Analîzî ya Dewamat û Tevgaçûlîya Cihazên Deya Bînivîsanê ya Nîvendî

Wê ke profesyonel dikeşîn da ku bi operasyonên sisteman de rêzgeha elektrîk serparatim, dîtin ku rêzaneya bixwek (MV) yek rola pîvanî di destpêkirina, pîvajoya daqiqan û parastina rêzê de ne. Hevkariyayek ji bo sigortiyan û cihazî çalakdarê ye—her têkilî divê ên hêza rêzê yên guhertin. Ji bo piştguhastina cihazî çalakdar, divê bigihînin optimizasyonên li ser rûsname, anka MV rêzaneyan bixwek bibiribin ve girênaziyên stabil bikin.

1. Pêşnûna Rêzaneya Bixwek

Di pratikam de, MV rêzaneya bixwek derbasda GB 3906—2020 AC Metal-Clad Switchgear and Controlgear for Rated Voltages from 3.6 kV to 40.5 kV: cihazên bi tenê sermetînên metal hatine girtin her wekî lêzerên derdaxistin/derçûn.

Di sisteman de rêzê de, MV rêzaneya bixwek karên herêmî dibikin: gihîstin, pîvajoya daqiqan, destpêkirina rêzê û parastina li ser çavkanî, barkerdan û destpêkirina. Di dema çalakdarî de, min vebijarka wê biguherînim pa mira barxîstên rêzan—lêzera ya jêr/bilind bikin tu werastî bibiribin. Her dema ku têkilî di cihazan de ya rêzan ya lîneyan de digihîne, min MV rêzaneya bixwek bikar bimin tu xebitê bikin, ji bo destpêkirina rêzê li ser navçeyan naderast biberin.

2. Pîvanîya Destpêkirina MV Rêzaneya Bixwek

MV rêzaneya bixwek serbaz di sisteman de rêzê de bikar anîn. Bi guhartinên rêzanê ya Çîn û komplikekirina, rêzanê şeşên zaf û berbi îro dikin ji bo mirasên civî. Di pratikam de, tenha bi destpêkirina MV rêzaneya bixwek, divê bi efektivî destpêkirina, pîvajoya daqiqan û parastina bibiribin, ji bo werastî girênaziyên stabil bikin.

Her têkilî ya sigortiyan an çalakdarî ya MV rêzaneya bixwek, sisteman de rêzê destabilize bike, ji bo destpêkirina rêzê hevgirtin. Li ser pirrûb, divê guhertinên serbazan bikerin tu MV rêzaneya bixwek destpêkir bibe, ji bo çalakdarî û parastina girênaziyên.

3. Strategiyên ji bo Destpêkirina MV Rêzaneya Bixwek
3.1 Planîna Serbaz a Struktûra Sermetî

Planîna serbaz a struktûra sermetî yek bingehîn e ji bo destpêkirina MV rêzaneya bixwek, ku min ji bo pratika inzhenerî bikar bimin. Mînak:

• Optimizasyona Cihaza Baranî: Cihazên baranîya tradîsyonî serbaranên baranî yên serlêzgirtîn bikar bînin, lê demê teber û serlêzgirtîn bi serlêzgirtînên D-type bikerin—serlêzgirtî û tensilên wan zaf û nederastî serlêzgirtînên serlêzgirtîn hilan dide, mesele serlêzgirtîn hilan reze.

• Planîna Cihaza Serbaranî: Darbikirina planîna cihaza serbaranî yên sê fesheye di cihazan de guhertinên eddy current, serbestiya elektrîk û serbestiya serlêzgirtîn, ji bo destpêkirina serlêzgirtîn.

În optimizasyonan bi standartên industriyeyê were serbest kirin, ji bo destpêkirina MV rêzaneya bixwek bi mirasên sigortiyan û performansa.

