Designing Reliable 24kV Air & Gas-Insulated Gear Construendo Praesidia Aera & Gas-Insulata Fida 24kV

Nunc, rete media tensio decem kilovoltorum (kV) in China praedominat. Celeri economico progressu, onus electricum valde crescit, limitesque existentis modi suppeditandi electricitatem magis et magis manifestantur. Propter eminentes praestantias apparatorum commutatoriarum altae tensionis viginti quattuor kV in satisfaciendo maiori capacitate oneris, haec paulatim in industria adhibetur. Post edictum Corporis Reticuli Statialis "De promotione tensionis viginti kV", usus huius gradus tensionis celeriter ascendit.

Ut productum clavum huius gradus tensionis, structura et design insulantis apparatorum commutatoriarum altae tensionis viginti quattuor kV iam sunt foci in industria. Secundum normam industriae electricae "Communes exigentiae technicae pro apparaturis commutatoriis et aequipmentis controlis altae tensionis" (DL/T 593-2006), specifica insulantia pro apparaturis commutatoriarum distincte definiuntur. Exigentiae insulantiae pro productis viginti quattuor kV sunt sequentes:

Minimum spatium aeris (inter phaseas, inter phaseam et terram): 180mm; Tensio sustinendi frequentia (inter phaseas, inter phaseam et terram): 50/65 kV/min, (inter iuncturas insulantias): 64/79 kV/min; Tensio sustinendi fulminis (inter phaseas, inter phaseam et terram): 95/125 kV/min, (inter iuncturas insulantias): 115/145 kV/min.

Nota: Data sinistra pars slash applicatur systematis neutralis soliditer terre coniuncti, data dextra pars slash applicatur systematibus neutralis terre coniuncti per arcus suppressionis anulus vel non coniuncti.

Apparatus commutatorius altioris tensionis viginti quattuor kV potest categorizari per modum insulantiae in apparatum metallicum inclusum insulantiam aeris et apparatum annularis principale SF6 insulantiam gas. Apparatus metallicus inclusus insulantiam aeris viginti quattuor kV, praesertim typus medius extractibilis (hic deinceps dictus apparatus commutatorius medianus viginti quattuor kV), iam factus est focus clavis design. Hoc articulo discutiuntur pauci consilia circa structuram et design insulantiae apparatorum commutatoriarum medianorum viginti quattuor kV et apparatorum annularis principalis SF6, ob referentiam et commentarium.

1. Design Apparatorum Commutatoriarum Medianorum Viginti Quattuor kV

Technologia apparatorum commutatoriarum medianorum viginti quattuor kV primario venit ex tribus fontibus: Primo, ab upgrade producti KYN28-12 duodecim kV per directam replacementem partium relevantium insulantiae. Secundo, producta media externa intrantia mercatum domesticum, sicut ABB et Eaton Senyuan. Tertio, independenter developata apparatorum commutatoriarum medianorum viginti quattuor kV in China. Tertia categoria, designata specialiter pro existentibus conditionibus technicis et exigentiis in China, est maxime competitiva in mercato. Ergo, in eius design, tota structura producti et design insulantiae debet plene considerari, ut infra detegitur:

1.1 Structura Armarii Equalis Altitudinis et Dispositio Busbar Trianguli

Plurimi apparatorum commutatoriarum medianorum duodecim kV utuntur structura quae est altior in fronte et inferior in retro, cum busbar triphasica disposita in trianguli (delta) configuratione, et compartimentum instrumenti ut structura removibilis, independens. Si hoc methodus utatur pro apparatorum commutatoriarum medianorum viginti quattuor kV, certe non potest minimum spatium aeris requirementem 180mm implere. Ergo, apparatorum commutatoriarum medianorum viginti quattuor kV debet adoptare design armarii equalis altitudinis, cum compartimento instrumenti integratum in armarii principali.

Altitudinem armarii oportet convenienter augeri ad 2400mm, praebens plus spatii pro compartimentis busbar et circuit breaker. Wall bushings busbar debent disponi in trianguli configuratione. Hoc modo non solum implere spatium aeris requirementem, sed etiam efficaciter comprimere et sustinere vires electromagneticas, meliorare dissipationem caloris busbar, et augmentare fiabilitatem insulantiae.

1.2 Design Rationalis Largitudo Apparatorum Commutatoriarum

Ex perspectiva fiabilitatis insulantiae, insulatio aeris est methodus maxime fidelis; tamdiu minima clearance insulantia garantitur, insulatio potest plene assecurari. Considerando design totaliter insulantia aeris, latitudo theoretica apparatorum commutatoriarum viginti quattuor kV debet esse 1020mm. Tamen, in productione actuali, plures fabricantes eligunt latitudinem armarii 1000mm, quod necessitat usum insulantia composita. Generaliter, tubing heat-shrink applicatur ad busbars, et SMC (Sheet Molding Compound) barriers insulantia installantur inter phases et inter phaseam et terram ad augmentandum insulantiam.

