Mitä komponentteja keskihajonnan reitinvaihtoverkkojen kytkinrakenteessa on?

Olkoonkin asiantuntijana, joka on ollut syvästi mukana sähköverkon suunnittelun alalla useita vuosia, aina kiinnittänyt huomiota keski-jänniteen rengasverkkojen jakelulaitteiden teknologiseen kehitykseen ja soveltamiseen käytännössä. Tällaiset laitteet ovat välttämättömiä sähkölaitteita sähköverkon toisessa jakeluasemassa, ja niiden suunnittelu ja toiminta ovat suoraan yhteydessä sähköverkon turvalliseen ja vakaiseen toimintaan. Seuraavaksi esitetään ammattimainen analyysi rengasverkkojen jakelulaitteiden pääsuunnitteluohjeista, yhdistellen alan standardeja ja insinöörimenetelmiä.

1. Yleinen suunnittelulogistiikka ja arkkitehtuurisuunnittelu

Rengasverkon jakelupisteen suunnittelu on tiukasti yhdenmukaistettava sähköverkon toimintovaatimuksiin ja kansallisiin standardeihin. Suunnittelussa on keskityttävä käyttötarkoitukseen, ohjausobjekteihin ja ytimen sähkökomponenttien ominaisuuksiin rakentaa toimivuuden yksikköjärjestelmä. Pääkytkimet ovat pääasiassa kytkimiä ja latauskytkimiä, ja pieni osa käyttää yhdistettyjä sähkölaitteita. Suunnittelussa etusija annetaan “latauskytkimen + sähköjohtimen” yhdistelmälle - tällaisella piirillä on monimutkainen rakenne, ja se voi toimia viitekehyksenä koko laitteen rakenteen, sijoituksen ja ulkoisen mitoituksen määrittelyssä. Muilla piireillä, kuten puhtailla latauskytkimellä varustetuilla piireillä, pitäisi mahdollisimman paljon hyödyntää sen kypsää suunnittelua saavuttaakseen standardoinnin ja yleisyyden.

Tämän perusteella on kehitetty useita erilaisia kaappeja: latauskytkimen kaapit, yhdistettyjen sähkölaitteiden kaapit, kytkimen kaapit, monipiirikaapit jne. Ensimmäisen johtopiiplen suunnittelussa on otettava huomioon kolme ytimeen kuuluvaa elementtiä: virtaylitys, sähkövoiman kestävyys ja lämpövedyn tehokkuus:

• Komponenttien sijoitus: Käytä taitavasti suljetun sähkövoiman voimaa varmistaaksesi, että liikkeellä olevat kosketin ei vetäydy dynaamisten ja lämpöstabiilisten testien aikana, saavuttaen mekaanisen ja sähköisen suorituskyvyn yhteistyön.

• Busbarin valinta: Valitse tarkasti pyöreä tai litteä busbar virtaylityksen mukaan, säädä järkevästi virtatiheyttä ja tasapainota virtaylitys ja lämmönvedyn.

• Sähköisten yhteyksien optimointi: Dynaamiset ja staattiset kosketin, liukuva/kivi yhteydet on varmistettava, että ne tarjoavat matalan kosketin vastusta. Kun yhdistetään erilaisia metallisia johtimia, käytetään prosesseja, kuten tinointi ja hopeistaminen, estääksemme elektrokemiallista korroosia ja poistaaksemme kosketin epäonnistumisen salaperäisen vaaran.

Osastojen suunnittelu noudattaa “turvallisuus ensin, prosessin sopeutus, ja yksinkertainen ylläpito” -periaatetta: suojataso ei ole alle IP3X, osaston materiaali (metalli/ei-metalli) valitaan tarpeen mukaan, ja paineennostovalmiudet ja virhearven rajoittamistoimet on konfiguroitu - sisäisissä virhearveissa korkeapaineinen kaasu voidaan purkaa levityskanavan kautta varmistaaksemme laitteen ja henkilöstön turvallisuuden.

2. Monidimensioiset harkinnat eristysrakenteen suunnittelussa

Kytkimet tarvitsevat kestää maksimaalisen toimintajännitteen ja lyhytaikaisen ylijännitteen (ilmastollinen ja sisäinen ylijännite) kauan. Erityissuunnittelu on harkittava ympäristösopeutuvuuden, materiaalin valinnan, rakenteen optimoinnin ja prosessin hallinnan näkökulmista:

(1) Sähkökentän optimointi ja eristyskoordinointi

Johtimen muoto vaikuttaa suoraan sähkökentän jakautumiseen kaapissa. Suunnittelussa on käytettävä pyöreitä kuparipalkkeja, pyöreitä bussipyöriä, ja dynaamisten ja staattisten kosketin istuimen, sisäisten johtimien ja tukena olevien elektronien muodot on optimoitu poistamaan terävät kulmat, tehdä sähkökenttä tasaisemmaksi. Äärellisten elementtianalyysiohjelmien (kuten ANSYS Maxwell) avulla heikkot eristyslinkit voidaan tarkasti paikannettua. Rakenteen ja suunnittelun optimoinnilla (kuten suojan tekniikan käyttö) sähkökenttä voidaan tasapainottaa ja maksimikentän voima vähennettävä, parantaen eristysluotettavuutta.

(2) Monien eristymedia soveltamislogiikka

• Ilmaeristys: Ilmaeristysperustuksen yhdistetylle eristykselle, täytyy suunnittelussa noudattaa tarkasti standardeissa määriteltyjä sähköisiä välimatkoja ja vierimäetäisyyksiä, tasapainottaen eristystehoa ja laitteen kompaktisuutta.

