Тековни применувања и будуќи трендови на јачински агрегати со тврдо изолација (RMUs)

1.Тековата применетост на тврдо изолирани колања во средно-напоените распределителни мрежи

1.1 Широка применетост во градски стануваачки области

Основните компоненти на средно-напоени колања (RMUs) се состојат главно од превключувачи за натоварување и предизвикатели. Овие единици нудат неколку предности, вклучувајќи јасна структура, компактен размер и релативно ниска цена. Покрај тоа, ефективно подобруваат квалитетот на енергијата и зголемуваат надежноста и безопасноста на доставата на електрична енергија. Набљудувањата покажуваат дека максималниот номинален строј на средно-напоени RMUs е 1250A, со типична вредност од 630A. Во зависност од изолативната средина, RMU-тите обично се класифицирани во две типови: ваздушно изолирани и SF₆ гасно изолирани. Главно се користат за преклопување на натоварените строеви и прекинување на кратки спојни строеви, а исто така нудат одредени контролни и заштитни функции.

1.2 Вакуумски превключувачи за натоварување RMUs нудат надежни изолативни размаци

Превключувачите за натоварување кои се користат во ваздушно изолирани RMUs вклучуваат четири типа: генерирачки гас, компресиран воздух, вакуум и SF₆. Од овие, SF₆ превключувачите за натоварување служат како основни превключувачи во ваздушно изолирани RMUs. Превключувачите во запечатени капсули обично имаат три оперативни положби: прекинување на натоварениот строј, надежно земјување и изолација на кружница.

1.3 Подобрен ниво на практична применетост

Во општо, RMU-тите имаат компактен дизајн. Задолжувајќи се на оваа карактеристика, повеќето превключувачи за натоварување (обично високо напоени превключувачи) имаат релативно јасна структура и се опремени со високо напоени предизвикатели. Нормалната работа на RMU-тите веќе се осигурува главно со превключувачите за натоварување, додека кратките спојни строеви ефективно се прекинуваат со предизвикатели. Ефективната комбинација на овие две компоненти максимално заменува прекинувачите, иако таквата замена е ограничена до одредени капацитетни опсеги.

2.Трендови во развојот и технички карактеристики на тврдо изолирани колања

2.1 Ефективна применетост на технологијата на заклучени полова

Епоксидниот смола често се користи како главен изолативен материјал во тврдата изолација, со вакуум како средство за гасење на лук. За ефективно постигнување на функции како натоварување и изолација на стројот, механизмот за работа мора да биде правилно активиран за да овозможи ефективна контрола на системот за распределба на енергија, што дополнително ги заштитува опремата и безбедноста на личноста. Тврдата изолација значајно намалува фазно-земјишниот изолативен размак во уредите за превключување, скратувајќи ваздушните изолативни размаци од 125mm до само неколку милиметри. Без SF₆ гас, целосниот волумен е намален во споредба со традиционалните C-GIS. Покрај тоа, користењето на релативно јасен механизам за работа ефективно намалува бројот на компоненти, подобрувајќи надежноста на опремата.

2.2 Технички карактеристики на тврдо изолирани RMUs

Во споредба со ваздушно изолирани RMUs со SF₆ превключувачи и SF₆ гасно изолирани RMUs, тврдо изолирани RMUs нудат неколку предности: Прво, структурата на капсулата е поедноставна. Со елиминирање на притисници, притисници, пополнувачки вентили и други гасни компоненти, надежноста на RMU-тите е значајно подобрен, намалени се трошоците за одржување, а условите на работа на превключувачите се ефективно подобриле. Второ, главниот превключувач е опремен со изолативен компонент, што нуди јасно видлив прекин. Тврдата изолација главно се користи епоксидни цеви и изолативни цеви. Овие материјали ефективно намалуваат SF₆ ликвидацијата во холодни региони и намалуваат негативните ефекти од термичко ширување во високотемпературни области, што демонстрира широка применима во екстремни околини.

3.Праблеми кои треба да се внимаваат во тврдо изолирани колања

3.1 Изолација и технологија на површинско покривање

Според механизмот на формирање на делови од парцијална дисипација, интерни дисипации во тврдата изолација се главно причинети од присуството на празни простори. Тековните техники за запечатување обично вклучуваат предгревување на метални форми, поставување на предгрети компоненти во формата, постепено инжектирање под вакуум и хардување. Овој процес не само што е неефикасен, туку и скап. Не потполно отстранување на балончињата може да доведе до многу празни простори во тврдата изолација, што може да предизвика парцијална дисипација во време на работа, што може да доведе до долготрајно пукнување на изолативните компоненти и да влијае на сигурната и надежна работа на опремата.

