Watter komponente maak die ontwerp van mediumspanningsringnetverdeelkastes op?

As 'n spesialis wat jare lank die veld van kragstelselontwerp betrek was, het ek altyd aandag geskenk aan die tegnologiese evolusie en toepassingspraktyk van middelspanningsringhooftoerusting. As 'n kern elektriese toerusting in die sekondêre verspreidingskakel van die kragstelsel, is die ontwerp en prestasie van sulke toerusting direk verbind met die veilige en stabiele operasie van die voorsieningnetwerk. Die volgende is 'n professionele analise van die sleutelontwerppunte van ringhooptoeerusting, gekombineer met industrieëstandaarde en ingenieurspraktyk.

1. Algemene Ontwerplogika en Argitekturebeplanning

Die ontwerp van ringhooptoerusting moet streng ooreenstem met die bedryfsvereistes van die kragstelsel en nasionale standaarde. Dit moet fokus op gebruikstoestande, beheersobjekte en die kenmerke van kern elektriese komponente om 'n funksionele eenheidstelsel te bou. Die hoofskake word hoofsaaklik as skake en belastingskake geconfigureer, en 'n klein aantal maak gebruik van gekombineerde elektriese toerusting. Tydens die ontwerp word voorrang gegee aan die “belastingskaak + veer” gekombineerde skema—hierdie tipe skema het 'n komplekse struktuur en kan as verwysing dien vir die bepaling van die algemene struktuur, indeling en buitermate van die toerusting. Ander skemas, soos puur belastingskaak skemas, moet so veel as moontlik sy volwasse ontwerp hergebruik om standaardisering en universeelheid te bereik.

Gebaseer op die bostaande grondslag, word verskeie tipes kaste afgelei: belastingskaak kaste, gekombineerde elektriese toerusting kaste, skake kaste, multi-skema kaste, ens. Die ontwerp van die primêre geleideroute moet sistematies drie kern elemente oorweeg: stroomdraend vermogen, elektriese kragverdraagsaamheid, en warmte-afvoereffektiwiteit:

• Komponentindeling: Gebruik vaardig die sluitende elektriese krag om te verseker dat die beweeglike kontakte nie terugtrek tydens die dinamiese en termiese stabiliteitstoetse nie, om die koördinering van meganiese en elektriese prestasie te bereik.

• Busbaarseleksie: Pas presies ronde of plat busbare toe volgens die stroomdraend vermogen, beheer redelik die stroomdigtheid, en balanseer stroomdraend en warmte-afvoer.

• Elektriese Verbindingsoptimalisering: Die dinamiese en statiese kontakte, glij/fiks verbindinge moet verseker dat daar lae kontakweerstand is. Wanneer verskillende metaalgeleiders verbind word, word prosesse soos tinne en silwerplate gebruik om elektrokemiese corrosie te onderdruk en die skadelyke potensiaal van kontakfoute uit te skakel.

Die ontwerp van kompartemente volg die beginsel van “veiligheid eerste, prosesadaptasie, en gemaklike bedryf en instandhouding”: die beskermingsvlak is nie lager as IP3X, die skeepmateriaal (metaal/niet-metaal) word na behoefte gekies, en drukaflaaitoerusting en foutboogbeperkingsmaatreëls word geconfigureer—tydens interne boogfoutte kan hoëdruk gas deur die aflaikanaal ontslaan word om die veiligheid van toerusting en personeel te verseker.

2. Multi-dimensionele Oorweginge vir Isolasiestruktuurontwerp

Skakeltoerusting moet vir 'n lang tyd die maksimum bedryfspanning en korttermyn overspanning (atmosferiese en interne overspanning) verdra. Die isolasiestruktuurontwerp moet omvattend oorwegings insluit soos omgewingsaanpasbaarheid, materiaalseleksie, struktuuroptimalisering, en prosesbeheer:

(1) Elektriese Veldoptimalisering en Isolasiemededigting

Die vorm van geleiders het direkte invloed op die elektriese veldverspreiding binne die kast. In die ontwerp moet geronde koperbalks, ronde balkbusbare gebruik word, en die vorms van dinamiese en statiese kontaksteunpunt, interne geleiders, en steun-elektrodes geoptimaliseer word om skerpe punte en rande uit te skakel, om die elektriese veld meer eenvormig te maak. Met die hulp van eindige-elementanalise sagteware (soos ANSYS Maxwell), kan swak isolasiekoppels akkuraat gelokaliseer word. Deur middel van indelingsaanpassing en struktuuroptimalisering (soos die toepassing van skermtegnologie), kan die elektriese veld geëgaliseer en die maksimum veldsterkte verlaag word, om isolasiebetroubaarheid te verbeter.

(2) Toepassingslogika van Meervoudige Isolasiemedia

• Lugisolering: Vir gekombineerde isolering met lug as die hoofliggaam, moet die elektriese afstand en kruipafstand soos deur standaarde gespesifiseer, streng gevolg word in die ontwerp om isolasieprestasie en toerustingkompaktheid te balanseer.

