Praegused rakendused ja tulevased trendid kõrgtinglikute ringmainikorterminalide (RMU) osas

1. Keskjõuliste jaotusnetide kõrvalkütteühikute praegune rakendusolukord

1.1 Laialdaselt kasutusel linnalikes eluasutustes

Keskjõuliste ringkäigukastide (RMU) peamised komponendid koosnevad laadimürgidest ja katsetest. Need ühikud pakuvad mitmeid eeliseid, sealhulgas lihtsat struktuuri, kompaktset suurust ja suhteliselt madalat hinda. Lisaks parandavad nad tõhusalt elektri kvaliteeti ning tõstavad elektritoe usaldusväärsust ja ohutust. Märgatavasti on keskjõuliste RMU-de maksimaalne niminaalne vool 1250A, tavaline väärtus on 630A. Erinevatel sullamaterjalidel põhinevatel RMU-de tüüpideks on õhusullatud ja SF₆ gaasisullatud. Neid kasutatakse peamiselt laadivoolude ümberlülitamiseks, lühikringi voolude katkestamiseks ning kontrolli- ja kaitsefunktsioonide tagamiseks.

1.2 Vakuumpõhine laadimürg RMU-s võimaldab usaldusväärset sülge

Õhusullatud RMU-des kasutatavate laadimürgide tüübid hõlmavad nelja tüüpi: gaasi toodetavaid, pingelevihuga, vakuumi ja SF₆. Neist on SF₆ laadimürgid olulisemad õhusullatud RMU-s. Sealitud kaamerites asuvatel laadimürgidel on tavaliselt kolm töörežiimi: laadivoolude katkestamine, usaldusväärne maaung ja tsirkuitide eraldamine.

1.3 Tõstetud praktiline rakenduse taseme

Üldiselt on RMU-d kompaktse disainiga. See omadus viitab sellele, et enamik laadimürgisid (tavaliselt kõrgepinge mürgid) on lihtsas struktuuris ja varustatud kõrgepinge katsetega. RMU-de normaalne töö sõltub peamiselt laadimürgidest, samas kui lühikringi vooluid katkestavad efektiivselt katsete. Nende kahe komponendi tõhus kombinatsioon maksimeerib katkestajate asendamise, kuigi see asendamine on piiratud teatud võimsuslike ulatuste jaoks.

2.Kõrvalkütteühikute arendusuunad ja tehnilised omadused

2.1 Põhikütte tehnoloogia efektiivne kasutus

Epoksi ressin kasutatakse tavaliselt peamisena sullamaterjalina solidsullates, kus vakuum on kaarikatkestamise keskkond. Selleks, et efektiivselt saavutada laadivoolude ja tsirkuitide eraldamine, tuleb operatsioonimehhanismi õigesti aktiveerida, et saavutada jõudlaskuju kontrolli, edendades elektrijaotussüsteemi, seadmete ja inimeste ohutust. Solidsullad vähendavad oluliselt fasa-maa sullakaugust lülites, lühendades õhusulla kaugust 125mm-st mõne millimeetri. SF₆ gaasita kasutusel on üldine ruum suuremad kui traditsioonilises C-GIS-is. Lisaks vähendab lihtsama operatsioonimehhanismi kasutus komponentide arvu, parandades seadme usaldusväärsust.

2.2 Kõrvalkütteühikute solidsullade tehnilised omadused

Võrreldes õhusullatud RMU-dega SF₆ laadimürgidega ja SF₆ gaasisullatud RMU-dega, pakuvad solidsullatud RMU-d mitmeid eeliseid: Esiteks, korpusstruktuur on lihtsam. SF₆ gaasiga seotud osade nagu rõhukonteynerite, rõhukaalude, täitmise ventiilide jms eemaldamisel suurendatakse RMU-de usaldusväärsust, vähendatakse hoolduskulusid ja tõstetakse lülite töötingimusi. Teiseks, peamisel lülitel on eralduskomponent, mis annab selgelt nähtava sülge. Solidsullad kasutavad peamiselt epoksi ressi hüppeliike ja sullaturge. Need materjalid vähendavad SF₆ liikutamist külmades piirkondades ja soojenemiskasvu kõrgete temperatuuride aladel, näitades laia rakendusalat äärmuslikes tingimustes.

