Diseño sa Bag-ong 12kV Environmentally Friendly Gas-Insulated Ring Main Unit

1. Espesyal nga Disenyo

1.1 Konsepto sa Disenyo

Ang State Grid Corporation of China aktibo sa pagpromosyon sa konservasyon sa enerhiya sa grid ug mabag-oang paglambo aron maabot ang nasodnong mga layunin sa carbon peak (2030) ug neutrality (2060). Ang mga gas-insulated ring main units nga mas magamay sa kalikasan nagrepresenta sa tendensyaning ito. Isip bag-ong 12kV na integrated environmentally friendly gas-insulated ring main unit ang gedisenyohan pinaagi sa kombinasyon sa teknolohiya sa vacuum interrupter, three-position disconnectors, ug vacuum circuit breakers. Ang disenyo gitumongan sa SolidWorks para sa 3D modeling uban modular structure (gas tank, pressure relief chambers, cabinet body, instrument rooms). Ang yunit gisulbad sa separate metal-enclosed compartments (mechanism room, circuit breaker room, cable room, instrument room), bisan unsa may independent pressure relief channels. Ang disenyo nagsuporta sa parehas nga independent unit ug common box configurations.

1.2 Integrasyon sa Three-Position Disconnector ug Vacuum Circuit Breaker

Ang integrasyon sa three-position disconnectors ug vacuum circuit breakers usa ka mahimong bahin sa disenyo, kasagaran sa interconnectado nga upper three-position disconnectors ug lower two-position circuit breaker devices. Ang three-position disconnector operasyonal sa ground, closed, ug isolation positions, samtang ang circuit breaker functional sa open/closed states. Ang isolation blade support frame gigamit og high-strength nylon material nga may mahusay nga toughness ug heat resistance. Ang Mubea disc spring technology naghatag og contact pressure.

Ang uniform cover sa moving contacts sigurado sa uniformity sa electric field ug gibawason ang partial discharge. Ang insulating covers sa three-phase bushings nahatagan og daghan nga insulation sa pagitan sa mga phase. Sa panahon sa testing, daghang optimizations giensure aron maproper ang mechanical characteristics (engagement depth, bounce, three-phase synchronization, operating speed). Ang vacuum circuit breaker nagfeature og solid sealed pole columns mounted sa opol nga apat nga screws.

Ang terminal sa vacuum interrupter serbisyo isip center sa rotation sa disconnector blade, uban Z-shaped plastic lever arm nagamit sa principle sa lever para sa operasyon. Ang copper busbars uban vulcanized surfaces nakaconnect sa lower terminals sa circuit breaker. Taliwala sa Figure 1, ang integration design niini nakakita sa vacuum interrupter isip core component nga nagdetermina sa overall reliability, uban contact structure ug arc extinguishing method nga importante nga bahin sa disenyo.

Arong makamit ang miniaturization ug enhanced reliability, longitudinal magnetic field cup-shaped contacts uban coil windings ug iron cores giatiman. Ang longitudinal fields sumala sa transverse magnetic fields, mapataas ang transition current gikan sa diffuse hangtod sa constricted arcs, naghatag og minimal electrical wear, extended service life, ug superior breaking capacity. Ang rotating magnetic field gihimo sa three-phase AC gicomplement sa longitudinal field sa cup-shaped contact aron maporma ang eddy currents nga mobawas sa arc voltage ug distribute ang arc evenly sa anode surface. Ang disenyo niini nagpadako sa short-circuit breaking capacity gikan sa 20kA hangtod sa 25kA sa sama nga volume.

1.3 Switch Operating Mechanism

Ang switch operating mechanism, direktang gipasabot sa front sa insulation tank, nagdrive sa vacuum circuit breaker ug three-position disconnector pinaagi sa direct shaft connections walay intermediate components. Ang disenyo niini nagminimize sa opening time sa vacuum circuit breaker aron malikayan ang contact erosion. Ang mechanism nagsuporta sa parehas nga manual ug electric operation uban energy storage pinaagi sa overrunning clutch principle. Ang three-position disconnector gigamit sa torsion spring drive uban coaxial rotation design nga nagensure sa three-phase synchronization ug reliable grounding switch performance. Ang dual operation holes separately control sa grounding ug isolation functions.

1.4 Main Circuit

Ang main circuit—gibubog sa cable bushings, disconnector blades, vacuum interrupter contacts, flexible connections, ug busbars—sealed sa stainless steel tank gamit ang lip seals para sa dynamic parts ug O-rings para sa static sealing, filled sa 0.02 MPa nitrogen o dry air. Ang integrated longitudinal design sa three-position disconnector ug vacuum circuit breaker nag-enable sa modular withdrawal. Ang phase-to-phase distances gisulbad sa 150mm aron maproper ang insulation. Ang terminal sa vacuum interrupter serbisyo isip center sa rotation sa disconnector blade, uban Z-shaped plastic lever arms translating operating mechanism motion to contact movement.

1.5 Gas Tank ug Production Line

Ang gas tank design prioritized precision manufacturing ug airtightness. Ang laser cutting naglihok sa burr-free stainless steel components samtang ang robotic welding nagguarantee sa seam integrity ug mechanical strength. Ang production employs linear layout uban track transport vehicles moving between workstations aron optimized workflow efficiency.

2 Insulation Analysis

2.1 Three-Position Disconnector Insulation

Ang knife-switch type three-position design naghatag og visible disconnection points ug reliable grounding. Ang high-strength nylon material gipanggamit sa rotating shaft ug aluminum equalizing covers sa blade heads nag-enhance sa field uniformity. Ang simulation ug testing confirmed insulation performance withstands 90kV lightning impulse voltage.

2.2 Overall Ground Insulation

Ang analysis focused sa critical areas: phase-to-phase ug phase-to-tank clearances (minimum 125mm center distance), ug insulating components. Ang strategic placement sa solid insulation sa high-field areas ug gas insulation sa low-field areas optimizes field distribution. Daghang additional measures sama sa epoxy encapsulation sa contacts, improved Z-arm materials, fiber insulating rods, ug shielding covers sa busbar connections aron maprevent ang field concentration.

3 Conclusion

Ang bag-ong gas-insulated ring main unit nga walay pinsala sa kalibutan nagpadako sa pagpuyo sa vacuum arc extinguishing ug eco-friendly gas insulation, naa kini'y kompletong pagseal, walay pangangailangan og pagmaintain, gamay nga sukat, ug full insulation. Tanang high-voltage components adunay kompletong pagseal sa stainless steel tank, makapwertoso kini para sa outdoor ug indoor applications sama sa switch stations, distribution rooms, ug box-type substations. Gidisenyo para sa three-phase AC 50Hz, 12kV systems, kini naghatag og reliable power distribution para sa residential, commercial, industrial, transportation, ug infrastructure applications uban sa excellent reliability, environmental adaptability, ug safety characteristics.