Design og Anvendelse af Højspændingsgenlukkere: Fokus på 20kV Systemer i Indonesien og Vietnam

1. Introduktion

I det moderne strømnetværk infrastruktur spiller højspændingsafbrydere en afgørende rolle i forbedring af strømforsyningens pålidelighed og effektivitet. Dette er især vigtigt i regioner som Indonesien, der har et stort og komplekst strømforsyningsnetværk, der spænder over mange øer, samt Vietnam, med dets udviklende kyststrømsystemer. 20kV spændingsniveau, der falder inden for den mellemhøje spændingsklasse, anvendes bredt i bygitter, industrielle strømforsyninger og visse højspændingsoverføringslinjer på grund af dens fordele i hensyn til effektivitet i strømoverførsel og kostnadseffektivitet.

2. Funktion og betydning af højspændingsafbrydere

En højspændingsafbryder er en intelligent skaberværktøj brugt i automatisering af strømforsyningsnetværk. Den har evnen til "selvførende" at registrere fejlstrømme, afbryde dem inden for en given tid og udføre et bestemt antal genafslutninger. Når der opstår en kortslutningsfejl i linjen, opererer afbryderen for at åbne og lukke ifølge en forudindstillet rækkefølge og tidsinterval. I tilfælde af en permanent fejl, efter gennemførelse af den forudbestemte operationssekvens og hvis genafslutningen mislykkes, vil den låses i den åbne cirkuittilstand, isolerer den defekte sektion. Når fejlen er løst, kræves normalt en manuel nulstilling for at frigive låsen. For midlertidige fejl vil de efterfølgende åbnings- og lukningsoperationer blive afsluttet, når en genafslutning lykkes, og efter en vis forsinkelse vil den returnere til den oprindelige indstillede tilstand, forberedt på den næste potentielle fejl.

I Indonesien, med dets storstilrede strømnetværk, der dækker et stort område, er højspændingsafbrydere afgørende for hurtig genoprettelse af strømforsyningen efter fejl, reduktion af strømafbrydelsestid og forbedring af den samlede pålidelighed af strømforsyningen. Ligeså i Vietnams kystområder, hvor miljøfaktorer som fuktighed og salt-fog kan være en udfordring for strømnetværket, hjælper afbrydere med at opretholde stabil strømforsyning.

3. Designovervejelser for 20kV højspændingsafbrydere
3.1 Elektrisk ydedesign
3.1.1 Nominel spænding og -strøm

For 20kV afbrydere er den nominelle spænding designet til at være 20kV for at matche netværkets spændingsniveau. Den nominelle strøm skal fastsættes baseret på den faktiske belastningsstrøm i det strømnetværkssektion, hvor den installeres. I industriområder i Indonesien eller Vietnam med højkraftapparater kan en højere-nominel strøm afbryder være nødvendig for at sikre normal drift under tung belastning.

3.1.2 Fejlafbrydningskapacitet

Afbryderen skal have tilstrækkelig fejlafbrydningskapacitet for at afbryde store kortslutningsstrømme. I et 20kV system kan kortslutningsstrømme nå flere kiloamper. Designet bør tage højde for de værste kortslutningsscenarier i det lokale strømnetværk, såsom trefas kortslutninger nær strømkilden. For eksempel, i et typisk 20kV industriel distributivnet i Indonesien, kan kortslutningsstrømmen være omkring 20-30kA, så afbryderen bør være designet til at afbryde sådanne strømme sikkert og pålideligt.

3.2 Mekanisk design
3.2.1 Driftsmekanisme

Driftsmekanismen for afbryderen bør være højt pålidelig og i stand til at klare hyppige operationer. Fjeder- eller permanentmagnet-driftsmekanismer anvendes ofte. I de hårde miljøforhold i Vietnams kystområder kan en godt forseglet og korrosionsbestandig permanentmagnet-driftsmekanisme foretrækkes. Den kan sikre stabil drift selv i tilstedeværelse af salt-fog og høj fuktighed, hvilket reducerer risikoen for mekaniske fejl pga. korrosion.

3.2.2 Kontaktsystem

Kontaktsystemet for afbryderen er afgørende for dens ydeevne. Højkvalitets kontaktmaterialer med god elektrisk ledningsevne og anti-bueegenskaber vælges. For 20kV afbrydere bruges materialer som kobber-volframlegemer ofte. Kontaktdesignet bør sikre god kontaktpres for at minimere kontaktmodstand og undgå overophedning under normal drift. Desuden bør kontaktsystemet kunne klare de høje energibuer, der dannes under fejlafbrydende operationer, med lang levetid.

3.3 Isolationsdesign
3.3.1 Isoleringsmaterialer

I 20kV afbrydere vælges passende isolationsmaterialer baseret på driftsmiljøet. I Indonesiens tropiske klima med høj fuktighed anvendes materialer med fremragende fugtbestandige isolationsegenskaber, som epoxihars, bredt. Epoksy-har-baserede isolationer kan effektivt forhindre elektrisk nedbrydning forårsaget af fugtopsugning. I Vietnams kystområder, med hensyn til den ekstra faktor af salt-fog, kan specielle salt-fog-bestandige isolationsbelægninger anvendes på isolationsmaterialerne for at yderligere forbedre deres isolationsydeevne.

