Кои компоненти се состојат во дизајнот на средно-напонски распределбени комутатори во прстеновидна мрежа

Как експерт кој години работел во областа на дизајнирањето на системи за електропоставување, секогаш пазев платформата и практичната примена на опремата за средноволтажна распределба со прстен. Како основно електричко уред во вторичното врвче на системот за електропоставување, дизајнот и перформансата на таквата опрема се директно поврзани со сигурната и стабилна работа на мрежата за електропоставување. Натаму е професионална анализа на критичните точки на дизајнот на опремата за распределба со прстен, комбинирана со индустријски стандарди и инженерски практики.

1. Општа логика на дизајнот и планирање на архитектурата

Дизајнот на јамка за распределба со прстен треба стриктно да се подигнува до оперативните барања на системот за електропоставување и националните стандарди. Треба да се фокусира на случаи на користење, контролирани објекти и карактеристики на основните електрични компоненти за да се изгради систем на функционални единици. Главните прекинувачи веќе се конфигурираат како прекинувачи и прекинувачи за натоварување, а мал број ги користи комбинирани електрични апарати. Во дизајнот, приоритет се дава на комбинирана шема „прекинувач за натоварување + предохранител“ - оваа типа шема има комплексна структура и може да служи како референца за одредување на општата структура, распоред и екстерне димензии на опремата. Други шеми, како што се чисти шеми за прекинувач за натоварување, треба колку што е можно да повторно користат неговиот зреен дизајн за да се постигне стандардизација и универсалност.

На база на горенаведената основа, се изведуваат многу типови на шкафови: шкафови за прекинувач за натоварување, шкафови за комбинирани електрични апарати, шкафови за прекинувачи, шкафови за многу шеми итн. Дизајнот на главната проводна шема треба систематски да разгледа три основни елементи: капацитет за пренос на ток, капацитет за отпор на електрична сила и ефикасност на исипување на топлина:

• Распоред на компоненти: Уметно да се користи затворената електрична сила за да се осигура дека движечките контакти не се повлечат во текот на тестови за динамичка и термичка стабилност, постигнувајќи координација на механички и електрички перформанси.

• Избор на главна шина: Прецизно да се подеси кругла или рамна главна шина според капацитетот за пренос на ток, рационално да се контролира густината на токот и да се балансира преносот на ток и исипувањето на топлина.

• Оптимизација на електричните поврзива: Динамичките и статички контакти, клизащи/фиксни поврзива мора да осигураат ниска контактна отпорност. При поврзување на различни метални проводници, процеси како тенжење и сребрено покривање се користат за потискнување на електрохемиски корозија и елиминација на скриени опасности од неуспех на контакт.

Дизајнот на камерите следи принципот „безбедност прво, прилагодување на процесот и удобно одржување и поправка“: нивоот на заштита не е под IP3X, материјалот за делови (метален/неметален) се избира според потребата, и се конфигурираат уреди за облекчување на притисок и мерки за ограничување на дефектна дуга - при интерни дуги, висок притисок може да се испразни преку каналот за облекчување за да се осигура безбедноста на опремата и личниот состав.

2. Многодимензионални размислувања за дизајнот на изолационата структура

Уредите за прекинување мора да оддржат максималната оперативна напонска вредност и краткосрочни прекосилици (атмосферски и интерни прекосилици) долг период. Изолациониот дизајн треба целиком да ги разгледа факторите како адаптивност на околината, избор на материјали, оптимизација на структурата и контрола на процесот:

(1) Оптимизација на електричното поле и координација на изолација

Формата на проводниците директно влијае на распределбата на електричното поле во шкафот. Во дизајнот, треба да се користат округли медијански жици, кругли жици за главна шина, и формата на динамички и статички контактни седишта, интерни проводници и поддршка на електроди треба да се оптимизираат за да се елиминираат остри точки и рабови, правејќи електричното поле поголемо униформно. Со помош на софтвер за конечен елемент анализ (како ANSYS Maxwell), слабите врски на изолација можат точно да се локализираат. Кроз промена на распоред и оптимизација на структурата (како примената на технологија за штитување), електричното поле може да се униформизира и максималната силата на полето да се намали, подобрувајќи надежноста на изолација.

(2) Логика на примената на многу изолациони медии

• Воздушна изолација: За композитна изолација со воздух како главен елемент, во дизајнот стриктно мора да се следат стандардите за електрична раздалечена и крепна раздалечена да се балансира изолационата перформанса и компактноста на опремата.

