Navorsing oor Bogen en Onderbreekkenmerke van Ekologie-vriendelike Gasgeïsoleerde Ringhoofdeenheid

Omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle (RMUs) is belangrike kragverspreidingsapparatuur in elektriese stelsels, met groen, omgewingsvriendelike en hoëbetroubare eienskappe. Tydens bedryf beïnvloed die vorming en onderbreking van bôge aansienlik die veiligheid van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs. Daarom is grondige navorsing oor hierdie aspekte baie belangrik vir die verseker van veilige en stabiele operasie van kragstelsels. Hierdie artikel het as doel om deur eksperimentele toetsing en data-analise die vorming en onderbreking van bôge in omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs te ondersoek, hul patrone en kenmerke te verken, met die doel om teoretiese ondersteuning en tegniese riglyne te verskaf vir die navorsing en ontwikkeling van sulke toerusting.

1. Navorsing oor Bôgevormingseienskappe van Omgewingsvriendelike Gasgeïsoleerde Ringhooftoestelle

1.1 Basiese Konsepte en Beïnvloedende Faktore van Omgewingsvriendelike Gasse

Omgewingsvriendelike gasse verwys na gase wat nie die ozonlaag uitput nie. Algemene voorbeelde sluit in stikstof (N₂), droë gekompakteerde lug (ontolied en ontvochtig), en spesiaal geformuleerde nuwe gase. Omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs bied voordele soos omgewingsvriendelikheid, veiligheid, en betroubaarheid, en word dus wyd gebruik in kragstelsels. Die studie van hul bôgevormingseienskappe vereis 'n begrip van die basiese konsepte en beïnvloedende faktore van omgewingsvriendelike gasse. 

Fisiese en chemiese eienskappe, molekulêre strukture, temperatuur, druk, vochtigheid, en ander faktore beïnvloed die isolasievermoë en bôgevorminggedrag van hierdie gase, wat eksperimenteel ondersoek moet word. Daarbenewens moet praktiese uitdagings soos gasverbruik en herwinbaarheid aangespreek word. Daarom is 'n grondige studie van die basiese konsepte en beïnvloedende faktore van omgewingsvriendelike gasse noodsaaklik vir die navorsing van bôgevormingseienskappe in omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs.

1.2 Navorsingsmetodes en Toetsonderstelling vir Bôgevormingseienskappe

Die ondersoek van bôgevormingseienskappe vereis die vestiging van 'n gestandaardiseerde toetsmetodologie en eksperimentele opstelling. Toetsmetodes sluit tipies elektriese toetse op grond van bôgeverskynsels en chemiese analise in. Die toetsopstelling moet herhaalbaarheid, akkuraatheid, en veiligheid verseker, en bestaan gewoonlik uit 'n hoëspanningsbronne, 'n bôgekamer, meetinstrumente, en 'n data-verwerkingstelsel. Die bôgekamer is 'n kritieke komponent, wat die werklike bôgevormingsproses binne 'n omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMU simuleer. Om bôgeeienskappe effektief te bestudeer, moet die opstelling geskikte spannings- en stroomvlakke verskaf en in real-time parameters soos bôgespanning, stroom, duur, en nevenprodukte opneem. Aangepaste veiligheidsmaatreëls moet ook geïmplementeer word om ongelukke tydens toetsing te verhoed.

1.3 Toetsing en Analise van Bôgestroom, Spanning, en Duur
In bôgeeienskapsnavorsing is bôgestroom, spanning, en duur sleutelparameters. Bôgestroom verwys na die grootte van die stroom wat tydens bôgevorming deur die bôgegebied vloei; bôgespanning is die potensiaalverskil oor die bôgegebied; en bôgeduur is die tydsinterval vanaf bôgeinitiasie tot uitsluiting. Die meting van hierdie parameters vereis gespesialiseerde instrumente soos hoëspanningsgenerators, stroomtransformateurs, spanningstransformateurs, en digitale oscilloskope. Eksperimentele toetsing en data-insameling van hierdie parameters in omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs, gevolg deur data-analise, help om tendense en interrelasies te onthul, wat daartoe lei dat die begrip van bôgevormingseienskappe verdiep word en grondslagdata verskaf word vir verdere navorsing.