3.Solidsullatud kõrvalkütteühikutes tuleb tähelepanu pöörata järgmistele küsimustele

3.1 Sullamaterjalide ja pindlaevenduste tehnoloogia

Osalise väljalaengu moodustumisme mehhanismi põhjal on solidsullates sissepaiknevad väljalaengud peamiselt tekkinud tühiplike olemasolu tõttu. Praegu kasutatavad sulgemismeetodid hõlmavad metallkatte eelkuuma, eelkuutud komponentide paigutamist katte, aeglast vakuumi all sisendi ja kuraaminu. See protsess ei ole mitte ainult ebatõhus, vaid ka kulukas. Tühibe eemaldamise puudulikkus võib põhjustada palju tühiplikke solidsullates, mis võivad põhjustada osalist väljalaengu töö ajal, pikaajalisi sullakomponentide purunemist ja mõjutada seadme ohutut ja usaldusväärset töötamist.

Seega, tuleb tuua sisse uus, kõrgekvaliteediline ja tõhus epoksi ressi hüppelauendustehnoloogia. Lisaks, kuna pindlaevendus mõjutab otse seadme tööd, tuleb pindlaevenduse küsimust, st pindlaevenduste tehnoloogiat, lahendada disaini ja tootmise käigus. Insulatsioonimaterjalide pindmetalliseerimise eesmärk on tagada solidesullade komponentide usaldusväärne maaung, vähendada keskkonnafaktorite mõju ja parandada toote performantsi. Praegu on paljud turule toodud solidsullatud RMU-lt puudulik pindlaevendus, mis tõstab osalist väljalaengu taseme.

3.2 Puudus operatsiooni- ja hoolduse kogemuses

Solidsullatud RMU on suhteliselt uus tehnoloogia. Elektrivõrkude poolt ei ole teaduslikult ja rahuldavalt planeeritud prooviperioode, nii et praegu on kokku vähe operatsioone, lühike operatsiooniaeg ja osaliselt lõpetatud provintsiide kaasamine. Näiteks, kõrge temperatuuri, niiskuse, ranniku, suure sademete ja suure päevase temperatuurimuutusega piirkondades tuleb lahendada praktilised probleemid. Üle kogu maailma tuleb koguda laiaulatuslikku töökogemust, et teha sihikindlad ja enesekindlad parandused solidsullatud RMU-le, pidevalt parandades toote ohutust ja stabiilsust.

3.3 Solidsullatud RMU-seadmete areng

Viimastel aastatel, kui Hiina jaotusvõrk kiiresti arendub, on jaotussüsteemi tehniline taseme oluliselt paranenud. SF₆ gaas on laialdaselt kasutusel keskjõulistes RMU-s. Hiina praeguse arengu seisuga on SF₆ gaas parima üldise performansi andnud. Kuid keskkonnakaitse ja loodusvarade säilitamise tähelepanu tõusel on RMU-s laialdaselt kasutatava SF₆ gaasi kasutamine tekitanud mõningaid keskkonnaohvreid ja potentsiaalseid terviseohvreid inimestele. Seetõttu on SF₆ gaasiga RMU-sid vähendamise ja solidsullatud RMU-sid edendamise peamine eesmärk kõrgepinge lülite arengul. Kohalikud tootjad on ennustanud seda trendi ja on algatanud solidsullatud RMU toodete arendamise ja tootmise.

