Ontwerp van Betroubare 24kV Lug- en Gasgeïsoleerde Toerusting

Tans is 'n oomblik, China se middelspanningsverdeelnetwerke werk hoofsaaklik by 10kV. Met die vinnige ekonomiese ontwikkeling het kragladinge geskyt, wat steeds meer die beperkings van bestaande kragverskaffingsmetodes blootgestel. As gevolg van die uitsonderlike voordele van 24kV hoogspanningskiesskakels om hoër ladingkapasiteitsbehoeftes te bevredig, het dit stil swaar geword in die bedryf. Na die Staatsnetkorporasie se "Kennisgewing oor die Promosie van die 20kV Spanningsvlak", het die 20kV spanningsklas 'n vinnige opklim sien.

As 'n kritieke produk vir hierdie spanningsvlak, het die struktuur en isoleringontwerp van 24kV hoogspanningskiesskakels fokuspunte in die bedryf geword. Volgens die kragbedryfstandaard "Algemene Tegniese Vereistes vir Hoogspanningskiesskakels en Beheersapparatuur" (DL/T 593-2006), word spesifieke isoleringsvereistes duidelik gedefinieer. Die isoleringsvereistes vir 24kV produkte is as volg:

Minimum lugafstand (tussen fase, fase-aarde): 180mm; Wisselspanning verdraagsaamheid (tussen fase, fase-aarde): 50/65 kV/min, (oormiddelvlakse insulatieweë): 64/79 kV/min; Donderimpuls verdraagsaamheid (tussen fase, fase-aarde): 95/125 kV/min, (oormiddelvlakse insulatieweë): 115/145 kV/min.

Let wel: Data aan die linkerkant van die skuinsstreep is van toepassing op sterk gegronde neutrale stelle, terwyl data aan die regterkant van toepassing is op stelle met 'n neutrale grond deur 'n boogdempingsspoel of ongegronde.

24kV hoogspanningskiesskakels kan volgens isoleringsmetode ingedeel word in luggeïsoleerde metalomhulde kiesskakels en gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels. Luggeïsoleerde metalomhulde kiesskakels vir 24kV, veral die middelgeplaatste uittrekbare tipe (hierna verwys as 24kV middelgeplaatste kiesskakels), het 'n kritieke ontwerpfokus geword. Hierdie artikel bespreek verskeie aanbevelings oor die struktuur en isoleringontwerp van 24kV middelgeplaatste kiesskakels en gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels, gebied vir verwysing en kommentaar.

1. Ontwerp van 24kV Middelgeplaatste Kiesskakels

Die tegnologie vir 24kV middelgeplaatste kiesskakels kom hoofsaaklik van drie bronne: Eerstens, 'n opwaartse graad van die 12kV KYN28-12 produk deur direkte vervanging van insulatie-verwante komponente. Tweedens, buitelandse middelgeplaatste produkte wat die inheemse mark binnetreed, soos dié van ABB en Eaton Senyuan. Derdens, selfstandig ontwikkelde 24kV middelgeplaatste kiesskakels binne China. Die derde kategorie, ontwerp spesifiek vir China se bestaande tegniese omstandighede en vereistes, is die mees mededingende op die mark. Daarom moet tydens sy ontwerp die algehele produkstruktuur en isoleringontwerp volledig oorweeg word, soos hieronder gedetailleer:

1.1 Gelykehoeve kabinetstrukturering en driehoekige busbalraanskikking

Die meeste 12kV middelgeplaatste kiesskakels gebruik 'n struktuur wat vooraan hoër is en agteraan laer, met die driefase busbars in 'n driehoekige (delta) konfigurasie, en die instrumentkamer as 'n verwyderbare, onafhanklike struktuur. As hierdie metode gebruik word vir 24kV middelgeplaatste kiesskakels, kan dit duidelik nie die minimum lugafstandvereiste van 180mm bevredig nie. Daarom moet 24kV middelgeplaatste kiesskakels 'n gelykehoeve kabinetontwerp gebruik, met die instrumentkamer geïntegreer in die hoofkabinet.

Die kabinethoogte moet gepas verhoog word na 2400mm, wat meer spasie bied vir die busbar- en skakekompartemente. Die busbar muurboorgangers moet in 'n driehoekige konfigurasie gerangskik word. Hierdie benadering bevredig nie net die lugafstandvereistes nie, maar onderdruk ook effektief en verdraag elektromagnetiese kragte, verbeter busbar hitte-afvoer, en verhoog isoleringbetroubaarheid.

1.2 Rasionele ontwerp van kiesskakelbreedte

Vanuit die perspektief van isoleringbetroubaarheid is lugisolering die mees betroubare metode; as die minimum isoleringafstand verseker is, kan isolering volledig verseker word. Indien 'n volledig luggeïsoleerde ontwerp oorweeg word, moet die teoretiese breedte van 'n 24kV kiesskakel 1020mm wees. Echter, in werklike produksie kies die meeste vervaardigers 'n kabinetbreedte van 1000mm, wat die gebruik van saamgestelde isolering noodsaak. Gewoonlik word hitte-sinkslang toegepas op die busbars, en SMC (Sheet Molding Compound) insulatieweë geïnstalleer tussen fases en tussen fase en aarde om isolering te verhoog.

