Истражување на карактеристиките на дугови и прекинување на еколошки прифатливи гас-изолирани кола за распределба

Еколошки прифатливи гасни РМУ (RMU) се важна опрема за распределба на енергија во електричните системи, со карактеристики како зеленост, еколошка прифатливост и висока надежност. Во време на работа, карактерistikite на формирање и прекин на дугата значително влијаат на безопасноста на еколошко прифатливите гасни РМУ. Затоа, длабоко истражување на овие аспекти има големо значење за осигурување на безбедна и стабилна работа на системите за енергија. Овој чланок се обидува да истражи карактерistikite на формирање и прекин на дугата на еколошко прифатливите гасни РМУ низ експериментално тестiranje и анализа на податоци, истражувајќи нивните шеми и карактеристики, со цел да донесе теоретска поддршка и техничка насока за истражување и развој на таквата опрема.

1.Истражување на карактерistikite на формирање на дуга на еколошко прифатливи гасни РМУ

1.1 Основни концепти и влијања на еколошките гасови

Еколошките гасови се гасови кои не исцрпувaat озонскиот слој. Чести примери вклучуваат азот (N₂), сух компресиран воздух (без масло и хумидитет) и специјално формулирани нови гасови. Еколошко прифатливите гасни РМУ нудат предности како еколошка прифатливост, безопасност и надежност, затоа широко се користат во системите за енергија. Истражувањето на нивните карактерistikite на формирање на дугата бара разбирање на основните концепти и влијања на еколошките гасови. 

Физички и хемиски својства, молекуларна структура, температура, притисок, влажност и други фактори влијаат на изолационите перформанси и понашањето на формирање на дугата на овие гасови, што мора да се истражи експериментално. Поради тоа, длабоко истражување на основните концепти и влијања на еколошките гасови е неопходно за истражување на карактерistikite на формирање на дугата во еколошко прифатливи гасни РМУ.

1.2 Методи на истражување и тест установка за карактерistikite на формирање на дуга

Истражувањето на карактерistikite на формирање на дуга бара поставување на стандардизиран метод на тестирање и експериментална установка. Методите на тестирање типично вклучуваат електричко тестирање базирано на феномени на дуга и хемиска анализа. Тест установката мора да гарантира повторливиост, точност и безопасност, обично вклучувајќи извор на висок напон, камера за дуга, мерни инструменти и систем за собирање на податоци. Камерата за дуга е критичен компонент, кој симулира реалниот процес на формирање на дуга во еколошко прифатливите гасни РМУ. За ефективно истражување на карактерistikite на дугата, установката мора да дозволи одговарајући нивоа на напон и стрuja и да овозможи реално време запис на параметри како што се напонот на дугата, стрujata, продолжителноста и побочни продукти. Мора да се имплементираат одговарајући мерки за безопасност за спречување на несреќи во време на тестирање.

1.3 Тестирање и анализа на стрujata, напонот и продолжителноста на дугата
Во истражувањето на карактерistikite на дугата, стрujata, напонот и продолжителноста на дугата се клучни параметри. Стрujata на дугата се величината на стрuja која протекува низ областа на дугата во време на дуга; напонот на дугата е потенцијалната разлика низ областа на дугата; а продолжителноста на дугата е временски интервал од почетокот до завршувањето на дугата. Мерењето на овие параметри бара специјализирани инструменти како извори на висок напон, трансформатори за стрuja, трансформатори за напон и цифрови осцилоскопи. Експерименталното тестирање и собирање на податоци за овие параметри во еколошко прифатливите гасни РМУ, следено со анализа на податоци, помага да се откријат тенденции и поврзаности, што ја задлабочува разбирливоста за карактерistikite на формирање на дугата и дава основни податоци за дополнително истражување.

1.4 Анализа на побочни производи во време на дуга
Во време на дуга во еколошко прифатливите гасни РМУ, се генерираат различни побочни производи - како оксиди, флуориди, хлориди и дим, кои можат да представуваат опасност за околината и здравјето на луѓето. Тренутно, две главни пристапи се користат за анализа на побочни производи: експериментална анализа и числен модел. Експерименталната анализа вклучува симулација на процесот на дуга во лабораторија, собирање на узорци на побочни производи и хемиска анализа за детерминирање на видови и распределби на концентрација. Числената симулација користи компјутерски модели за предвидување на распределба на побочни производи и патеки на реакции. 