3.4 Sullamooduli struktuuride disaini optimeerimine

Sullamooduli struktuuride disain tuleb, vastavalt funktsioonide, kontrolli- ja paigaldamisnõuetele, vähendada materjali tarbimist ja vältida jäävaid pingeid. Jäävate pingete olemasolu võib põhjustada solidsullkomponentide sise- ja välispurunu, mis töö ajal võivad põhjustada osalist väljalaengu ja potentsiaalselt sullahäire. Seetõttu on vaja sügavamat uurimist sullamoodulite üldise struktuuri, paksuse ja üleminekute osas, arvestades soojenemiskonseptsioone.

3.5 Kaitsmekihide uurimine ja disain

Põhiline eesmärk välisdisaini suhtes on metallkaitsme maaung: esiteks, juhul kui sull häirib, piiratakse lühikringi vigastusi ainult faasi-maa, vähendades kaareenergia ja vigastusriski; teiseks, hoida sullaparu omadusi igas keskkonnas ilma kabinetipinna puhastamiseta, tagades muutumatuse elektrivälja jaotuses isegi metalliliste võrdsusetega kabinetis.

4.Solidsullatud kõrvalkütteühikute tehnoloogia arengusuunad

4.1 Uute kõrgeperformantside sullamaterjalide arendamine

Kuigi epoksi ress soovitavasti töötab solidsullamaterjalina, võib vakuumi keramika kaarikatkestusruumide vulkaniseerimisprotsess kahjustada raheaineid. Seetõttu on vaja arendada edasijõudnud epoksi resse, mis ületavad praeguse materjali omadusi. 2014. aastal avaldas ajakiri Science artikli uue taaskasutatava termoümberkorveldava polümeerista, mille avastamisega on tehtud oluline samm "polüsaalitsüüaat" termoümberkorveldavate plastide taaskasutamises. See polümeer näitab kõrget taaskasutamisvõimet, lahendades probleemi, et termoümberkorveldavad plastid eelnevalt pole taaskasutatavad. Järgmise kümnendiks kasutatakse uutes toodetes üha rohkem taaskasutatavaid termoümberkorveldavaid materjale.

4.2 Sisemiste komponentide liidese ühendamismeetodite uurimine

Kuna solidsullatud RMU-d valmistatakse põhikircuitide johturite ja paigaldusosa hüppelauendamisel, on sisseehitatud komponentide inflexibility nõutav standardiseeritud ühendamise erinevate hüppelkomponentide vahel. RMU üldine konfiguratsioon on lineaarne, ja ühendamiseks tuleb johturid hüppelauendada, mis nõuab teatud vabadust toote raionimise ajal. Selleks on ette nähtud silikooni rubberte materjalide kasutamine porti-johturi ühendamiseks. See meetod võimaldab standardiseerimist, lubades komponentide ühendamist ja mõõdukas konfigureerimist, vähendades üldise insulatsioonikatuse disaini keerukust.

4.3 Solidsullatud RMU-lt turundusprospektid

Solidsullatud RMU-d on lihtsas struktuuris, kompaktsetes suurustes, mitte-toxilised, saastamisvabad ja keskkonnasõbralikud, vastavalt globaalsele rohelisele arengukonseptsioonile. Kuid et toode oleks edukas, peavad tootjad teenima müügist, mis muudab turunduse oluliseks. Kasutajate vajaduste mõistmine ja rahuldamine on oluline uute toodete edukaks turule toomiseks. Solidsullatud toodete rakendusprospektid analüüsitakse kasutajate nõuetega.

4.3.1 Tooted, mis rahuldavad tarbijate nõudmisi

Kasutamise ajal nõuavad kasutajad, et toote tehnilised parameetrid vastaksid vastavatele standarditele (tehnilised spetsifikatsioonid, riiklikud ja tööstusstandardid jne) ja saaksid riikliku elektritööstuse sertifitseerimist. Kuna praegu ei eksisteeri spetsiifilisi standardeid solidsullatud toodete jaoks, peavad tootjad aitama luua riiklikke või tööstusstandardeid. Teatatud, et 31. detsembrini 2002 oli ligikaudu 15 miljonit tonni solidsullatud toodete nõuded.