3.2 Planîna Serbaz a Struktûra Serlêzgirtî

Ji bo destpêkirina serlêzgirtî û serbazan MV rêzaneya bixwek, zêdekirina planîna serlêzgirtî pîvanî ye. Di pratika planandînan de, ji bo destpêkirina serlêzgirtî, faktorên din biderbas bînin: cost û parastina çevî.

3.2.1 Zêdekirina Serbaz a Gazên Serlêzgirtî

Di MV rêzaneya bixwek de, gaz SF₆ wekî serlêzgirtîya serbaz bûye. Lâkin, wekî toxîk û GWP (Global Warming Potential) zaf e. Heta CO₂ wekî gaz ên qewam e, gaz SF₆ GWP 23,900 her çend CO₂, ji bo serbazan civî çewtî. Ji bo MV rêzaneya bixwek bi destpêkirina naderast, dizaynê, divê bi N₂ an havî tarîk SF₆ gas bikerin. Gaz N₂ û havî tarîk, serlêzgirtîya 30% SF₆ gas. Tablo 1 serbestiyên N₂, havî tarîk, û SF₆ gas.

Wekî tablo 1, N₂ û havî tarîk gazên nederast, çewtî çewtî çewtî. Tevahî destûrên tarîk, nederastî li ser destûrên normal, heta li ser herêmîên tarîk. Nisbihetî, N₂, wekî parçeyek havî, serbazan kimyasî. Lâkin, N₂ zaf serbazan serbazan serbazan serbazan serbazan serbazan. Ji bo dizayn me N₂, ventilyasyon û parastina serbazan biceribin. Li gorî havî tarîk, serbazan serbazan serbazan. Ji bo serbazan, havî tarîk biceribin SF₆ serbazan serbazan.

Ji bo havî tarîk, serbazan serbazan serbazan. Ji bo 12 kV, serbazan 125 mm. Ji bo testa serbazan, serbazan 125 mm. Ji bo havî tarîk, serbazan serbazan.

3.2.2 Zêdekirina Voltage Breakdown di Gas Gapan de

Di dema planandînan de, ji bo destpêkirina serbazan MV rêzaneya bixwek, voltage breakdown di gas gapan de zêde bikin, metoda serbazan:

• Zêdekirina serbazan electric field di MV rêzaneya bixwek de. Ji bo zêdekirina serbazan electric field, electrode shape optimize bikin an space charges bikin. Ji bo serbazan electric field, barrier biceribin.

• Serbazan ionization process di havî tarîk de. Ji bo MV rêzaneya bixwek, pressure zaf bikin ionization process di havî tarîk de. Anka, vacuum zaf bikin MV rêzaneya bixwek.

Ji bo pressure zaf an vacuum zaf, tank strength zaf bikin, leak problem serbazan. Ji bo pratika, electrode shape optimize bikin an barrier biceribin electric field serbazan.

3.3 Zêdekirina Serbaz a Parçeyan

Parçeyên serbazan MV rêzaneya bixwek, vacuum circuit breakers, vacuum interrupters, û contacts, serbazan çalakdarî û destpêkirina cihazan, bînin control quality serbazan.

Mînak ABB switchgear. Vacuum interrupters test automatic high-voltage, spiral magnetron device measure internal pressure. After isolation period, second pressure test, results compare sealing performance standards.

In manufacturing, ABB vacuum interrupters require strict environmental and process controls. Produced at CalorEmag's German factory, they are professionally assembled by regional medium-voltage switchgear enterprises before centralized supply. High-performance alloys like Cu-Cr and W-C-Ag are prioritized for component materials to ensure durability.Assembly occurs in dedicated cleanrooms using a "one-time sealing and exhausting" process: under 800°C high temperature, high vacuum is first achieved, followed by simultaneous welding and sealing to guarantee process reliability.

The R&D evolution of vacuum interrupters reflects 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 Rational Planning of Design Validation Tests

After the design of medium-voltage switchgear is completed, experimental validation becomes a critical phase. The actual validation must strictly comply with relevant standards, such as 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.