• Gasisolering: Gasgeïsoleerde kaste maak meestal gebruik van SF₆, N₂, droë gekomprimeerde lug, of menggase as isolasie-media (in die lae-druk reeks). Alhoewel die gasdruk nie hoog is nie, is die sigtingontwerp krities—aandag moet geskenk word aan die komponentveranderinge van die gas as gevolg van permeasie tydens langtermynbedryf (soos luginkoms en isolasiegas uitlekgang). Vir gasgevulde kompartemente sonder boogafbraakprodukte, moet die vochtinhoud presies beheer word: wanneer die gestelde druk ≤ 0.05MPa, moet dit ≤ 2000μL/L wees; wanneer > 0.05MPa, word die toelaatbare waarde van vochtinhoud bereken volgens die verzadigde waterstoomdruk by -10°C.

• Interface en Solide Isolering: Wanneer soliede isolerende dele saamgevoeg word, word elastiese materiale soos silikonrubber gebruik om luggapse uit te skakel en die interface-isolasievlak te verbeter (verbandhoudend met oppervlakdruk, gladheid, en kontaklengte). Deur materiale soos epoksi-hars en silikonrubber te gebruik om hoëspanningskomponente te giet en vulkaniseer, en dit met 'n grond/semiesemiconductor-laag te bedek, kan die veiligheidsvlak betydelik verbeter, die toerustingvolume verlaag, en die indeling vereenvoudig word.

3. Akkurate Ontwerp van Meganiese Oordraaistelsel en Interlokkingstelsel

Meganiese oordraaiing sluit skakebedryfsmechanismes, skake, aardingsskake, en deurinterlokking in. Die ontwerp moet vanaf dimensies soos beginsel, indeling, kragmodus (druk/spanning), span, oordraaireël, slaghoek, en meganiese effektiwiteit geoptimaliseer word: vereenvoudig die struktuur, verminder die aantal komponente, en verlaag die bedryfskrag, om “redelike kragdraend, betroubare oordraai, stabiele bedryf, en gemaklike bedryf en instandhouding” te bereik.

Die “vyf-preventing” interlokking is die kern van die versekering van bedryfsveiligheid—meganiese interlokking word verkies (samengestel uit hefbare, verbindingsstae, blokke, ens. om 'n slot te vorm, met duidelike prosedures, intuïtief en betroubaar); indien die komponente ver weg is of meganiese interlokking moeilik om te implementeer, word elektriese interlokking aangevul; intelligente kaste kan mikrorekenaar sagteware-programmering-interlokking (in kombinasie met meganiese interlokking) oorgevoeg word om 'n multi-lvl veiligheidsbeskermingstelsel te bou.

4. Opbou van 'n Betroubare Aardingstelsel

Die aardingontwerp moet die dubbele vereistes van “bedryfsveiligheid” en “foutverdraagsaamheid” dek:

• Tydens instandhouding kan die aardingsskaak die hoofskema betroubaar aarden volgens voorskrifte.

• Die bodemplaat van die omhulsel is toegerus met aardinggeleiders en terminals wat geskik is vir fouttoestande, en die kaste word deur geleiders met mekaar verbind, met 'n spesifieke skema tussen die aardingsskaak en die aardinggeleider.

• Die aardinggeleiders, verbindingskemas, en verbindings tussen kaste moet die gestelde korttermyn/piekverdraagsaamheid stroom dra.

• Die raam, deksel, deur, verdeelwand, en ander komponente is elektries kontinu om die aardingverbinding van funksionele eenhede te verseker.

• Die DC-spanningsval van enige punt van die omhulselmetaaldele tot die aardinggeleider deur 30A is ≤ 3V, om die doeltreffendheid van aarding te verseker.

5. Tegnologiese Evolusie en Ontwikkelingsrigting

Met die transformasie van die kragrooster en kabelondergronding, gaan multi-skemaverspreidingsuneits vinnig na “miniaturisering, modularisering, en outomatisering” evolueer, wat die innoverende ontwikkeling van SF₆ en gekombineerde isolasietegnologieë en hoëprestasiekomponente dreef. In die toekoms moet fokus geplaas word op vervaardigingsprosesopgrades (soos presisieverwerking en geïntegreerde pakketting), optimalisering van kabelverbindinge, iterasie van stroombeperkende veers, navorsing en ontwikkeling van klein bedryfsmechanismes, en innovasie van hulpbronne, om die ontwerp- en vervaardigingsvlak van inheemse ringhooptoerusting te verbeter. Die ontwikkeling van 'n nuwe generasie ringhooptoeerusting met “volledige werkstoestand-aanpassing, onderhoudsvry, hoë betroubaarheid, en miniaturisering” om verspreidingsoutomatisering te bekragtig, sal 'n sleutelrigting vir industriële doorbrake word.