4.3.2 Kõrgeid kasutajate nõudeid jaotusvõrkude toodete suhtes

Keskjõuline jaotusvarustus on laialdaselt kasutatav aluskomponent elektrivõrkudes. Kui võrkude infrastruktuur jätkab laienemist, kasvab nõudlus keskjõulisele varustusele, mis on silde vahend peamiste võrkude ja lõpptarbijate vahel. Kasutajad nõuavad toodet, mis on pika elueaga, suurel keskkonnakohanemisvõimega, vastavalt keskkonnastandarditele, kompaktne, lihtne ja kiire paigaldus, majanduslikult mugav ja usaldusväärne tööajalugu.

Solidsullatud RMU-d on kompaktsed, ühe laadimürgi kabinetide mõõdud on 860mm (sügavus) × 420mm (laius) × 1200mm (kõrgus) või 850mm (sügavus) × 500mm (laius) × 1600mm (kõrgus). Nende suurus on õhusullatud lülitevahendite vahel. Eelnimetatud tehniliste omaduste põhjal pakuvad solidsullatud RMU-d tugevdatud isiklikku ohutust. Kuid nende suhteliselt lühikaalne tööajalugu tähendab, et hetkel on vaid piiratud arv üksusi töös mitmes Hiina tööstusasulas. Piiratud tööandmete tõttu on praegu võimatu hinnata epoksi sullade vananemist või määrata kontrollitsiklit.

Mõned kohalikud varustuse tootjad tagavad üle 20 aasta kesta toodete eluaja, kasutades edasijõudnud tootmisvahendeid (töökohti, mallide ja automaatse laserkiirve). See on konkurentsieelis. Majanduslikult nõuab praegune solidsullatud kabinetide tootmine olulist investeeringut spetsiaalvarustusse, mallidesse ja materjalidesse, mis tõstab turu hindu. Lisaks, kuna elektrisüsteemid kasutavad peamiselt toodete läbipõe, keskendudes madalate hindadele, on SF₆ RMU moodulid muutumas üha odavamaks, mis muudab raskeks solidsullatud RMU-lt saada turu domineerivaks lühiajalises perspektiivis.

4.3.3 Toodete keskkonnangi nõuded

Enamikus piirkondades nõuavad kasutajad tavaliste töötingimuste korral, et temperatuur ei ületa 40°C ja ei lange alla -10°C. Kuid üha sagedasemad loodusõnad üle maailma on tõstanud kasutajate nõudmisi. Näiteks, RMU-d, mis on paigaldatud raskestes keskkondades, peavad olema täiesti sulgedud ja hooldusvabad, tagades täieliku sullamise. Lülitevarustus peab näitama suurt keskkonnakohanemisvõimet, tolm- ja niiskusevastastus, lühiajaline uppurikutundlikkus ja tugevdatud vibratsioonikindlust.

Lülitevarustuse sisseehitatud komponentide hüppelauendamine epoksi ressiga suurendab oluliselt sullamaterjali dielektrilist tugevust, vältides degradatsiooni transpordi ja kasutuse ajal tekkinud vibratsioonide tõttu. Võrdluseks gasinsullatud RMU toodetega, on mõned tootjad teinud katseid Qinghai ja rannikul niiskes piirkondades, kõrgetel 4000m kõrgustel, saavutades IP68 kaitseklasse. Seega, solidsullatud RMU tooted rahuldavad paremini keskkonnangi nõudeid.

5.Järeldus

Hiinas solidsullatud RMU-de praeguse arengu seisuga on sullatehnoloogia suhteliselt koguni, tõhusalt lahendates õhusullatud ja gasinsullatud RMU-de puudusi, sobivad erineseks keskkondadeks nagu kõrge kõrgus. Solidsullatud RMU-de kasutuselevõtt aitab tõhusalt Hiina elektrivõrgu arengut ja panustab jätkusuutlikku sotsiaal-majanduslikku arengu. Kasvavate keskkonnakaitse tähelepanuga võib kindlalt öelda, et solidsullatud RMU-del on laiaulatuslik rakendusalad.