Ontwerp van 'n Nuwe 12kV Omgewingvriendelike Gasgeïsoleerde Ringhoofeenheid

1. Spesifieke Ontwerp

1.1 Ontwerpkonsep

Die State Grid Corporation of China bevorder aktief energiebesparing en laag-koolstof-ontwikkeling van die netwerk om nasionale koolstofpiek (2030) en neutraliteit (2060) doelwitte te bereik. Omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhoofdeenheid verteenwoordig hierdie tendens. 'n Nuwe 12kV geïntegreerde omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhoofdeenheid is ontwerp deur vakuumonderbreker-tegnologie te kombineer met drie-posisie-afskakelaars en vakuumonderbrekers. Die ontwerp het SolidWorks vir 3D-modellering gebruik met 'n modulaire struktuur (gastank, drukverligtingkamers, kabinetliggaam, meetinstrumentkamers). Die eenheid bestaan uit aparte metaal-besloten kompartemente (mekanisme-kamer, onderbreker-kamer, kabel-kamer, meetinstrument-kamer), elkeen met onafhanklike drukverligtingskanale. Die ontwerp ondersteun beide onafhanklike eenheids- en gemeenskaplike boks-konfigurasies.

1.2 Integrering van Drie-Posisie-Afskakelaar en Vakuumonderbreker 

Die integrering van drie-posisie-afskakelaars en vakuumonderbrekers is die sleutel tot hierdie ontwerp, wat bestaan uit verbindende bo-afskakelaars in drie posisies en onderste-afskakelaars in twee posisies. Die drie-posisie-afskakelaar funksioneer in grond-, toe- en isolasieposisies, terwyl die onderbreker in oop/toe-staat funksioneer. Die isolasiebladsteunraam gebruik hoësterkte nylonmateriaal met goeie veerkrag en hittebestendigheid. Mubea skietsprongtegnologie verskaf kontakdruk. 

'n Eenvormige kap op bewegende kontakte verseker elektriese veld eenvormigheid en verminder gedeeltelike ontlading. Isolerende kappe op driefase-buskoppels verhoog interfasie-isolasie. Tydens toetsing het verskeie optimerings regte meganiese eienskappe verseker (inspanningsdiepte, sprong, drie-fase-sinchronisering, bedryfspoed). Die vakuumonderbreker het soliede geslote stulpilare gemonteer met vier skroewe. 

Die terminal van die vakuumonderbreker dien as rotasiekenter vir die afskakelaarblad, met 'n Z-vormige plastiek hefbarm wat die hefbeginsel gebruik vir operasie. Koperbusleiers met vulkaniseerde oppervlakke verbind die onderste terminals van die onderbreker. Soos in Figuur 1 getoon, herken hierdie integreringontwerp die vakuumonderbreker as die kernkomponent wat algehele betroubaarheid bepaal, met kontakstruktuur en booguitmakingmetode as kritiese ontwerpelemente.

Om miniaturisering en verbeterde betroubaarheid te bereik, is langitudinale magneetveld-koppels met spoelwindings en yskerne geïmplementeer. In teenstelling met transversale magneetvelde, verhoog langitudinale velde die oorgangstroom van diffuse na gestremde boë, wat min elektriese slijtage, verlengde leeftyd en beter onderbreekvermoë bied. Die roterende magneetveld gegenereer deur driefase-wisselstroom kombiner met die langitudinale veld van die kopvormige kontak om wervelstrome te vorm wat boogspanning verminder en die boog ewe verdeel oor die anodoppervlak. Hierdie ontwerp verhoog kortsluit-onderbreekvermoë van 20kA na 25kA by dieselfde volume.

1.3 Skakelmechanisme

Die skakelmechanisme, direk op die voorpaneel van die isolasietank gemonteer, dryf beide die vakuumonderbreker en drie-posisie-afskakelaar deur middel van direkte asverbindings sonder tussenkomende komponente. Hierdie ontwerp verlaag die openingstyd van die vakuumonderbreker om kontakerosie te voorkom. Die mechanisme ondersteun sowel handmatige as elektriese operasie met energie-opslag deur middel van die overloopkluppringsbeginsel. Die drie-posisie-afskakelaar maak gebruik van torsiespring-aandrywing met 'n koaksiale rotasieontwerp wat drie-fase-sinchronisering en betroubare grondswitserprestasie verseker. Sy dubbele bedryfsgate kontroleer onafhanklik grond- en isolasiefunksies.

1.4 Hoofskakelweg 

Die hoofskakelweg—bestaande uit kabelbuskoppels, afskakelaarblaaie, vakuumonderbrekerkontakte, buigsame verbindings, en busleiers—is binne 'n roestvrystalen tank gesluit met lipsele vir dinamiese dele en O-sele vir statiese sluiting, gevul met 0.02 MPa stikstof of droë lug. Die geïntegreerde langitudinale ontwerp van die drie-posisie-afskakelaar en vakuumonderbreker maak modulaire intrekking moontlik. Fase-tot-fase afstande word by 150mm gehou vir regte isolasie. Die terminal van die vakuumonderbreker dien as rotasiekenter vir die afskakelaarblad, met Z-vormige plastiek hefbarme wat beweging van die bedryfsmeganisme na kontakbeweging oorset.

1.5 Gastank en Produksielyn

Gastankontwerp het presisie-vervaardiging en lugdichtheid prioriteer. Lasersny verseker burrvrye roestvrystalen komponente, terwyl robotlas homogeniteit en meganiese sterkte verseker. Produksie maak gebruik van 'n lineêre indeling met spoorvervoerstoeltjies wat tussen werksplekke beweeg om werkstroomdoeltreffendheid te optimaliseer.

2 Isolasie-analise 

2.1 Drie-Posisie-Afskakelaar Isolasie

Die mesknaars-drie-posisie-ontwerp verskaf sigbare skeidingspunte en betroubare grond. Die gebruik van hoësterkte nylonmateriaal vir die roterende as en aluminium egaliseer-kappe op bladkoppe verhoog veld-eenvormigheid. Simulasie en toetsing het bevestig dat isolasieprestasie 'n 90kV ligtingsimpuls-spanning kan weerstaan.

2.2 Algehele Grond-Isolasie

Analise fokus op kritiese areas: fase-tot-fase en fase-tot-tank afstande (minimum 125mm sentrumafstand), en isoleerders. Strategiese plasing van soliede isolasie in hoë-veld areas en gasisolasie in lae-veld areas optimiseer veldverdeling. Ander maatreëls sluit in epoxy-insluiting van kontakte, verbeterde Z-arm materiaal, vezelisoleerstokke, en skermkappe by busleierverbindinge om veldkonsentrasie te voorkom.

3 Gevolgtrekking 

Die nuwe omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhoofeenheid kombinerings vakuumbooguitmaking met omgewingsvriendelike gasisolering, en het volledige sigting, onderhoudsvrye operasie, kompakte grootte en volledige isolering. Al die hoëspanningskomponente is binne die roestvrystertank gesig, wat dit geskik maak vir buite- en binnehuise toepassings insluitend skakelafriggings, verspreidingskamers en kassubstasies. Dit is ontwerp vir driefase-aanwysende 50Hz, 12kV stelsels, en bied betroubare kragverspreiding vir woon-, kommersiële, industriële, vervoer- en infrastruktuurtoepassings met uitmuntende betroubaarheid, omgewingsaanpasbaarheid en veiligheidskenmerke.