Cari Tətbiqlər və Qalın Dielektrikli Dairəvi Başlıq Bloklarının (RMU) Gelecek İstiqamətləri

1.Orta voltajlı dağıtım ağlarında katı yalıtımlı halka anahtarlama ünitelerinin mevcut uygulama durumu

1.1 Şehir merkezlerinde yaygın uygulama

Orta voltajlı halka anahtarlama ünitelerinin (RMU) temel bileşenleri yük anahtarları ve kuyruk fişleri olmaktadır. Bu üniteler, basit yapı, kompakt boyut ve nispeten düşük maliyet gibi birçok avantaja sahiptir. Ayrıca, güç kalitesini etkili bir şekilde artırır ve elektrik sağlamanın güvenilirliğini ve güvenliğini artırmakta etkilidir. Gözlemler, orta voltajlı RMU'ların maksimum nominal akımının 1250A olduğunu, tipik değerin ise 630A olduğunu göstermektedir. Yalıtım medyasına göre, RMU'lar genellikle hava-yalıtımlı ve SF₆ gaz-yalıtımlı olmak üzere iki türe ayrılır. Bu üniteler, çoğunlukla yük akımlarını kapattırmak, kısa devre akımlarını kesmek ve belirli kontrol ve koruma fonksiyonlarını sağlamak için kullanılır.

1.2 Vakum yük anahtarı RMU'lar güvenilir yalıtım boşlukları sağlar

Hava-yalıtımlı RMU'lar tarafından kullanılan yük anahtarları dört türdür: gaz üretici, sıkıştırılmış hava, vakum ve SF₆. Bunlardan, SF₆ yük anahtarları hava-yalıtımlı RMU'ların başlıca anahtarları olarak hizmet verir. Kapalı kasalarda bulunan yük anahtarları genellikle üç operasyonel pozisyona sahiptir: yük kesme, güvenilir topraklama ve devre izolasyonu.

1.3 Uygulama düzeyi geliştirildi

Genel olarak, RMU'lar kompakt bir tasarıma sahiptir. Bu özellik göz önüne alındığında, çoğu yük anahtarı (genellikle yüksek voltajlı anahtarlar) oldukça basit bir yapıya sahip olup yüksek voltajlı kuyruk fişleri ile donatılmıştır. RMU'ların normal operasyonu çoğunlukla yük anahtarlarına bağlıdır, ancak kısa devre akımları etkili bir şekilde kuyruk fişleri tarafından kesilir. Bu iki bileşenin etkili birleşimi, devre kesicilerin yerine geçmesini en üst düzeye çıkarır, ancak bu değiştirme belirli kapasite aralıklarına sınırlıdır.

2.Katı yalıtımlı halka anahtarlama ünitelerinin gelişim trendleri ve teknik özellikleri

2.1 Kapsül pole teknolojisinin etkili kullanımı

Katı yalıtım için genellikle epoksi reçine ana yalıtım malzemesi olarak kullanılır, vakum ise ark söndürme ortamı olarak hizmet eder. Yük ve akım izolasyonu gibi fonksiyonları etkili bir şekilde gerçekleştirmek için çalışma mekanizması uygun bir şekilde harekete geçirilmelidir, bu da güç dağıtım sisteminin etkili kontrolünü sağlar ve ayrıca ekipman ve personel güvenliğini daha da korur. Katı yalıtım, anahtarlama ekipmanındaki faz-arası yalıtım mesafesini önemli ölçüde azaltır, hava yalıtım boşluğunu 125mm'den birkaç milimetreye düşürür. SF₆ gazı olmadan, geleneksel C-GIS'e kıyasla genel hacim küçülmüş olur. Ayrıca, nispeten basit bir çalışma mekanizmasının kullanılması, parçaların sayısını etkili bir şekilde azaltarak ekipmanın güvenilirliğini artırır.

2.2 Katı yalıtım RMU'larının teknik özellikleri

SF₆ anahtarları ve SF₆ gaz-yalıtımlı RMU'lara sahip hava-yalıtımlı RMU'larla karşılaştırıldığında, katı yalıtım RMU'lar birçok avantaja sahiptir: İlk olarak, kasalama yapısı daha basittir. Basınç kapları, basınç göstergeleri, doldurma valfleri ve diğer gaz ilgili parçaların kaldırılmasıyla, RMU'ların güvenilirliği büyük ölçüde artar, bakım maliyetleri azalır ve anahtarlama ekipmanının çalışma durumu etkili bir şekilde iyileştirilir. İkinci olarak, ana anahtar izole bir bileşene sahiptir, bu da açıkça görülebilir bir kesim sağlar. Katı yalıtım, genellikle epoksi reçine kılıf ve yalıtım tüpleri kullanır. Bu malzemeler, soğuk bölgelerde SF₆ likitleşmesini ve sıcak bölgelerde termal genişlemenin olumsuz etkilerini etkili bir şekilde azaltır, aşırı çevre koşullarında geniş bir uygulanabilirlik gösterir.