1.4 Analise van Bôgenevenprodukte Tydens Bôgevorming
Tydens bôgevorming in omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs word verskeie nevenprodukte, soos oxide, fluoride, chloride, en rook, gegenereer, wat moontlik gevaarlike impakke op die omgewing en menslike gesondheid kan hê. Tans word twee hoofbenaderings gebruik om bôgenevenprodukte te ontleed: eksperimentele analise en numeriese simulasie. Eksperimentele analise behels die simulasie van die bôgevormingsproses in 'n laboratorium, die insameling van nevenproduktmonsters, en chemiese analise om spesies- en konsentrasieverspreidings te bepaal. Numeriese simulasie gebruik rekenaarmodelle om nevenproduktverspreiding en reaksieroute te voorspel. 

Analitiese tegnieke soos kromatografie, massaspectrometrie, en elektronmikroskopie word in eksperimentele analise aangewend. In numeriese simulasie word metodes soos eindige-elementanalise en CFD (Computational Fluid Dynamics) gebruik om die verspreiding van nevenprodukte en chemiese reaksiemechanismes tydens bôgevorming te modelleer. Resultate van nevenprodukanalise versterk die begrip van chemiese reaksies en energie-omsetting tydens bôgevorming, wat teoretiese en tegniese ondersteuning verskaf vir die ontwerp en toepassing van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs, asook referensiedata vir omgewingsmonitoring en personeelse veiligheid.

2. Navorsing oor Onderbrekingskenmerke van Omgewingsvriendelike Gasgeïsoleerde Ringhooftoestelle

2.1 Basiese Konsepte en Beïnvloedende Faktore van Onderbrekingsverskynsels
2.1.1 Onderbrekings-toetsmetodes
Onderbrekings-toetsing is 'n kritieke stap in die studie van die onderbrekingskenmerke van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs. Dit word tipies gedoen deur gebruik te maak van konvensionele eksperimentele metodes of numeriese simulasie. Konvensionele metodes behels die bou van 'n onderbrekings-toetstplatform en die variasie van toetsvoorwaardes (bv. stroom, spanning) om onderbrekingsgedrag te waarnem en eksperimentele data in te samel. Numeriese simulasie, aan die ander kant, gebruik rekenaarmodelle om fisiese verskynsels tydens onderbreking te simuleer, wat die vinnige generering van groot dataversamelings en die voorspelling van onderbrekingsvermoë moontlik maak.

2.1.2 Toetsopsparing
Om onderbreekkenmerke te bestudeer, moet 'n spesifieke toetsopsparing vir onderbreking ontwerp en gebou word. Hierdie opsparing sluit 'n hoëspanningvoorsiening, switseltoerusting en meetinstrumente in. Die hoëspanningvoorsiening verskaf energie aan die switselapparaat wat die werklike onderbreking uitvoer, terwyl die instrumente die onderbreekkenmerke meet en rekord.

2.1.3 Toetsing en Analise van Onderbreekkenmerke
Onderzoek na onderbreekkenmerke vereis die toetsing en analise van parameters soos stroom, spanning en tyd tydens die onderbrekingproses. Hierdie parameters is sleutelaanduiders vir die evaluering van onderbrekingprestasie. Stroom en spanning beskryf die elektriese gedrag tydens onderbreking, terwyl tyd die tydelike dinamika weerspieël. Deur hierdie parameters te analiseer, word kritiese inligting soos veranderingspatrone van onderbrekingstroom en -spanning, onderbrekingduur en algehele prestasie onthul.