1.3 Ontwerp vir eenvormige elektriese veldverdeling

Toetsing bewys dat hoe hoër die spanningsvlak, hoe hoër die plaaslike elektriese veldsterkte tydens wisselspanning verdraagsaamheidstoetse, soms vergezeld gaan met merkbare korona-ontladingsgeluide. Volgens voorskrifte, as daar geen stoornisontlading plaasvind nie, word die toets as geslaag beskou. Echter, hoë plaaslike elektriese veldsterkte kan die produk se vermoë om oorspannings tydens normale operasie te verdra, beïnvloed.

Daarom moet produkontwerp prioriteit gee aan die bereiking van so eenvormige elektriese veldverdeling as moontlik, plaaslike veldkoncentrasie vermied. Uit praktiese ondervinding is dit effektief om geleiders te vorm om 'n eenvormige veld te bereik. Vir die afgesnyde einde van busbars, gebruik 'n vormende fresee om die einde in rondhouers te maak. Vir die busbar-einde binne die kontakdoos, vorm dit eers in 'n halfronde vorm, dan fresee dit in 'n rondhouer. Waar moontlik, installeer 'n metaal afskermkap buite die skakebloem-kontakte van die skakebloem, of giet 'n metaal afskermnet in tydens die gieten van die kontakdoos. Hierdie maatreëls kan effektief eenvormige elektriese veldverdeling bewerkstellig, veldpieke onderdruk, en verdere isoleringsvlakke verbeter.

1.4 Gebruik van insulatiemateriaal met lang kruipafstand

Insulatiemateriaal soos muurboorgangers, kontakdoosse, en ondersteunende isolators moet verhoogde schuurpligte en voldoende kruipafstand hê om die isoleringsvereistes van 24kV te bevredig. Veral in die ontwerp van kontakdoosse, moet 'n metaal afskermnet bygevoeg word, en die innerlike holte moet 'n tongagtige struktuur gebruik om die probleme inherent aan ringstrukture, wat nie effektief kondensasie en die resultante besoilingstapelop tydens operasie kan onderdruk nie.

2. Ontwerp van 24kV Gasgeïsoleerde SF6 Ringhoofskakels

Buitelandse 24kV gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels het vroeg begin; maatskappye soos Siemens en ABB het hulle in die vroeë 1980's bekendgestel. Dit is omdat baie buitelandse lande 24kV as die primêre middelspanningsverdeelspanning gebruik. Hul produkte is tegnologies gevorderd, hoogpresterend, en hoogs betroubaar. Inheemse 24kV gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels het slegs in onlangse jare ontwikkel. Beperk deur verskeie omstandighede, is produkte steeds in die navorsing, ontwikkeling, en toetsfasies.

Gevolgtrekking van die gevorderde aard van 24kV gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakeltegnologie, moet hul struktuur en isoleringontwerp op volwasse buitelandse ervaring fokus. Die volgende is verskeie aanbevelings oor produkstruktuur en isoleringontwerp:

2.1 Fokus op strukturele rasionaliteit

Aangesien alle levende dele en skake in 24kV gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels in 'n roestvrystael omhulling gevul met SF6 gas gesluit is, is hulle kompak. In strukturele ontwerp moet die isoleringssterkte en vochtigheid van die insulerende gas volledig oorweeg word om die kabinetdimensies rasioneel te ontwerp. Die eenheid moet volledige funksionaliteit hê, maklik bedienbaar wees, en 'n eenvoudige struktuur hê.

2.2 Uitbreidbaarheid van konfigurasies

Konfigurasieontwerp moet uitbreidbaarheid hê. Tot 'n sekere mate hang die gehalte van 'n produk en sy potensiaal vir wydverspreide aanvaarding af van sy konfigurasiebuigsamheid. 'n Gestandaardiseerde, modulaire ontwerp laat links- en regsuitbreiding toe.

2.3 Betroubaarheid van isoleringontwerp

Die primêre risiko vir 24kV gasgeïsoleerde SF6 ringhoofskakels is die degradasie van isoleringprestasie. Faktore wat tot isoleringdegradasie lei, sluit in: SF6 gaslek; polimeriese insulatiemateriaal of sigtingsmateriaal het 'n sekere permeabiliteit vir verskillende gasse (soos waterdamp), wat onaanvaarbare kondensasie op die binnekant van die behouer veroorsaak; beheer van waterdampinhoud in die SF6 gas; en barste in insulerende komponente.

Om isoleringdegradasie te voorkom, moet ooreenkomstige maatreëls geneem word, soos: vervaardiging van die gasbehouer uit roestvrystaal deur middel van volledige laswerk, sonder enige gesigde openinge; maak kabelverbinding boorgangers uit epoxy gegoten resine en las dit integraal aan die behouer; verhoog die gasbehouer se sigting om waterdamp-permeasie te minimeer; meet waterdampinhoud gereeld met 'n SF6 waterdampmeter, plaas 'n gepaste hoeveelheid droogmiddel in die gesigde behouer, en bak alle komponente streng volgens gespesifiseerde temperatuur en tyd; wanneer SF6 skakelapparatuur geëvakueer en gelaa word, skoon die laai-lyne met hoë puurheid N2 of SF6 gas; en minimeer interne meganiese spanning in insulerende komponente om veroudering en barste te voorkom. Hierdie maatreëls sal effektief isoleringbetroubaarheid verbeter.

3. Konklusie

Alhoewel die struktuur en isoleringontwerp van 24kV hoogspanningskiesskakels op 12kV kiesskakels gebaseer is, is die vereistes baie hoër. Verder, as gevolg van onvoldoende praktykervaring, moet alle beïnvloedende faktore volledig oorweeg word tydens die ontwerpproses om produkstandaarde te bevredig.