3.3.2 Isolationsstruktur

Isolationsstrukturen for afbryderen er designet for at sikre tilstrækkelig elektrisk isolationsafstand og modstå den nominelle spænding og midlertidige overspændinger. For eksempel, designet af isolationen mellem de levende dele og jordede dele bør overholde relevante internationale og nationale standarder. I Indonesien bør afbryderdesignet opfylde SNI 04-0225-standardens krav, som specificerer de minimums isolationsafstande og modstandsdygtighedsniveauer for højspændings elektriske udstyr.

4. Overholdelse af standarder: IEC 60068-2-52 og SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

IEC 60068-2-52-standarden er relevant for afbrydere i forhold til miljøtest. I konteksten af Vietnams kystområder skal afbrydere opfylde standardens krav vedrørende modstand mod salt-fog-korrosion. Denne standard fastsætter specifikke testmetoder og acceptkriterier for udstyr, der er udsat for salt-fog-miljøer. For eksempel, afbrydere skal gennemgå en vis periode af salt-fog-sprøjtingstests, og efter testen, skal deres elektriske og mekaniske ydeevne stadig opfylde de angivne krav. Overholdelse af denne standard sikrer, at afbryderne kan fungere pålideligt i Vietnams hårde kystmiljø.

4.2 SNI 04-0225

I Indonesien er SNI 04-0225-standarden af stor betydning for højspændings elektriske udstyr, herunder afbrydere. Denne standard dækker aspekter som elektrisk sikkerhed, isolationskrav og mekanisk ydeevne. Afbrudere, der er designet til den indonesiske marked, skal overholde spændingsmodstands-testkravene, der er angivet i denne standard. For eksempel, isolationen af afbryderen skal kunne modstå de angivne AC og DC spændingstests uden nedbrydning, hvilket sikrer sikkerheden for personale og udstyr i strømnetværket.

5. Specielle krav til afbrydere i Indonesien og Vietnam

5.1 Indonesien
5.1.1 Øbaseret strømnetværk

Indonesiens strømnetværk er karakteriseret ved sin enorme udstrækning over mange øer. Afbrudere skal være designet til let installation og vedligeholdelse i fjerne øområder. Kompakte afbrydere med selvstændige drifts- og kontrolsystemer foretrækkes. Disse afbrydere kan nemt transporteres til øer og installeres på stolper eller i små transformerstationer. Desuden, på grund af ofte begrænset strømforsyningskapacitet på nogle øer, bør afbrydere kunne fungere effektivt med relativt lav effekt auxiliary power sources.

5.1.2 Tropisk klima

Det tropiske klima i Indonesien, med høje temperaturer og fuktighed hele året igennem, stiller udfordringer for afbryderernes ydeevne. Afbruderdesignet bør inkludere effektive varmeafledningsforanstaltninger. For eksempel, ved at bruge varmeledende materialer i beholderen og designe passende ventilationskanaler for at forhindre overophedning af interne komponenter. Desuden bør valget af materialer tage højde for deres modstand mod fugtinduceret korrosion for at sikre lang levetid.

5.2 Vietnam (kystområder)
5.2.1 Salt-fog og fuktighed

I Vietnams kystområder er den høje koncentration af salt-fog i luften og høje fuktighedsniveauer store bekymringer. Afbrudere skal være højt resistente mod salt-fog korrosion. Som nævnt tidligere, hjælper overholdelse af standarder som IEC 60068-2-52 i denne henseende. Uden for brug af korrosionsbestandige materialer, bør afbruders beholder have høj beskyttelsesgrad, som en IP68-rangeret beholder. En IP68-rangeret afbryder i Vietnams kystområder kan forhindre indtrængen af saltvand og støv, hvilket sikrer pålidelig drift selv i de hårdeste kystforhold.

5.2.2 Stærke vind- og stormforhold

Kystområder i Vietnam er også udsat for stærke vind- og stormhændelser. Afbrudere skal være designet til at klare stærke vinde. Deres installationsstrukturer skal være robuste, og beholderen skal kunne modstå indslag fra flyvende affald under storme. For eksempel, kan afbryderen installeres på en stærk stolpe med passende guy-wires, og beholderen bør være lavet af slagfast materiale.

6. Konklusion

Designet af højspændingsafbrydere til 20kV-systemer i Indonesien og Vietnam, især i Vietnams kystområder, kræver omhyggelig overvejelse af forskellige faktorer. Fra elektrisk og mekanisk ydeevne til isolationsdesign, og overholdelse af internationale og nationale standarder som IEC 60068-2-52 og SNI 04-0225. Opfyldelse af de specifikke miljø- og strømnetværkskrav i disse regioner, som øbaseret strømnetværk og tropisk klima i Indonesien, og salt-fog, fuktighed, stærke vindforhold i Vietnams kystområder, er afgørende for at sikre pålidelig drift af strømnetværket. Vel designede afbrydere kan betydeligt forbedre strømforsyningens pålidelighed, reducere strømafbrydelsestid og understøtte stabilt udvikling af strømbranche i disse regioner. Da strømnedsætningerne i Indonesien og Vietnam fortsætter med at vokse, vil kontinuerlig innovation og forbedring i afbryderdesign være afgørende for at møde fremtidens udfordringer i strømnetværksdrift.