యుత్ క్షేత్ర అసమానత్వ గుణకం f ప్రకారం, విద్యుత్ క్షేత్రాలను రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు: యందు f ≤ 4, క్షేత్రం తక్కువ అసమానంగా ఉంటుంది; యందు f > 4, అది చాలా అసమానంగా ఉంటుంది. అసమానత్వ గుణకం f ని f = Eₘₐₓ/Eₐᵥ గా నిర్వచించబడుతుంది, ఇక్కడ Eₘₐₓ అతి ఎక్కువ ప్రాంతీయ విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి, సిమ్యులేషన్ ఫలి