3.Katı yalıtım halka anahtarlama ünitelerinde dikkat edilmesi gereken konular

3.1 Yalıtım ve yüzey kaplama teknolojisi

Kismi salınım oluşum mekanizmasına göre, katı yalıtım içindeki iç salınımlar genellikle boşlukların varlığından kaynaklanır. Mevcut kaplama teknikleri genellikle metal kalıpların önceden ısıtılmasını, önceden ısıtılmış parçaların kalıp içine yerleştirilmesini, vakum altında yavaşça enjekte edilmesini ve sertleşmesini içerir. Bu süreç hem verimsizdir hem de pahalıdır. Gaz kabarcıklarının tamamen kaldırılmaması, katı yalıtım içinde çok sayıda boşluk oluşturabilir, bu da işletim sırasında kısmi salınım oluşmasına, uzun vadede yalıtım parçalarının çatlaklaşmasına ve ekipmanın güvenli ve güvenilir çalışmasını etkileyebilir.

Bu nedenle, gelişmiş, yüksek kaliteli ve etkili epoksi reçine kapsülleme teknolojisi getirilmelidir. Ayrıca, yüzey ekranlaması ekipman performansını doğrudan etkilediği için, tasarım ve üretim esnasında yüzey ekranlama sorunu - yani yüzey ekranlama teknolojisi - ele alınmalıdır. yalıtım malzemelerinin yüzeyinin metalleştirilmesinin amacı, katı yalıtım parçaları için güvenilir bir topraklama sağlamaktır, çevre faktörlerinin etkisini minimize etmektir ve ürün performansını artırır. Şu anda, piyasadaki birçok katı yalıtım RMU'nun doğru yüzey işleme eksikliği olduğu için, sağlanan ürünlerde yüksek seviyede kısmi salınım bulunmaktadır.

3.2 İşletme ve bakımı deneyiminin eksikliği

Katı yalıtım RMU'ları, nispeten yeni bir teknolojidir. Elektrik şebekeleri tarafından bilimsel ve makul bir deneme işletim düzenlemesi eksikliği nedeniyle, şu anki toplam işletme hacmi küçük, işletme süresi kısa ve eyalet şebekeleri tam olarak bağlanmamıştır. Örneğin, yüksek sıcaklık, yüksek nem, kıyı, yüksek yağış ve büyük günlük sıcaklık değişimi bölgelerinde pratik sorunlar çözülmelidir. Ülkede kapsamlı çalışma deneyimi biriktirilmeli, katı yalıtım RMU'larına yönelik ve önleyici iyileştirmeler yapılmalı, ürün güvenliği ve istikrarı sürekli olarak artırılmalıdır.

3.3 Katı yalıtım RMU ekipmanının geliştirilmesi

Son yıllarda, Çin'in dağıtım ağının hızlı gelişmesiyle birlikte, dağıtım sisteminin teknik düzeyi önemli ölçüde artmıştır. Orta voltajlı RMU'lar arasında SF₆ gazı yaygın olarak kullanılmıştır. Çin'in şu anki gelişim durumuna göre, SF₆ gazı genel olarak en iyi performansa sahiptir. Ancak, çevre koruma farkındalığının ve doğal korumanın önemini giderek artmasıyla birlikte, RMU'lar üzerinde SF₆ gazının yoğun kullanımı belirli çevresel tehlikeler ve potansiyel insan sağlığı riskleri oluşturmaktadır. Bu nedenle, SF₆ gazlı RMU'ların kullanımını azaltmak ve katı yalıtım RMU'ları teşvik etmek, yüksek voltajlı anahtarlama ekipmanının geliştirilmesi için birincil hedef olacaktır. Yurt içi üreticiler bu eğilimi öngörmüş ve katı yalıtım RMU ürünleri geliştirmeye ve üretmeye yavaş yavaş başlamışlardır.

