Greining á öryggis- og trúnaðsstöðu miðspaðra spennuskipta

Sem framkvæmda starfsmanni í orkuvirkjunarstýringu, þá skil ég að miðvoltage (MV) flippuborð spila stórt hlutverk í orkudreifingu, mælingu og vernd. Að tryggja öruggleika og áreiðanleika þeirra er mikilvægt – allt misfall getur alvarlega hætt við heilan orkuvirkjunarkerfið. Til að bæta öruggleika, þurfum við að geyma fyrst eftir bestum hugsanlegum útfærslu við hönnun, sem gerir MV flippuborðinu kleift að fullnæga sinni virkni og tryggja stabilitet hagningsnetanna.

1. Skilgreining á Miðvoltage Flippuborði

Í minni starfsferð, merkir MV flippuborð metalleyst flippuborð eins og skilgreint í GB 3906–2020 AC Metalleyst Flippuborð og Stýringarefni fyrir Spennustigi frá 3.6 kV til 40.5 kV: tæki sem er fullkomnlega innlokað með metalleysi nema fyrir inntak/útflutningarleiðir.

Í orkukerfum, gerir MV flippuborð aðalhlutverk: skipting, mæling, dreifing orku og vernd yfir framleiðslu, flutt og dreifingu. Í stýringu breyti ég uppsetningu hans eftir kröfum netanna, tengi eða ótengi tæki/fjöldaleiðir til að halda á staðbundið. Þegar villur koma upp í netatæki eða leiðir, nota ég MV flippuborð til að fljótlega aðskilja vitlaust svæði, svo óhliðruð orkutækning fer fram á óhliðruðum svæðum.

2. Mikið af Tryggju MV Flippuborðs

MV flippuborð eru víðtæklega notuð í orkukerfum. Með útvíkkun kerfa Kínas og fjölmenningu þess, ber nú kerfin þunga hliðar til að uppfylla samfélagskröfur. Eftir reynslu mín, getur MV flippuborð aðeins ef Orrugleiki þeirra er tryggður, vel stýrt dreifingu, mælingu og vernd, þannig að halda á heilu stabiliteti netanna.

Allt misfall eða vandamál í stýringu MV flippuborð mun brottna dreifikerfið, en það mun hæmma orkutækning. Í alvarlegum tilvikum, getur það valdið víðtækum afbrotum, sem geta leitt til stórra fjárhagsleysa í samfélagsframleiðslu. Því er ég að ræsa behovið fyrir auknum Orrugleika MV flippuborða gegnum marglaga aðgerðir, til að tryggja staðbundið virka og stöðu netanna.

3. Aðgerðir til að Bæta Orrugleika MV Flippuborða
3.1 Ræktandi Hönnun á Húskeri

Vísindaleg hönnun á húskeri er grunnur til að tryggja Orrugleika MV flippuborða, sem ég gef fyrstur í verkstjórnarstarfi. T.d.:

• Húnborðs Herbergi Optimalisering: Heimildar húnborðs herbergis hönnun notast við isolatorar á greinunghúnborðum, en dýrka á isolatorum getur valdið flashover riskum. Ég noti D-typa aðalhúnborð í stað, þeirra sterkari og draga betri styrkleikur gerir ekki nauðsynlegt að nota isolatorar, þar með lausn á söfnunar öryggisvandamálum.

• Bushing Hönnun: Útfærsla á þríveldssameiningar bushing hönnun í húnborðs herbergi kemur á móti eddy straum áhrifum, bætir jafnvegi elektrískra reika, og bætir krappradistanci, sem bætir insulats Öryggis.

Þessar hönnun optimaliseringar samræmast bestu venjum á markaði, sem tryggja að MV flippuborð uppfylli öryggis og prestandurequirements í raunverulegri stýringu.

3.2 Ræktandi Hönnun á Insulats Húskeri

Til að bæta örygginu og Orrugleikanum miðlægspenna flippuborða, er styrkandi insulats hönnun erfitt. Í praktískri hönnun, auka þarf að uppfylla insulats kröfur, þarf að taka tillit til kostnaðar og umhverfisverndar.

3.2.1 Ræktandi Val á Insulats Lofti

Í miðspenna flippuborð, hefur SF₆ lofti verið aðal insulats miðill. En það er ekki bara eitilt, heldur hefur það mjög hátt GWP (Global Warming Potential). Ef CO₂ er ghg með hátt GWP, SF₆ lofti hefur GWP 23,900 sinnum hærra en CO₂, sem birtir stór skada á náttúrunni. Fyrir miðlægspenna flippuborð með ekki-kritiskar hættu kröfur, hönnunarmennt, getum við prófað að skipta út SF₆ lofti fyrir N₂ eða torrt loft. Samanburður insulatsprestandu milli N₂, torrt loft, og SF₆ lofti er sýnt í Tafla 1.

Svo sem sýnt er í Tafla 1, N₂ og torrt loft eru ekki-ghg, sem ekki hafa neina áhrif á náttúrunni. Þau hafa lág hítupunkt, sem gerir ekki að beita um líkaning á venjulegum notkun, jafnvel í mjög kalda svæðum. Athugaðu, N₂, sem aðalþáttur í loftsins, hefur stöðug chemikal properties. En of hátt N₂ concentration getur valdið smoff á grundvelli syngaskipta. Þegar hönnun með N₂ sem insulats lofti, þarf að setja upp lofta og skydd vegna. Á móti, notkun torrs lofts sem insulats lofti undanfarna þessar vandamál. Þrough comprehensive comparison, dry air can be adopted to replace SF₆ as the insulating gas in switchgear insulation design.