2.2 Navorsingmetodes en Toetsopsparing vir Onderbreekkenmerke
Gewone metodes om onderbreekkenmerke van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs te bestudeer sluit konvensionele onderbreektoetse en gevorderde numeriese simulasies in. Konvensionele toetse behels die opstelling van switsel- en laadtoerusting in 'n toetsrig, variasie van voorsieningsparameters (spanning, stroom, ens.), waarneming van oorgangsprosesse tydens onderbreking, en die opname van parameters soos stroom, spanning en tyd vir dataverwerking en -analise. 

In vergelyking met konvensionele toetse bied numeriese simulasies hoër akkuraatheid in die modellering van onderbreekkenmerke. Deur rekenaar-simulasie- en modellerings tegnieke gebruik, los numeriese metodes sleutelfisiese velde—soos elektriese veld, magneetveld, temperatuurvelde, en vloei-veld—tydens onderbreking op, terwyl dit rekening hou met verskeie faktore insluitend stroom, spanning, elektrode-afstand, en omgewingstemperatuur. Verder laat numeriese simulasies toe dat die RMU-ontwerp geoptimaliseer word deur materiaaleienskappe en geometriese konfigurasies aan te pas.
Vir die toetsopsparing kan hoëspannings DC-voorsienings en hoëvermogte kapasiteitsontlaai-eenhede die nodige hoëspanning- en hoëstroom-toestande verskaf. Hoëspoed data-verwerkingstelsels en rekorders word gebruik om onderbreekparameters presies vas te lê. Om herhaalbaarheid en akkuraatheid te verseker, moet die toetsopsparing gekalibreer en gevalideer word.

2.3 Toetsing en Analise van Onderbrekingstroom, Spanning, en Tyd
Toetsing en analise van onderbrekingstroom, spanning, en tyd is 'n belangrike deel van die studie van onderbreekkenmerke.
(1) Toetshoofdoel: Om die onderbreekkenmerke van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs te verstaan deur die toetsing en analise van onderbrekingstroom, spanning, en tyd, evalueren hulle die prestasie onder werklike bedryfsomstandighede, en gee 'n basis vir toerustingbenutting en -verbetering.
(2) Toetstoerusting: Digitaal ammeter, spanningsoversetters, tyd-meetinstrumente, oscilloskoop, en data-verwerkingstelsels word gebruik om akkurate meting van stroom, spanning, en tyd tydens onderbreking te verseker.
(3) Toetsprosedures:

• Onderbrekingstroomtoets: Voer onderbreking uit onder standaard toetsomstandighede, rekord stroomgolwe, en verseker regte verbinding tussen toetstoerusting en die RMU. Meet stroomvariasies deur middel van stroomoversetters en digitaal ammeter.

• Onderbrekingspanningstoets: Op dieselfde wyse, voer onderbreking uit onder standaard omstandighede, rekord spanninggolwe, en meet spanningveranderinge deur middel van spanningsoversetters en digitaal voltmetere.

• Onderbrekingstydtoets: Gebruik tyd-meetinstrumente om die tydsinterval vanaf die begin tot die voltooiing van die onderbrekingoperasie akkuraat te rekord.

• Oorgangsprosesstoets: Gebruik oscilloskoop en data-verwerkingstelsels om oorgangsstroom- en -spanninggolwe tydens onderbreking te vaslê vir die analise van oorganskynmerke.

(4) Data-opname en -analise: Rekord stroomgolwe, spanninggolwe, onderbrekingstyddata, en oorgangsgolwe. Analiseer of die onderbrekingstroom aan ingenieursvereistes voldoen, of die onderbrekingspanning aan spesifikasies voldoen, en of die onderbrekingstydsakkoord gaan met ontwerpmaatstawwe. Evalueer die impak van oorgangsprosesse op toerustingsprestasie en -stabiliteit. Deur die bostaande gedetailleerde toetsprosedures te volg, word alle relevante faktore alomvattend oorweeg om akkurate data-insameling en -indepth-analise te verseker. Resultate word in Tabel 1 getoon.