1.3 Design pro Distributione Electrici Campi Uniformi

Experimenta probant quod quanto maior sit gradus tensionis, tanto maior sit localis fortitudo campi electrici durante testibus sustinendi tensionis frequentia, aliquotiens cum notabili sonis corona. Secundum regulas, dummodo non occurrit disruptivus emissio, testis consideratur transactus. Tamen, alta localis fortitudo campi electrici potest affectare producti potentiam sustinendi overvoltages durante normali operatione. 

Ergo, design producti debet prioriter assequi distributionem electrici campi quam uniformem possibile, vitando concentrationem localis campi. Ex experientia practica, formare conductores ad assequendum uniformem campum est effectivum. Ad terminos secatos busbar, uti formam milling cutter ad machinandum terminos in angulos rotundos. Ad terminos busbar intra contact box, primum formare in semi-circular shape, deinde machinare in angulum rotundum. Ubi permittit, instaurare metallum shielding cover extra circuit breaker's plum blossom contacts, aut immiscere metallum shielding mesh durante funditione contact box. Haec mensurae possunt efficaciter uniformare distributionem electrici campi, comprimere culmina campi, et ulterius meliorare niveles insulantiae.

1.4 Usus Materialium Insulantium Longo Creepage Distance

Materialia insulantia sicut wall bushings, contact boxes, et support insulators debent habere magnificata sheds et sufficientem creepage distance ad implendam insulantiam viginti quattuor kV. Praesertim in design contact boxes, addi debet metallum shielding mesh, et cavitas interna debet uti lingua-like structure ad vitandam problemata inherentia in ring structures, quae non possunt efficaciter comprimere condensationem et resultantes pollution accumulation durante operatione.

2. Design Apparatorum Annularis Principalis Gas-Insulated SF6 Viginti Quattuor kV

Externi apparatorum annularis principalis gas-insulated SF6 viginti quattuor kV coeperunt tempestive; societates sicut Siemens et ABB introduxerunt eos in principio 1980s. Hoc est quia multi externi naciones utuntur viginti quattuor kV ut principale medium voltage distribution voltage. Eorum producta sunt technologicis advanced, performans, et maxime fideles. Domestici apparatorum annularis principalis gas-insulated SF6 viginti quattuor kV tantum recenti tempore sepesierunt. Limitati variis conditionibus, producta adhuc sunt in stadiis research, development, et testing.

Propter advanced naturam technologiae apparatorum annularis principalis gas-insulated SF6 viginti quattuor kV, eorum structura et design insulantiae debet mutuari maturam externam experientiam. Sequuntur pauci consilia circa structuram et design insulantiae producti:

2.1 Focus in Structurali Rationalitate

Cum omnes partes vivas et commutatores in apparatorum annularis principalis gas-insulated SF6 viginti quattuor kV sint inclusi in stainless steel enclosure pleno SF6 gas, sunt compacts. In design structura, fortitudo insulantia et humiditas insulantia gas debet plene considerari ad rationaliter designandas dimensiones armarii. Unitas debet habere integram functionem, facilem operationem, et simplicem structuram.

2.2 Expandibilitas Configurationum

Design configurationis debet habere expandibilitatem. Ad certum gradum, qualitas producti et potentialitas eius ad widespread adoptionem dependet de flexibilitate configurationis. Standardized, modular design permitte flexibile expansionem ad dexteram et sinistram.

2.3 Fidelitas Design Insulantiae

Principale periculum apparatorum annularis principalis gas-insulated SF6 viginti quattuor kV est degradatio insulantiae. Factores causantes degradatio insulantiae includunt: SF6 gas leakage; polymeric insulation or sealing materials having certain permeability to different gases (such as water vapor), leading to unacceptable condensation on the container's inner walls; control of moisture content in the SF6 gas; and cracks in insulating components.

Ad preventam degradatio insulantiae, correspondentes mensurae capiantur, sicut: manufacturing the gas container from stainless steel using full welding, leaving no sealed openings; making cable connection bushings from epoxy cast resin and welding them integrally to the container; enhancing the gas container's seal to minimize water vapor permeation; regularly measuring moisture content with an SF6 moisture tester, placing an appropriate amount of desiccant in the sealed enclosure, and strictly baking all components according to specified temperature and time; when evacuating and charging SF6 switchgear, cleaning the charging lines with high-purity N2 or SF6 gas; and minimizing internal mechanical stress in insulating components to prevent aging and cracking. These measures will effectively improve insulation reliability.

3. Conclusio

Quamquam structura et design insulantiae apparatorum commutatoriarum altae tensionis viginti quattuor kV basantur super apparatorum duodecim kV, exigentiae multo altiores sunt. Praeterea, propter insufficiens actuale experimentum operativum, omnia influentia debent plene considerari in processu design ad implendos standards producti.