Þegar notast er við torrt loft sem insulats lofti, þá skal hugsa um hönnun minnstu loftbil. Eftir viðeigandi staðlar, fyrir fastsett spenna 12 kV, ætti minnstu loftbil milli fása og frá fás til jarðar að vera 125 mm. Ef condensation test er gangið, getur minnstu loftbil verið ein smula minna en 125 mm. Notkun torrs lofts sem insulats lofti leyfir að læsa minnstu loftbil.

3.2.2 Bæta Breakdown Voltage í Gas Gaps

Á meðan hönnun ferli, til að tryggja öruggleika og öruggleika miðlægspenna flippuborða, þá skal aukinn breakdown voltage í gas gaps, með ákveðnum aðferðum eins og:

• Bæta elektrísku reikadreifingu í miðlægspenna flippuborðum. Þetta er hægt að ná með að optimalisa elektrodarform eftir raunverulegu ástandi eða nota fullt af pláss skylda til að bæta jafnvegi elektrísku reika. Ef jafnvægi elektrísku reika er mjög slæmt, er aukinn barrar er einn möguleiki.

• Dempa ionization ferli torrs lofts. Þegar notast er við háa pössun í miðspenna flippuborð, getur svakt íonization ferli torrs lofts. Eða nota hávakuum í miðspenna flippuborð, getur náð sama áhrif.

Þegar notast er við háa pössun eða hávakuum, þá er kreist að gas tank strength sé mjög hátt, og lek problemer eru auðveld til að koma í boð í raunverulegri notkun, sem getur leitt til alvarlega áhrifa. Því er í raunverulegri hönnun, aukinn elektrodarform og aukinn barrar í mjög ójafnvegi elektrísku reika eru meira hæfilegar aðferðir til að aukinn breakdown voltage í gas gaps.

3.3 Ræktandi Val á Komponentum

Kjarnakomponentar miðspenna flippuborð, eins og vacuum circuit breakers, vacuum interrupters, og contacts, hafa beint áhrif á tækinu safn og öruggleika, sem krefst striks kvalitetskontroll.

Tökum ABB flippuborð sem dæmi. Vacuum interrupters fara í streng skemmtilegar prufur: sjálfvirk háspennaprufur tryggja insulats styrk, en spiral magnetron tæki mæla innri pössun í lokka full af inert gas. Eftir ákveðið skemmtilegar tíma, er aðrar pössun prufa gerð, og niðurstöður er samanburður til að tryggja sealing performance uppfyllir staðlar.

Í framleiðslu, ABB vacuum interrupters krefst striks umhverfis og ferlis kontrolls. Framleidd í CalorEmag's German factory, eru þeir sérfræðilega skipulögð af svæðis miðspenna flippuborð fyrirtækjum áður en central supply. High-performance alloys eins og Cu-Cr og W-C-Ag eru prioritized fyrir komponentar efni til að tryggja longivity.Skipulagið gerist í sérstökum cleanrooms með "one-time sealing and exhausting" process: undir 800°C há hítu, high vacuum er fyrst náð, gefur síðan samhliða lögmál og sealing til að tryggja ferlis öruggleika.

R&D evolution vacuum interrupters birtir continuous performance optimization: early assemblies exposed to air relied solely on insulating partitions for isolation. Subsequent improvements included insulating sleeves over interrupters and contacts to balance electric fields, followed by integral casting for interrupters and contacts to enhance phase-to-phase insulation and impact resistance, while adopting eco-friendly materials to integrate performance with environmental considerations.

3.4 Ræktandi Planun á Design Validation Tests

Eftir hönnun miðspenna flippuborð er kláruð, verður experimental validation að mikilvægur áfangi. Raunveruleg validation verður að fullnæga við viðeigandi staðlar, eins og GB 3906–2020 AC Metal-Clad Switchgear and Controlgear for Rated Voltages from 3.6 kV to 40.5 kV, GB/T 11022–2020 Common Technical Requirements for High-Voltage AC Switchgear and Controlgear Standards, and GB/T 1984–2014 High-Voltage AC Circuit Breakers.

Key Points for Type Tests

Comprehensive performance verification shall be conducted for the electrical components and auxiliary elements of medium-voltage switchgear to ensure technical parameters meet the requirements. When design processes or production conditions change, type tests must be re-conducted to guarantee equipment safety and reliability. For normally produced equipment, a temperature rise test is typically required every 8 years; mechanical operation tests are carried out to inspect operational performance; meanwhile, safety verification items such as short-time withstand current and peak withstand current tests are also necessary.

Taking ABB medium-voltage switchgear as an example, it has passed experimental validations in multiple countries under the most stringent standards to date, demonstrating exceptional safety and reliability. Take the internal arcing test as an example, which verifies:

• The fixing methods and closed status of switchgear doors, covers, and other components;

• The firmness of fixing dangerous components;

• The structural stability of the equipment casing under combustion or other hazardous scenarios;

• Whether indicators are arranged in compliance with production specifications;

• The completeness of protective measures and the flammability rating of the equipment.
  Only by ensuring the equipment's non-flammability can operational safety be fundamentally guaranteed.

4 Conclusion

As a core component of the power system, the operational reliability of medium-voltage switchgear directly affects grid safety. Therefore, it is essential to strengthen the safety and reliability design of the equipment, strictly optimize technical parameters in accordance with standards, and build a solid safety defense through systematic validation tests, ensuring that medium-voltage switchgear stably performs distribution, protection, and control functions in the power system.