Tabel 1: Toetsing en Analise van Stroom-, Spanning- en Tydparameters

Deur die analise van Tabel 1, kan die volgende gevolgtrekkings gemaak word:

• Daar is 'n sekere verhouding tussen onderbrekingstroom en voltasie; in die algemeen neem die onderbrekingstroom toe soos die voltasie toeneem.

• Onderbrekings tyd is verwant aan beide stroom en voltasie; hoe hoër die stroom en hoe hoër die voltasie, hoe korter die onderbrekings tyd.

• Tydens toetsing moet aandag gegee word aan die beheer van die bereik van stroom en voltasie tydens onderbreking om onakkuraatheid in toetsresultate, veroorsaak deur waardes wat te hoog of te laag is, te vermy. Ander invloedfaktore, soos omgewingstemperatuur en -vochtigheid, moet ook in ag geneem word.

2.4 Elektromagnetiese Veld Analise Tydens die Onderbrekingsproses
Vir elektromagnetiese veld analise tydens die onderbrekingsproses van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhoofverdeelpaneel, moet 'n toetsetup opgestel word om elektromagnetiese veldmetings en -analise uit te voer. In die eksperiment kan 'n elektromagnetiese veldmeetstelsel opgestel word om die elektromagnetiese veld tydens die onderbrekingsproses te toets en te rekord, soos in Tabel 2 getoon.

Tabel 2: Elektromagnetiese Veld Analise Tydens die Onderbreekproses

Analise van die veranderinge in die elektromagnetiese veld tydens die onderbreekproses, gebaseer op Tabel 2, wys dat die stroom opeens na nul val en die magte van die magnetiese veld ooreenkomstig skerp afneem. Daarna herstel die magte van die magnetiese veld geleidelik na sy toestand voor die onderbreking. Analise van die elektromagnetiese veld kan belangrike verwysingsdata verskaf vir die ontwerp en optimalisering van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle.

3.Analise van Navorsingsresultate oor Boog- en Onderbreekkenmerke
3.1 Data-analise en -verwerking van Parameters tydens Boog- en Onderbreekprosesse
Tydens boog- en onderbreektoetse is parameters soos stroom, spanning en tyd apart gemeet om boog- en onderbreekkenmerke te analiseer. In data-verwerking is statistiese metodes gebruik om die gemiddelde, standaardafwyking en variasiekoëffisiënt vir elke parameter te bereken.

① Boogtoetsdata is geanaliseer en verwerk. Die gemiddelde waardes van boogstroom, spanning en tyd was onderskeidelik 8,5 kA, 4,2 kV en 2,5 ms. Die standaardafwykings en variasiekoëffisiënte is ook bereken om die verspreiding en stabiliteit van die toetse-data te verstaan. Die resultate het gewys dat die standaardafwyking van boogstroom 0,8 kA was met 'n variasiekoëffisiënt van 9,4%; die standaardafwyking van boogspanning was 0,4 kV met 'n variasiekoëffisiënt van 9,5%; en die standaardafwyking van boogtyd was 0,2 ms met 'n variasiekoëffisiënt van 8,0%. Dit dui daarop dat die boogtoetsdata 'n relatief stabiele verspreiding en hoë betroubaarheid gehad het.

② Onderbreektoetsdata is geanaliseer en verwerk. Die gemiddelde waardes van onderbreekstroom, spanning en tyd was onderskeidelik 3,5 kA, 3,8 kV en 3,0 ms. Op dieselfde manier is standaardafwykings en variasiekoëffisiënte bereken. Die resultate het gewys dat die standaardafwyking van onderbreekstroom 0,5 kA was met 'n variasiekoëffisiënt van 14,3%; die standaardafwyking van onderbreekspanning was 0,3 kV met 'n variasiekoëffisiënt van 7,9%; en die standaardafwyking van onderbreektyd was 0,1 ms met 'n variasiekoëffisiënt van 4,4%. Dit dui daarop dat die onderbreektoetsdata relatief minder stabiel en minder betroubaar was.