Затоа, мора да се воведе напредна, висококвалитетна и ефикасна технологија за епоксидно смолно заклучување. Покрај тоа, бидејќи површинското затворување директно влијае на перформансата на опремата, прашањето за површинско затворување - тоест, технологија за површинско затворување - мора да се реши во дизајнот и производството. Целта на металурање на површината на изолативните материјали е да нуди надежно земјување за тврди изолативни компоненти, да минимизира влијанието на околинските фактори и да подобри перформансата на продуктот. Тековно, значителен дел од тврдо изолирани RMUs на пазарот нема правилно површинско третман, што доведува до високи нивоа на парцијална дисипација во доставените производи.

3.2 Лак на оперативен и одржувачки искуства

Тврдо изолирани RMUs се релативно нова технологија. Заблагодарени на недостатокот на научни и разумни испитни оперативни планови од страна на електричните мрежи, тековниот тотален оперативен обем е мал, временскиот период на работа е краток, а провинцијалните мрежни врски се нецелостни. На пример, во областите со висока температура, влажност, прибрежни области, високи падавини и големи температурни варијации, треба да се решат практични проблеми. Мора да се натрупа комплетен работен искуство на национално ниво за да се направат целосни и предвидливи подобрувања на тврдо изолирани RMUs, непрекинато подобрувајќи безбедноста и стабилноста на продуктот.

3.3 Развој на опрема за тврдо изолирани RMUs

Во последните години, со брз развој на кинеската распределителна мрежа, техничкиот ниво на системот за распределба значајно се подобри. SF₆ гасот широко се користи во средно-напоени RMUs. Според тековната развојна состојба во Кина, SF₆ гасот нуди најдобар целосен перформанс. Меѓутоа, со зголемување на свеста за заштита на околината и важноста на заштита на природата, широко користење на SF₆ гасот во RMUs предизвика определени околински опасности и потенцијални ризици за здравјето на луѓето. Затоа, намалување на користењето на RMUs со SF₆ гас и промоција на тврдо изолирани RMUs ќе биде основна цел за развојот на високо-напоени уреди за превключување. Домашните производители предвиделе овој тренд и постепено почнале да развијат и произведуваат производи од тврдо изолирани RMUs.

3.4 Оптимизација на дизајнот на модулите за изолација

Дизајнот на модулите за изолација мора, додека задоволува функционални, инспекциони и инсталациони барања, да се стреми да намали консумацијата на материјали и да спречи остаточниот стрес. Присуството на остаточен стрес може да предизвика интерни и екстерни пукнатини во тврдите изолативни компоненти, што може да предизвика парцијална дисипација во време на работа и потенцијална изолативна повреда. Затоа, потребно е да се изврши длабоко истражување на целосната структура, дефиницијата и премините на модулите за изолација, со внимание на концептите за исцензување.

3.5 Истражување и дизајн на слоеви за затворување

Главната цел на екстерниот дизајн е да планира метално затворување: прво, во случај на повреда на изолацијата, да ограничи кратките спојни повреди само до фазно-земјишни, намалувајќи енергијата на лукот и ризикот од повреда; второ, да одржува изолативната перформанса во било која околина без потреба од чистење на надворешната површина на модулот, осигурувајќи непроменето распределување на електричното поле, дури и ако има метални чужди предмети внатре во кабинетот.

4.Правци на развој на технологијата за тврдо изолирани колања

4.1 Развој на нови високоперформантни изолативни материјали

Иако епоксидната смола добро се однесува како тврд изолативен материјал, процесот на лејање во вакуумски керамички камери за гасење на лукот може да повреди суровите материјали. Затоа, развојот на напредни епоксидни смоли кои надминуваат карактеристиките на моменталните материјали е есенцијален. Во 2014 година, списанието Science објави статија за откривањето на нов рециклирани термозатворен полимер, што е значајен напредок во рециклирањето на "полисалицилат" термозатворени пластмаси. Овој полимер има висока рециклираемост, што решава проблемот дека термозатворените пластмаси претходно не можеа да се рециклираат. Во следната деценија, новите производи ќе се користат все повеќе рециклирани термозатворени материјали.

4.2 Истражување на методи за поврзување на интерни компоненти

Бидејќи тврдо изолирани RMUs се производат со заклучување на главните проводници и монтажни делови во тврда изолација, неподвижноста на вградените компоненти бара стандардизирано поврзување помеѓу различни лејани елементи. Целосната конфигурација на RMU-тите е линеарна, а поврзувањето на проводниците мора да биде лејано со епоксидна смола, што бара одредена степен на слобода во рационализацијата на производот. За да се реши ова, предложена е технологија за поврзување со користење на силиконска гума за поврзување на врата со проводник. Овој метод овозможува стандардизација, што овозможува компонентите да се поврзеат и рационално конфигурираат, намалувајќи комплексноста на дизајнот на целосната изолативна капсула.