• Kaasueristys: Kaasueristyskaapit käyttävät pääasiassa SF₆, N₂, kuiva pakattua ilmaa tai sekoitettuja kaasuja eristysmediaan (alipainealueella). Vaikka kaasupaine ei ole korkea, tiiviste suunnittelu on olennaista - huomioon on otettava kaasun osakomponenttien muuttuminen permeaation myötä pitkäaikaisessa toiminnassa (kuten ilman tuleminen ja eristyskaasun leviäminen). Kaasulla täytetyille osastoille, joissa ei ole kaaren hajoamistuotteita, kosteus on tarkasti kontrolloitava: kun nimeltä oleva paine ≤ 0.05MPa, se tulisi olla ≤ 2000μL/L; kun > 0.05MPa, sallittu kosteusarvo lasketaan -10°C:n saturaattiorasvaveden paineen mukaan.

• Rajapinta ja kiinteä eristys: Kiinteän eristysosa yhdistettäessä, käytetään kyynelkaavereita, kuten silikonikumi, poistaaksemme ilmavälin ja parantaaksemme rajapinnan eristystasoa (liittyen pintapaineeseen, puhdastaan ja kosketuspidempään). Käyttämällä materiaaleja, kuten epoxyresiini ja silikonikumi, upotetaan ja vulkanisoitaa sekä pakataan korkean jännitteen komponentteja, ja peitellään ne maanjäähdytetty/semi-konduktivinen kerros, mikä parantaa merkittävästi turvallisuustasoa, vähentää laitteen tilavuutta ja yksinkertaistaa sijoitusta.

3. Tarkka mekaaninen siirtymä- ja lukitusjärjestelmän suunnittelu

Mekaaninen siirto kattaa linkit, kuten kytkimen toimintamekanismeja, katkaisijat, maanjäähdytin ja oven lukitukset. Suunnittelussa on optimoitava mittasuhteista, kuten periaate, sijoitus, voiman tapa (paino/jännitys), laajuus, siirtosuhde, kulma ja mekaaninen tehokkuus: yksinkertaista rakenne, vähennä osien määrää, ja alenna toimintavoimaa, saavuttaen “järkevän voiman, luotettavan siirron, vakauden ja yksinkertaisen huollettavuuden”.

“Viiden suoja” lukitus on ydinvarmuuden varmistamisen ydin - mekaaninen lukitus on suositeltavaa (muodostettu levyn, yhdistävän työkalun, esteen jne. avulla lukitsemaan, selkeä menettely, intuitiivinen ja luotettava); jos komponentit ovat kaukana toisistaan tai mekaaninen lukitus on vaikeaa toteuttaa, lisätään sähköinen lukitus; älykaapit voidaan yhdistää mikrotietokoneohjelmointiin (yhdessä mekaanisen lukituksen kanssa) rakentamaan monitasoisen turvallisuussuojan järjestelmää.

4. Luotettavan maanjäähdytysjärjestelmän rakentaminen

Maanjäähdytysjärjestelmän suunnittelu tarvitsee kattaa “toiminnan turvallisuuden” ja “virheen kestävyyden” kaksoisvaatimukset:

• Huollossa, maanjäähdytin voi luotettavasti maanjäähdyttää pään piirin määräysten mukaan.

• Kotelun pohjarunko on varustettu maanjäähdytysjohtimilla ja terminaaleilla, jotka sopivat virhetilanteisiin, ja kaapit on yhdistetty johtimilla, erityisellä piirillä maanjäähdytyskytkimen ja maanjäähdytysjohtimen välillä.

• Maanjäähdytysjohtimet, yhteydenpiirit ja kaappien väliset yhteydet on kestettävä määräajan lyhytaikaisen/pikku huippujännitteen.

• Runko, kansi, ovi, välikko ja muut komponentit on sähköisesti jatkuvia, varmistaaksemme toiminnan yksiköiden maanjäähdytysyhteyden.

• Jännite pudotus DC-volttilaskennalla mistä tahansa pisteen kotelun metalliosista maanjäähdytysjohtimeen 30A:n kautta on ≤ 3V, varmistaen maanjäähdytyksen tehokkuuden.

5. Teknologian evoluutio ja kehityssuunta

Sähköverkon uudistumisen ja kabeleyden maanalaiseen siirtymisen myötä monipaikkaiset jakeluunit ovat nopeasti iteroituneet “miniaturisaatioon, modulaarisuuteen ja automaatioon”, mikä on edistänyt SF₆ ja kompositieristys-teknologioiden innovatiivista kehitystä sekä suorituskykyisten komponenttien kehitystä. Tulevaisuudessa on keskityttävä valmistusprosessien päivityksiin (kuten tarkka käsittely ja integroitu pakkaus), kaapeliliitosten optimointiin, rajatiedon rajoittavien sähköjohtimien iteraatioon, pieniä toimintamekanismien tutkimukseen ja kehitykseen, sekä apukomponenttien innovaatioon, jotta voidaan parantaa kotimaisten rengasverkon jakeluvarusteiden suunnittelua ja valmistusta. Uuden sukupolven rengasverkon kaappien kehittäminen, jotka soveltuvat “kaikkiin toimintatiloihin, huoltoa vaille, korkeaan luotettavuuteen ja miniaturisaatioon” ja mahdollistavat jakeluautomaation, tulee olemaan keskeinen suuntaus alan läpimurtojen kannalta.