Аналитички техники како хроматографија, масна спектрометрија и електронски микроскоп се користат во експерименталната анализа. Во числената симулација, методи како анализата на коначни елементи и CFD (Computational Fluid Dynamics) се користат за моделирање на распределба на побочни производи и механизми на хемиски реакции во време на дуга. Резултатите од анализа на побочни производи ја задлабочуваат разбирливоста за хемиските реакции и конверзијата на енергија во време на дуга, што дава теоретска и техничка поддршка за дизајнот и примената на еколошко прифатливите гасни РМУ, како и референтни податоци за мониторинг на околината и безопасност на персоналот.

2.Истражување на карактерistikite на прекин на еколошко прифатливи гасни РМУ

2.1 Основни концепти и влијања на феномени на прекин
2.1.1 Методи на прекинско тестирање
Прекинското тестирање е критичен чекор во истражувањето на карактерistikite на прекин на еколошко прифатливи гасни РМУ. Обично се провежува користејќи конвенционални експериментални методи или числен модел. Конвенционалните методи вклучуваат изградба на платформа за прекинско тестирање и варирање на услови на тестирање (на пример, стрuja, напон) за набљудување на понашањето на прекин и собирање на експериментални податоци. Числената симулација, пак, користи компјутерски модели за симулација на физички феномени во време на прекин, што овозможува брзо генерирање на големи набори на податоци и предвидување на перформансите на прекин.

2.1.2 Тест поставување
За да се изучат карактеристиките на прекинувањето, мора да се дизајнира и конструира специјално тест поставување за прекинување. Овој постав вклучува напонска опрема со висок напон, превклучувачка опрема и мерни инструменти. Напонската опрема со висок напон доставува енергија до превклучувачкиот уред кој ја извршува реалната операција на прекинување, додека инструментите ги мери и записуваат карактеристиките на прекинувањето.

2.1.3 Тестирање и анализа на параметрите на карактеристиките на прекинувањето
Истрожувањето на карактеристиките на прекинувањето бара тестирање и анализа на параметри како што се стројмот, напонот и времето во текот на процесот на прекинување. Овие параметри се кључни индикатори за оценка на перформансите на прекинувањето. Стројмот и напонот го опишуваат електричкото однесување во текот на прекинувањето, додека времето одразува временски динамички елементи. Анализата на овие параметри открива критични информации како што се трендови на варијации на стројмот и напонот во текот на прекинувањето, длабочина на прекинувањето и целосна перформанса.

2.2 Методи на истражување и тест поставување за карактеристиките на прекинувањето
Чести методи за изучување на карактеристиките на прекинувањето на еколошки прифатливи RMU-и со гасова изолација вклучуваат конвенционални тестови на прекинување и напредни нумерички симулации. Конвенционалните тестови вклучуваат поставување на превклучувачка и опрема за отоварување во тест рамна, варирање на параметрите на напонската опрема (напон, стројмот итн.), набљудување на преходни процеси во текот на прекинувањето и записување на параметри како што се стројмот, напонот и времето за обработка и анализа на податоци. 

Споредено со конвенционалните тестови, нумеричките симулации понудуваат повисока точност во моделирањето на карактеристиките на прекинувањето. Користејќи компјутерски симулации и техники за моделирање, нумеричките методи решаваат клучни физички полиња – како што се електрично поле, магнетно поле, температурно поле и поле на проток – во текот на прекинувањето, додека се земаат предвид многу фактори, вклучувајќи ги стројмот, напонот, разликата помеѓу електродите и околна температура. Повеќе од тоа, нумеричките симулации дозволуваат оптимизација на дизајнот на RMU-ите со регулирање на својствата на материјалите и геометриски конфигурации.
За тест поставувањето, напонски DC источници со висок напон и единици за одишнување на капацитори со висок моќ можат да достават потребните услови со висок напон и висок стројмот. Брги системи за собирање на податоци и записувачи се користат за прецизно запишување на параметрите на прекинувањето. За да се осигура повторливост и точност, тест поставувањето мора да се калибрира и потврди.

2.3 Тестирање и анализа на стројмот, напонот и времето на прекинувањето
Тестирањето и анализата на стројмот, напонот и времето на прекинувањето е важен дел од изучувањето на карактеристиките на прекинувањето.
(1) Цел на тестот: Да се разбере карактеристиките на прекинувањето на еколошки прифатливи RMU-и со гасова изолација, тестирајќи и анализирајќи ги стројмот, напонот и времето на прекинувањето, да се евалуира нивната перформанса под реални услови на работа, и да се обезбеди основа за користење и подобрување на опремата.
(2) Тест опрема: Дигитални амперметри, напонски трансформатори, инструменти за мерење на времето, осцилоскопи и системи за собирање на податоци се користат за осигурување на точното мерење на стројмот, напонот и времето во текот на прекинувањето.
(3) Тест процедури:

• Тест на стројмот на прекинувањето: Изведете прекинување под стандардни тест услови, запишете волнови форми на стројмот, и се уверете дека има правилна врска помеѓу тест опремата и RMU-от. Мерете варијациите на стројмот користејќи трансформатори за стројмот и дигитални амперметри.