Op grond van die bogenoemde data-analise kan gevolgtrek word dat die betroubaarheid van boogtoetsdata hoër is as dié van onderbreektoetsdata, moontlik as gevolg van die komplekse elektromagnetiese velde betrokke by die onderbreekproses, wat verdere diepgaande ondersoek vereis. Verder kan die verhouding tussen boog- en onderbreekkenmerke op grond van die toetsdata verder ondersoek word.

3.2 Analise van die Verhouding tussen Boog- en Onderbreekkenmerke
Deur parameters van beide boog- en onderbreekprosesse te analiseer en te verwerk, kan die verhouding tussen boog- en onderbreekkenmerke verder bestudeer word. Beide boog- en onderbreekkenmerke is sleutel Prestasie-indikatore van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle, en die begrip van hul interrelasie kan waardevolle riglyne verskaf vir ontwerp en optimalisering.

Vanuit die perspektief van boog- en onderbreekkenmerke, beïnvloed parameters soos stroom, spanning en tyd die twee prosesse anders. Tydens boogvorming is boogstroom en -duur die primêre parameters, terwyl spanning ook 'n sekere invloed het. Inteendeel, tydens onderbreekking is onderbreekstroom die dominante parameter, met tyd en spanning ook rolle speel. Dus, wanneer die verhouding tussen boog- en onderbreekkenmerke geanaliseer word, moet hul onderskeie sleutelparameters afsonderlik oorweeg word.

Data-analise wys 'n sekere korrelasie tussen boog- en onderbreekkenmerke:

• 'n Toename in boogstroom en -spanning lei tot hoër voortbring van boogafsette en groter energieverbruik tydens boogvorming, wat dus die moeilikheid van onderbreekking verhoog.

• 'n Toename in onderbreekstroom lei tot hoër boogenergie tydens onderbreekking, wat ook die moeilikheid van onderbreekking verhoog.

Verder wys analise van die elektromagnetiese veld tydens boog- en onderbreekprosesse dat elektromagnetiese velde beide prosesse beduidend beïnvloed. Tydens boogvorming oefen die elektromagnetiese veld 'n beperkende krag uit wat boogverspreiding beperk. Tydens onderbreekking genereer die elektromagnetiese veld 'n afstootende krag wat die boog buite duw, wat die onderbreekprestasie beïnvloed.

Hierdie bevindings dui daarop dat boog- en onderbreekkenmerke interrelateer, hoofsaaklik beïnvloed deur hul sleuteloperasionele parameters en die effekte van die elektromagnetiese veld. Dus, in die ontwerp en optimalisering van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle, moet die verhouding tussen boog- en onderbreekkenmerke omvattend oorweeg word, en ontwerpe moet aan spesifieke toepassingsomstandighede aangepas word om optimale prestasie te bereik.

4.Sluiting

Deur die studie van boog- en onderbreekkenmerke van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle, kan gevolgtrek word dat hierdie kenmerke beduidend verskil van dié van tradisionele SF₆-geïsoleerde ringhooftoestelle. Omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs stel strenger eise aan parameters soos stroom, spanning en tyd, wat meer presiese ontwerp en optimalisering benodig. Verder verskil die verspreiding van die elektromagnetiese veld tydens boog- en onderbreekprosesse: tydens boogvorming is die elektromagnetiese veld meer gekonsentreer en intens, terwyl dit tydens onderbreekking meer eenvormig is.

Met die voortdurende uitbreiding van die toepassing van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhooftoestelle, kan toekomstige navorsing fokus op die volgende aspekte:

• Optimalisering van die ontwerp van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs deur middel van simulasie-analise.

• Ondersoek na boog- en onderbreekkenmerke onder verskillende operasie-omstandighede.

• Verkenning van die toepassingspotensiaal van nuwe omgewingsvriendelike gase in geïsoleerde ringhooftoestelle.

In die opsomming is hierdie navorsingsbevindings van groot betekenis vir die voortsetting en optimisering van omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde ringhoofverdeelkastes.