Új környezetbarát gázizolált főcsomópont tervezése 12 kV-os technikában

1. Specifikus tervezés

1.1 Tervezési koncepció

A Kínai Állami Villamosenergia Szövetség aktívan előmozdítja a hálózati energiatakarékos és alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlődést, hogy elérje a nemzeti szén-dioxid-emissziós csúcspont (2030) és semlegesség (2060) céljait. A környezetbarát gáz-elhárító gyűrűs fővonalas egységek képviselik ezt a trendet. Egy új, 12kV-os integrált, környezetbarát gáz-elhárító gyűrűs fővonalas egységet terveztek, amely kombinálja a vakuumleválasztó technológiát a hárompozíciós kapcsolókkal és a vakuum áramkiezérelőkkel. A tervezés SolidWorks programban történt 3D modellezéssel, moduláris szerkezettel (gáztartály, nyomáslejtő kamrák, doboztest, műszerterem). Az egység különálló, fémben zárt szektorokból áll (műszerszektor, áramkiezérelő-szektor, kábeleszektor, műszerterem), mindegyiknek önálló nyomáslejtő csatornái vannak. A tervezés támogatja az önálló egység- és közös doboz-konfigurációkat is.

1.2 Hárompozíciós kapcsoló és vakuum áramkiezérelő integrációja

A hárompozíciós kapcsolók és a vakuum áramkiezérelők integrációja kulcsfontosságú ehhez a tervezéshez, amely összekapcsolt felső hárompozíciós kapcsolókkal és alsó kétállapotú áramkiezérelő eszközökkel rendelkezik. A hárompozíciós kapcsoló működik földkapcsolás, bezárva és izolálva állapotban, míg az áramkiezérelő nyitott/zárva állapotban működik. Az izoláló csípőt tartó keret erős nylón anyagból készült, amely jól ellenáll a merevségnek és a hőtartásnak. A Mubea diszckészlet technológia biztosítja a kapcsolódási nyomást.

Egy egyenletes boríték a mozgó kapcsolókon biztosítja az elektromos mező egyenletességét, és csökkenti a részleges leltározást. A háromfázisú busz-kölcsönzőkön lévő izoláló boríták javítják a fázisközti izolációt. A tesztelés során több optimalizálás biztosította a megfelelő mechanikai jellemzőket (befogozó mélység, ugrás, háromfázis szinkronizáció, működési sebesség). A vakuum áramkiezérelő erősített, rögzített oszlopokkal van ellátva négy csavarral.

A vakuumleválasztó terminálja a kapcsoló csípő forgási központjaként működik, Z-alakú műanyag tekerőkar használva a lever elvben. A rézsávok vulkanizált felületekkel csatlakoztatják az áramkiezérelő alsó termináljait. Ahogy a 1. ábrán látható, ez az integrált tervezés a vakuumleválasztót a megbízhatóságot meghatározó alapvető összetevőként kezeli, ahol a kapcsoló szerkezet és a ívkioltó módszer kritikus tervezési elemek.

A miniaturizáció és a megbízhatóság növelése érdekében hosszirányú mágneses tér tál-kontaktokat alkalmaztak, tekercsekkel és vasmagassal. Ellentétben a vízszintes mágneses terekkel, a függőleges terek növelik a diffúz és koncentrikus ívek közötti átmeneti áramot, ami minimális elektrikai szenvedést, hosszabb élettartamot és nagyobb áramkiezérlő képességet biztosít. A háromfázisú AC által generált forgó mágneses tér kombinálva a tál-kontakt függőleges tereivel eddy áramokat hoz létre, amelyek csökkentik az ív feszültségét, és egyenletesen elosztják az ívet az anod felületén. Ez a tervezés 20kA-ról 25kA-ra növeli a rövidzárlat-áramkiezérlő képességet azonos térfogat mellett.

1.3 Kapcsoló működési mechanizmus

A kapcsoló működési mechanizmusa közvetlenül a hőszigetelő tartály előlapjára van telepítve, és mind a vakuum áramkiezérelőt, mind a hárompozíciós kapcsolót közvetlen hengerkapcsolatokon keresztül hajtja, anélkül, hogy köztes elemekre volna szükség. Ez a tervezés minimalizálja a vakuum áramkiezérelő nyitási idejét, hogy megelőzze a kapcsolók eroszióját. A mechanizmus manuális és elektrikus működést is támogat, energia tárolása a túlfutó csatlakozó elvén. A hárompozíciós kapcsoló használ forgófeder hajtórendszert, egyhasábú forgási tervezéssel, amely biztosítja a háromfázis szinkronizációt és a megbízható földkapcsoló teljesítményt. Kettős működési lyukai külön-külön irányítják a földkapcsoló és az izoláló funkciókat.

1.4 Fő áramkör

A fő áramkör—amely kábel-kölcsönzőkből, kapcsoló-csípőkből, vakuumleválasztó kontaktokból, rugalmas kapcsolatokból és buszokból áll—egy锈钢罐内密封，使用唇形密封件对活动部件进行动态密封，使用O型圈进行静态密封，并填充0.02 MPa的氮气或干燥空气。三位置隔离开关和真空断路器的一体化纵向设计实现了模块化抽出。相间距离保持在150毫米，以确保适当的绝缘。真空灭弧室的端子作为隔离开关刀片的旋转中心，Z形塑料杠杆臂将操作机构的运动传递给接触运动。 1.5 气箱和生产线 气箱设计优先考虑精密制造和气密性。激光切割确保不锈钢部件无毛刺，机器人焊接保证焊缝完整性和机械强度。生产采用线性布局，轨道运输车辆在工作站之间移动，以优化工作流程效率。 2 绝缘分析 2.1 三位置隔离开关绝缘 刀开关式的三位置设计提供了可见的断开点和可靠的接地。使用高强度尼龙材料作为旋转轴，并在刀头使用铝均压盖，增强了电场均匀性。仿真和测试确认了绝缘性能能够承受90kV雷电冲击电压。 2.2 整体接地绝缘 分析重点在于关键区域：相间和相与罐之间的间隙（最小中心距离为125毫米），以及绝缘部件。在高电场区域战略性地放置固体绝缘，在低电场区域放置气体绝缘，以优化电场分布。额外措施包括环氧树脂封装触点、改进Z臂材料、纤维绝缘棒以及母线连接处的屏蔽罩，以防止电场集中。 3 结论

Az új környezetbarát gáz-elhárító gyűrű alakú fővonalas egység kombinálja a vakuum ív elhárítást és a környezetbarát gáz izolációt, teljesen zárt rendszerrel, karbantartásmentes működésével, kompakt mérettel és teljes izolációval. Minden magasfeszültsű elem be van zárva a rostfém tartályban, ami alkalmas mind külső, mind belső alkalmazásokra, beleértve a kapcsolóállomásokat, elosztótermekeket és dobozos átalakítók. A háromfázisú AC 50Hz, 12kV rendszerekre tervezett, megbízható villamosenergia-elosztást nyújt lakossági, kereskedelmi, ipari, közlekedési és infrastrukturális alkalmazások számára, kiemelten megbízható, környezetre alkalmazkodó és biztonságos jellemzőkkel.