• Тест на напонот на прекинувањето: На сличен начин, изведете прекинување под стандардни услови, запишете волнови форми на напонот, и ги мерете промените на напонот користејќи напонски трансформатори и дигитални волтметри.

• Тест на времето на прекинувањето: Користете инструменти за мерење на времето за прецизно запишување на временски интервал од почетокот до завршетокот на операцијата на прекинување.

• Тест на преходен процес: Користете осцилоскопи и системи за собирање на податоци за зачувување на преходни волнови форми на стројмот и напонот во текот на прекинувањето за анализа на преходни карактеристики.

(4) Записување и анализа на податоци: Запишете волнови форми на стројмот, волнови форми на напонот, податоци за времето на прекинувањето и преходни волнови форми. Анализирајте дали стројмот на прекинувањето задоволува инженерските барања, дали напонот на прекинувањето се согласува со спецификациите, и дали времето на прекинувањето задоволува дизајн критериуми. Евалуирајте влијанието на преходните процеси врз перформансата и стабилноста на опремата. Кроз горенаведените детални тест процедури, комплексна размисла за сите релевантни фактори осигурува точна собирање на податоци и надворешна анализа. Резултатите се покажани во Табела 1.

Табела 1: Тестирање и анализа на параметрите на стројмот, напонот и времето

Преку анализата на Табела 1, можат да се извлечат следниве заклучоци:

• Постои одредена врска помеѓу прекинатиот ток и напонот; општо, прекинатиот ток се зголемува со зголемување на напонот.

• Времето на прекин е поврзано со токот и напонот; колку што токот и напонот се поголеми, тоа време на прекин е пократко.

• Током тестовите, треба да се обезбеди контрола на опсегот на токот и напонот во моментот на прекин, за да се спречат неточностите во резултатите на тестовите поради премногу високи или нискити вредности. Додека, треба да се имаат предвид и други влијани фактори - како температурата и влажноста на околината.

2.4 Анализа на електромагнетното поле во моментот на прекин
За анализа на електромагнетното поле во моментот на прекин на еколошки прифатливи гасно-изолирани кружни главни агрегати, мора да се постави испитна поставка за извршување на меренја и анализа на електромагнетното поле. Во експериментот, може да се постави систем за меренје на електромагнетното поле за тестирање и запис на електромагнетното поле во моментот на прекин, како што е прикажано во Табела 2.

Табела 2: Анализа на електромагнетното поле во моментот на прекин

Анализа на варијациите на електромагнетното поле во моментот на прекин со основа на Табела 2 покажува дека во моментот на прекин, стројмот брзо пада до нула, а силата на магнетното поле содветно резко опаѓа. Следно, силата на магнетното поле постепено се вратува до состојбата пред прекин. Анализата на електромагнетното поле може да донесе важни референтни податоци за дизајнот и оптимизацијата на еколошки прифатливи гасови изолирани главни јазици.

3.Анализа на резултатите од истражувањето на карактеристиките на дуг и прекин
3.1 Анализа и обработка на параметрите во текот на процесите на дуг и прекин
Во текот на тестовите за дуг и прекин, параметри како што се стројмот, напонот и времето се мерија посебно за да се анализираат карактеристиките на дуг и прекин. Во обработката на податоците, статистички методи се користеле за пресметка на просекот, стандардната девијација и коефициентот на варијација за секој параметар.

① Податоците од тестовите за дуг се анализираа и обработија. Просечните вредности на стројмот, напонот и времето на дуг беа 8,5 кA, 4,2 kV и 2,5 ms, соодветно. Стандардните девијации и коефициентите на варијација се пресметаа за да се разбере распределбата и стабилноста на тестовите. Резултатите покажаа дека стандардната девијација на стројмот на дуг беше 0,8 кA со коефициент на варијација од 9,4%; стандардната девијација на напонот на дуг беше 0,4 kV со коефициент на варијација од 9,5%; а стандардната девијација на времето на дуг беше 0,2 ms со коефициент на варијација од 8,0%. Ова покажува дека податоците од тестовите за дуг имаа релативно стабилна распределба и висока надежност.