3.4 Yalıtım modülü yapı tasarımının optimizasyonu

Yalıtım modüllerinin yapı tasarımı, işlevsel, inceleme ve montaj gereksinimlerini karşılamaya ek olarak, malzeme tüketimini azaltmayı ve kalıntı gerilimlerini önlemeyi amaçlamalıdır. Kalıntı gerilimlerin varlığı, katı yalıtım parçalarında iç ve dış çatlaklara neden olabilir, bu da işletim sırasında kısmi salınım ve potansiyel yalıtım çökmesine yol açabilir. Bu nedenle, yalıtım modüllerinin genel yapısı, kalınlığı ve geçişleri üzerinde derinlemesine araştırma yapılması gerekir, ısı verme fikirlerine de dikkat edilmelidir.

3.5 Ekranlama tabakalarının araştırılması ve tasarlanması

Dış tasarımın asıl amacı, metaller ekranlama ve topraklamayı planlamaktır: ilk olarak, yalıtım başarısızlığında, kısa devre hatalarını yalnızca faz-arası toprağa sınırlayarak, ark enerjisini ve hata riskini azaltır; ikinci olarak, herhangi bir ortamda yalıtım performansını korur, modülün dış yüzeyinin temizlenmesine ihtiyaç duymaz, dolap içindeki metalle yabancı cisimlerin varlığında bile elektrik alan dağılımı aynı kalır.

4.Katı yalıtım halka anahtarlama ünitesi teknolojisinin geliştirilme yönleri

4.1 Yeni yüksek performanslı yalıtım malzemelerinin geliştirilmesi

Epoksi reçine, katı yalıtım malzemesi olarak iyi performans gösterse de, vakum seramik ark söndürme odalarında döküm işlemi ham malzemeleri zarar verebilir. Bu nedenle, mevcut malzeme özelliklerini aşan gelişmiş epoksi reçinelerin geliştirilmesi önemlidir. 2014 yılında, "Science" dergisi, yeniden kullanılabilir bir termodurumlu polimerin keşfi hakkında bir makale yayınlamış, bu, "polisalitsülat" termodurumlu plastiklerin geri dönüşümünde önemli bir ilerleme işaret etmiştir. Bu polimer, yüksek geri dönüşümlülük gösterir, termodurumlu plastiklerin önceki geri dönüşümsüz olması sorununu çözer. Gelecek on yıl boyunca, yeni ürünler giderek daha fazla yeniden kullanılabilir termodurumlu malzemeler kullanacaktır.

4.2 İç bileşen arayüz bağlantı yöntemlerinin araştırılması

Katı yalıtım RMU'lar, ana devre iletkenlerini ve montaj parçalarını katı yalıtım içinde kapsülleyerek üretilir, bu yüzden gömülü parçaların esnek olmaması farklı döküm parçaları arasında standart bağlantıları gerektirir. RMU'nun genel konfigürasyonu doğrusaldır ve iletkenleri epoksi reçine ile dökülmelidir, bu da ürünün rasyonelleştirilmesi sırasında belirli bir özgürlük gerektirir. Buna karşılık, kapı-iletken bağlantıları için silikon lastik malzemesi kullanan bir arayüz teknolojisi önerilmiştir. Bu yöntem, parçaların birbirine bağlanmasına ve rasyonel bir şekilde yapılandırılmasına olanak tanır, genel yalıtım kasasının tasarım karmaşıklığını azaltır.

4.3 Katı yalıtım RMU'ların pazar tanıtıma beklentileri

Katı yalıtım RMU'lar, basit yapı, kompakt boyut, zehirsiz, kirlilikten arındırılmış ve çevre dostu olma özellikleri ile küresel yeşil gelişim kavramına uygun düşmektedir. Ancak, bir ürünün başarılı olması için üreticiler satıştan kar elde etmelidir, bu nedenle pazar uygulaması önemli bir odak noktasıdır. Kullanıcı ihtiyaçlarını anlamak ve karşılamak, yeni ürünlerin başarılı bir şekilde piyasaya sürülmesi için kritik öneme sahiptir. Katı yalıtım ürünlerinin uygulama beklentileri, kullanıcı ihtiyaçlarına dayanarak analiz edilmiştir.

4.3.1 Tüketici ihtiyaçlarını karşılayan ürünler

Kullanım sırasında, kullanıcılar öncelikle ürün teknik parametrelerinin ilgili standartlara (teknik şartname, ulusal ve endüstri standartları vb.) uygun olmasını ve ulusal elektrik endüstrisinden sertifikasyon almasını ister. Katı yalıtım ürünleri için şu anda spesifik standartlar olmadığından, üreticilerin ulusal veya endüstri standartlarının oluşturulmasına yardımcı olması gerekmektedir. Bildirildiğine göre, 2002 yılı Aralık 31 tarihine kadar yaklaşık 15 milyon ton katı yalıtım ürününün talebi bulunmuştur.