4.3 Перспективи за продажба на тврдо изолирани RMUs

Тврдо изолирани RMUs имаат јасна структура, компактен размер, нетоксични, беззамочно функционирање и пријателство за околината, што се согласува со глобалната концепција за зелен развој. Меѓутоа, за да биде успешен производ, производителите мора да имаат приход од продажбите, што прави маркетингот на примената ключен фокус. Разбирањето и задоволувањето на потребите на корисниците е критично за успешното воведување на нови производи. Применете на тврдо изолирани производи се анализираат според потребите на корисниците.

4.3.1 Производи кои задоволуваат потребите на потрошувачите

Во време на користење, корисниците најпрво бараат дека техничките параметри на производот да се согласуваат со одговарајќи стандарди (технички спецификации, национални и индустријски стандарди итн.) и да добијат сертификати од националната електрична индустрија. Бидејќи моментално не постојат специфични стандарди за тврдо изолирани производи, производителите мора да помогнат во формирањето на национални или индустријски стандарди. Сообщается, что к 31 декабря 2002 года было подано около 15 миллионов тонн заявок на твердые изоляционные изделия.

4.3.2 Высокие требования пользователей к распределительным сетям

Средневольтное распределительное оборудование является основным компонентом, широко используемым в электросетях. С постоянным расширением инфраструктуры сетей растет спрос на средневольтное оборудование как мост между основными сетями и конечными пользователями. Пользователи требуют продуктов с длительным сроком службы, высокой адаптивностью к окружающей среде, соответствием экологическим стандартам, компактными размерами, легкой и быстрой установкой, экономической выгодой и надежной историей эксплуатации.

Тврдо изолирани RMUs имаат компактни димензии, со единоставни кабинети за превключувачи за натоварување со мерки 860 мм (длабочина) x 420 мм (ширина) x 1200 мм (височина) или 850 мм (длабочина) x 500 мм (ширина) x 1600 мм (височина). Нивните размери се наоѓаат меѓу тие на ваздушно изолирани уреди за превключување. Според горенаведените технички карактеристики, тврдо изолирани RMUs нудат подобрен личен безбедност. Меѓутоа, поради нивната релативно кратка историја на работа, само ограничен број на единици се наоѓаат во употреба во неколку кинески фабрики. Заблагодарени на ограничените податоци за работа, моментално е невозможно да се оцени стареењето на епоксидната изолација или да се определи циклусот на инспекција.

Некои домашни производители на опрема гарантираат продошен живот на производот од над 20 години преку напредни производствени објекти (работници, форми и автоматизирано лазерско сварување). Ова претставува конкурентска предност. Економски, моменталното производство на тврдо изолирани капсули бара значителни инвестиции во специјализирана опрема, форми и материјали, што доведува до повисоки цени на пазарот. Покрај тоа, како што електричните системи главно користат оборудување на тендер со фокус на ниски цени, модули на RMUs со SF₆ стануваат все повеќе конкурентни по цена, што прави тешко за тврдо изолирани RMUs да добијат доминација на пазарот во краткосрочниот период.

4.3.3 Environmental Requirements for Products

In most regions, users require normal operating environments not exceeding 40°C and not below -10°C. However, the increasing frequency of natural disasters globally has raised user demands. For example, RMUs installed in harsh environments must be fully enclosed and maintenance-free, ensuring complete insulation. Circuit breaker equipment must exhibit strong environmental adaptability, dust and moisture resistance, short-term immersion protection, and enhanced vibration resistance.

Casting internal components of circuit breakers with epoxy resin significantly increases the dielectric strength of insulating materials, preventing degradation due to vibration during transportation and use. Compared to gas-insulated RMU products, some manufacturers have conducted tests in Qinghai and coastal humid regions, as well as at altitudes around 4000m, achieving IP68 protection ratings. Therefore, solid-insulated RMU products better meet environmental requirements.

5.Заклучок

На база на тековната развојна состојба на тврдо изолирани RMUs во Кина, технологијата за изолација е релативно зрела, ефективно решавајќи недостатоците на ваздушно изолирани и гасно изолирани RMUs, и пригодна за специјални околини како на високи надморски нивоа. Усвојувањето на тврдо изолирани RMUs може ефективно да го подобри развојот на кинеската електрична мрежа и да допринесе за одрживи социјални и економски развој. Со зголемување на вниманието за заштита на околината, може со увереност да се каже дека тврдо изолирани RMUs имаат широки перспективи за применување.