② Податоците од тестовите за прекин се анализираа и обработија. Просечните вредности на стројмот, напонот и времето на прекин беа 3,5 кA, 3,8 kV и 3,0 ms, соодветно. Слично, се пресметаа стандардните девијации и коефициентите на варијација. Резултатите покажаа дека стандардната девијација на стројмот на прекин беше 0,5 кA со коефициент на варијација од 14,3%; стандардната девијација на напонот на прекин беше 0,3 kV со коефициент на варијација од 7,9%; а стандардната девијација на времето на прекин беше 0,1 ms со коефициент на варијација од 4,4%. Ова предизвика дека податоците од тестовите за прекин беа релативно помалку стабилни и имаа пониска надежност.

На база на горенаведената анализа на податоците, може да се заклучи дека надежноста на податоците од тестовите за дуг е повисока од таа на податоците од тестовите за прекин, можно поради комплексните електромагнетни полиња во текот на процесот на прекин, што заслужува подетално истражување. Дополнително, врската помеѓу карактеристиките на дуг и прекин може да се испитува дополнително на база на тестовите.

3.2 Анализа на врската помеѓу карактеристиките на дуг и прекин
Кроз анализа и обработка на параметрите од процесите на дуг и прекин, може да се испита дополнително врската помеѓу карактеристиките на дуг и прекин. Карактеристиките на дуг и прекин се клучни показатели на перформансите на еколошки прифатливите гасови изолирани главни јазици, и разбирањето на нивната меѓусебна врска може да донесе вредни насоки за дизајнот и оптимизацијата.

Од гледна точка на карактеристиките на дуг и прекин, параметрите како што се стројмот, напонот и времето влијаат различно на двата процеси. Во текот на дуг, стројмот и продолжителноста на дуг се главни параметри, додека напонот исто така има некој влијание. На според, во текот на прекин, стројмот на прекин е доминантен параметар, со времето и напонот кои исто така играат улога. Затоа, кога се анализира врската помеѓу карактеристиките на дуг и прекин, нивните респективни клучни параметри мора да се разгледаат посебно.

Анализата на податоците покажува некоја корелација помеѓу карактеристиките на дуг и прекин:

• Повисок стројмот и напонот на дуг доведува до повисоко генерирање на производи од дуг и повисок консум на енергија во текот на дуг, што го зголемува трудноста на прекин.

• Повисок стројмот на прекин доведува до повисока енергија на дуг во текот на прекин, што исто така го зголемува трудноста на прекин.

Повторно, анализа на електромагнетното поле во текот на дуг и прекин покажува дека електромагнетните полиња значително влијаат на двата процеси. Во текот на дуг, електромагнетното поле овозможува ограничуваща сила што го ограничува дифузирањето на дуг. Во текот на прекин, електромагнетното поле генерира репелентна сила што го исипува дугот надвор, влијајќи на перформансите на прекин.

Овие пронајдени резултати покажуваат дека карактеристиките на дуг и прекин се меѓусебно поврзани, главно влијано од нивните клучни оперативни параметри и ефектите на електромагнетните полиња. Затоа, во дизајнот и оптимизацијата на еколошко прифатливи гасови изолирани главни јазици, врската помеѓу карактеристиките на дуг и прекин треба да се комплетно разгледа, и дизајнот треба да се прилагоди на специфични применети сценарија за да се постигне оптимална перформанса.

4.Заклучок

Кроз студијата на карактеристиките на дуг и прекин на еколошко прифатливи гасови изолирани главни јазици, може да се заклучи дека овие карактеристики значително се разликуваат од тие на традиционалните SF₆-изолирани главни јазици. Еколошко прифатливите гасови изолирани RMUs налагаат строгоси за параметри како што се стројмот, напонот и времето, потребни за повисоко прецизен дизајн и оптимизација. Дополнително, распределбата на електромагнетното поле во текот на дуг и прекин се разликува: во текот на дуг, електромагнетното поле е повеќе концентрирано и интензивно, додека во текот на прекин, тоа е повеќе униформно.

Како што се продолжува примената на еколошко прифатливи гасови изолирани главни јазици, бидушните истражувања може да се фокусираат на следните аспекти:

• Оптимизација на дизајнот на еколошко прифатливи гасови изолирани RMUs кроз симулација и анализа.

• Истражување на карактеристиките на дуг и прекин под различни услови на работа.

• Истражување на потенцијалот за применување на нови еколошки прифатливи гасови во изолирани главни јазици.

Во кратце, овие истражувачки најдени се од голема значајност за напредок и оптимизација на еколошки прифатливи гас-изолирани количествени единици.