4.3.2 Dağıtım ağ ürünleri için yüksek kullanıcı beklentileri

Orta voltajlı dağıtım ekipmanları, elektrik şebekelerinde yaygın olarak kullanılan temel bir bileşendir. Şebek altyapısının sürekli genişlemesiyle birlikte, ana ağlar ve son kullanıcılar arasındaki köprü görevi gören orta voltajlı ekipmanlar için talep artmaktadır. Kullanıcılar, uzun ömürlü, güçlü çevre uyumluluğu, çevre standartlarına uygunluğu, kompakt boyut, kolay ve hızlı kurulum, ekonomik kolaylık ve güvenilir işletme geçmişine sahip ürünler talep etmektedir.

Katı yalıtım RMU'lar, kompakt ölçülerdedir, tek yük anahtarı kasası birimleri 860mm (derinlik) × 420mm (genişlik) × 1200mm (yükseklik) veya 850mm (derinlik) × 500mm (genişlik) × 1600mm (yükseklik) ölçülerindedir. Boyutları hava-yalıtımlı anahtarlama ekipmanları arasında yer alır. Yukarıdaki teknik performansa dayanarak, katı yalıtım RMU'lar kişisel güvenliği artırır. Ancak, nispeten kısa işletme geçmişi nedeniyle, şu anda Çin'deki birkaç fabrikada sınırlı sayıda ünite hizmet vermektedir. Sınırlı işletme verileri nedeniyle, şu an için epoksi yalıtımın yaşlanmasını değerlendirebilmek veya denetim dönemlerini belirleyebilmek mümkün değildir.

Bazı yurt içi ekipman üreticileri, gelişmiş üretim tesisleri (atölyeler, kalıplar ve otomatik lazer kaynak) aracılığıyla 20 yıldan fazla bir ürün ömrü garanti eder. Bu, rekabetçi bir avantajı temsil eder. Ekonomik olarak, katı yalıtım kaplarının üretiminde özel ekipman, kalıplar ve malzemeler için önemli yatırımlar gerekmektedir, bu da pazardaki fiyatlarını yükseltmektedir. Ayrıca, elektrik sistemlerinin genellikle düşük fiyatlarına odaklanan ekipman ihaleleri nedeniyle, SF₆ RMU modülleri giderek daha rekabetçi hale gelmektedir, bu da katı yalıtım RMU'ların kısa vadede pazar hegemonyasını kazanmasını zorlaştırır.

4.3.3 Ürün çevre gereksinimleri

Çoğu bölgede, kullanıcılar normal işletme ortamının 40°C'yi aşmamasını ve -10°C'yi aşmamasını ister. Ancak, küresel olarak doğal afetlerin artan sıklığı, kullanıcı beklentilerini yükseltmiştir. Örneğin, zorlu çevrelerde kurulan RMU'lar, tamamen kapalı ve bakım gerektirmeyen, tam yalıtım sağlayacak şekilde olmalıdır. Devre kesme ekipmanı, güçlü çevre uyumluluğa, toz ve nem direncine, kısa süreli dalgalanmaya ve titreşim direncine sahip olmalıdır.

Devre kesme ekipmanının iç bileşenlerini epoksi reçine ile dökme, yalıtım malzemelerinin dielektrik dayanımını önemli ölçüde artırır, bu da taşıma ve kullanım sırasında titreşim nedeniyle bozulmayı önler. Gaz-yalıtımlı RMU ürünleriyle karşılaştırıldığında, bazı üreticiler Qinghai ve sahil nemli bölgelerde, ayrıca 4000m civarındaki rakımlarda testler yapmış, IP68 koruma derecesine ulaşmıştır. Bu nedenle, katı yalıtım RMU ürünleri, çevre gereksinimlerini daha iyi karşılar.

5.Sonuç

Çin'de katı yalıtım RMU'ların şu anki gelişim durumuna dayanarak, yalıtım teknolojisi nispeten olgunlaşmıştır, hava-yalıtımlı ve gaz-yalıtımlı RMU'ların eksikliklerini etkili bir şekilde ele alır ve yüksek rakımlı bölgeler gibi özel ortamlara uygundur. Katı yalıtım RMU'ların benimsenmesi, Çin'in elektrik şebekesinin gelişimini etkili bir şekilde teşvik edebilir ve sürdürülebilir sosyo-ekonomik gelişmeye katkıda bulunabilir. Çevre korumasına olan artan dikkat dikkate alındığında, katı yalıtım RMU'ların geniş uygulama beklentileri olduğu güvenle ifade edilebilir.