• Гасна изолација: Гасно изолирани шкафови најчесто користат SF₆, N₂, сухо компресиран воздух или мешани гаси како изолациони медии (во нископрисионата област). Иако гасната притисница не е висока, дизајнот на затворување е критичен - внимание треба да се падне на промените на компонентите на гасот поради проникнување во текот на долгорочна работа (како проникнување на воздух и излив на изолациони гаси). За гасно наполнети камери без продукти од дугова декомпозиција, содржината на влага мора точно да се контролира: кога номинален притисок ≤ 0.05MPa, тоа треба да биде ≤ 2000μL/L; кога > 0.05MPa, дозволената вредност на содржината на влага се пресметува според наситената парна притисница при -10°C.

• Интерфејс и тврда изолација: Кога тврдите изолациони делови се спојуваат, се користат еластични материјали како силиконска гума за елиминирање на воздушни празнина и подобрување на нивоот на изолација на интерфејс (поврзано со површински притисок, финиш и должина на контакт). Користејќи материјали како епоксидна смола и силиконска гума за лејање и вулканизација и обвивање на високонапонски компоненти, и покривање со земно/полупроводни слој, значително се подобрува нивоот на безбедност, намалува се големината на опремата, и се поедноставува распоредот.

3. Прецизен дизајн на механички пренос и систем за взаемно блокирање

Механичкиот пренос го покрива првенствено механизмот за управување на прекинувачите, прекинувачите, земните прекинувачи и механизми за блокирање на врата. Дизајнот треба да се оптимизира од аспекти како принцип, распоред, начин на делување (притисок/растегнување), широчина, однос на пренос, агол на ход, и механичка ефикасност: поедноставување на структурата, намалување на бројот на делови, и намалување на оперативната сила, постигнувајќи „разумно пренос на сила, надежен пренос, стабилна работа, и удобно одржување и поправка“.

„Петте-предупредби“ за взаемно блокирање е јадрото на осигурување на оперативна безбедност - механичко взаемно блокирање е претпочитано (состои од левери, врски, бариери итн. за формирање на замок, со ясни процедури, интуитивно и надежно); ако компонентите се далеку или е трудно да се имплементира механичко взаемно блокирање, електрично взаемно блокирање се дополнува; интелигентните шкафови можат да се надградат со софтверско програмирање на микрорачунар за взаемно блокирање (користено заедно со механичко взаемно блокирање) за да се изгради вишеслојна система за заштита на безбедноста.

4. Изградба на надежен систем за земање

Дизајнот на земањето треба да покрие двојните барања за „оперативна безбедност“ и „оддржување на грешки“:

• Во текот на одржувањето, прекинувачот за земање може надежно да земи главната шема според регулацијата.

• Долниот фрейм на оболоката е опремен со проводници и терминали за земање при услови на грешка, и шкафовите се поврзани со проводници, со специјална шема меѓу прекинувачот за земање и проводникот за земање.

• Проводниците за земање, поврзани шеми и поврзани шеми меѓу шкафовите мора да оддржат номиналната краткосрочна/врвна оддржувана ток.

• Фреймот, капакот, вратата, делите и другите компоненти се електрично континуирани за да се осигура земната врска на функционалните единици.

• DC напонското паѓање од било која точка на металните делови на оболоката до проводника за земање преку 30A е ≤ 3V, осигурувајќи ефективноста на земањето.

5. Технолошки напредок и насока на развој

Со процесот на трансформација на мрежата за електропоставување и подземнување на каблови, многушемските распределбени единици брзо итерираат кон „миниатуризација, модуларизација и автоматизација“, што го подтикнува иновативниот развој на технологиите на SF₆ и композитна изолација и високоперформантни компоненти. Во иднина, потребно е да се фокусира на надградба на производствените процеси (како прецизна обработка и интегрирани упаковки), оптимизација на кабларските конектори, итерација на ограничителите на ток, истражување и развој на мали механизми за управување, и иновација на помошните компоненти, за да се подобри дизајнот и производството на домашната опрема за распределба со прстен. Развојот на нова генерација на јамки со „полна приспособливост на работни услови, безподдржливост, висока надежност, и миниатуризација“ за да се овозможи автоматизација на распределбата ќе стане клучна насока за индустриски премин.