Globale Ontwikkeling en Kern tegnologieë van Vaste Geïsoleerde Ringhoofdskakels (RMUs)

Ontwikkelingsstatus Tuis en In die Buitenland

Die Toshiba Korporasie van Japan het hoogpresterende epoxyharsmateriaal en giettegnologie in 1999 ontwikkel, en daarna 'n 24 kV vaste-isoleerde ringhoofeenheid (RMU) in 2002 gelanseer. Die produklyn is sedertdien uitgebrei, en die maatskappy beweeg nou na hoër spanningvlakke van 72 kV en 84 kV. Holec, oorspronklik 'n Europese pionier met gevorderde ontwerpkonsepte en omgewingsvriendelike vervaardigingstegnieke wat geen besoedeling veroorsaak nie, is later deur Eaton oorgekoop.

Holec se vaste-isoleerde RMUs was onder die eerste wat na China geïntroduceer is, en baie inheemse vervaardigers se self-ontwikkelde vaste-isoleerde RMUs toon duidelike invloede van Holec se ontwerpe. Alhoewel China laat begin het in hierdie veld, was sy ontwikkeling vinnig. Verteenwoordigende maatskappye soos Beijing Shuangjie, Shenyang Haocheng, en Beihai Galaxy het produkte ontwikkel wat typeringsproewe gepas het, massaproduksie vermoëns bereik het, en steeds meer bevorder en ingespan word.

Kern tegnologieë en Ontwikkelingstendense

Die deurbraak en vooruitgang van vaste-isolasiestechnologie is fundamenteel vir die suksesvolle bevordering en toepassing van vaste-isoleerde swaarverklikkers. Talryke vervaardigers wêreldwyd, insluitend Toshiba en Hitachi, het aansienlike menslike, materiële en finansiële hulpbronne in vaste-isolasiestechnologie beleg, en betekenisvolle tegniese vordering behaal. Gebaseer op die integrasie van globale navorsingsresultate, is die belangrike tegniese uitdagings en ontwikkelingstendense as volg:

• Ontwikkeling van nuwe hoogpresterende epoxyhars. Deur hoogpresterende epoxyhars direk te gebruik om vakuumonderbrekers te omsluit, word warmtegelei vergemaklik en die noodsaak vir silikonrubber buffers elimineer.

• Isolasieontwerp om die vereiste uithouspanning en deleltrottingvlakke te verseker.

• Navorsing en ontwikkeling van epoxyhars gietprosesse om probleme soos deleltrotting en barste in vaste-isolasiestukke aan te spreek.

• Navorsing en ontwikkeling van oppervlakte skildlae vir vaste-isolasiestukke.

• Stabiliteitsanalise van epoxyhars. Deur versnelde verouderingstoetse te gebruik om die normale diensleeftyd van epoxyhars te bestudeer en die tendense en tempo's van prestasieveranderinge, soos deleltrotting, gedurende die diensleeftyd, te analiseer.

• Intelligente ontwerp. Gebruik van gevorderde sensorkundige en meettegnologie om kwalitatiewe en kwantitatiewe aanlynmonitoring van karakteristieke parameters, soos deleltrottingsvlakke, te bereik.

Bestaande Probleme en Beperkinge

Vaste-isoleerde RMUs het hoër tegniese en prosesvereistes as SF₆ gas-isoleerde RMUs. As die tegnologie onvolwasse of die prosesse ontoereikend is, is die risiko van isolasiefalings, bedryfsfoute en potensiële gevaar groter as by SF₆ gas-isoleerde eenhede. Daarom vraag vaste-isoleerde RMUs hoër standaarde in tegnologie, vervaardigingsprosesse en grondstowwe gehalte. Ten spyte van groeiende gebruikersaanvaarding in die afgelope jare, bly verskeie kwessies bestaan vanuit die perspektief van langtermyn industriële ontwikkeling en toerustingbetroubaarheid:

(1) Deleltrottingskwessies

In teenstelling met gasisolering, waar gaslek kan gemonitor word en rotting moontlik self herstel, kan vaste isolering, eenmaal deur rotting beskadig, nie herstel nie. Rotting neig om oor die leeftyd van die produk te groei, wat potensieel tot isolasiefalings en fase-tot-fase kortsluitings kan lei.

(2) Barste in Isolasiekomponente

Vroeë vaste-isoleerde RMUs, sowel binne as buite land, het begin wys met barste in isolasiekomponente as gevolg van langtermyn netfrequentie trilling, bedryfstrilling, meganiese impak, termiese siklusse en omgewingstemperatuurfluktuasies, wat lei tot 'n toename in ongelukrate.

(3) Veiligheid en Betroubaarheid van Afskeidingfunksie

Die veiligheid en betroubaarheid van die afskeidingfunksie in vaste-isoleerde RMUs is krities. Tans word tradisionele drie-posisie afskeidingsskakeels hoofsaaklik gebruik, volledig omsluit in die vaste isolering. Die isolasieprestasie van die afskeidingbreek hang af van beide die lugafstand tussen bewegende en stasionêre kontakte en die oppervlak kruipafstand van die isolerende komponent. Oppervlakflitsoor die isolerende komponent verhoog die risiko van breekfalures en potensiële personeelrisiko. Daarbenewens kan omgewingsfaktore en materiaalveroudering oppervlaklekstrome verhoog, wat die isolasieprestasie beduidend verminder en die veilige en betroubare bedryf bedreig.

(4) Keuse en Ontwikkeling van Isolasiemateriaal

Die gehalte en prestasie van die primêre isolasie-materiaal beïnvloed direk die betroubaarheid en stabiliteit van die hele eenheid. Gegewe die wye gebruik van isolasie-materiaal, is oorwegings vir herwinning, scheidmaak, behandeling en hergebruik van skrapmateriaal en -komponente nodig om brongewins te minimeer.

(5) Omsluitingsproseskwessies

Produkontwerp moet die maklikheid van vervaardiging en samestelling fasiliteer, terwyl die vervaardigings- en samestellingsproses strewe na min of geen omgewingsbesoedeling en optimale energie- en hulpbronverbruik. Vir omsluite produkte is die formulering van die omsluitingsproses en die keuse van omsluitingsroeringsmasjiene veral krities.

Kern Tegnologie Analise

(1) Hoëkwaliteit, Hoëdoeltreffende Omsluitingstegnologie

Gebaseer op die mekanisme van deleltrotting, word interne rotting in vaste-isolasiestukke hoofsaaklik veroorsaak deur holtes (blasers) binne die materiaal. Konvensionele omsluiting behels die plasing van voorverhitte komponente in 'n voorverhitte metaalvorm, die evacuering van die vormholte, die stadige inspui van verhit, hardende epoxyhars, en harding. Hierdie metode is ondoeltreffend, duur, en sluk dikwels nie al die blasers volledig weg nie, wat lei tot talryke holtes. Hierdie holtes kan na inbedryfstelling deleltrotting veroorsaak, wat uiteindelik tot isolasiefalings en die ondermyning van veilige en betroubare bedryf kan lei. Daarom is dit essensieel om gevorderde, hoëkwaliteit, en doeltreffende epoxyhars omsluitingstegnologie te gebruik.

(2) Optimering van Isolasie Module Struktuurontwerp

Isolasie module ontwerp moet funksionele, inspeksie- en installasieverwagtings bevredig, terwyl dit ook estetiese aantreklikheid, verminderde materiaalverbruik, en vermyding van residuele spanning verseker. Residuele spanning kan interne en eksterne barste in isolasiekomponente veroorsaak, wat weer tot deleltrotting en uiteindelik isolasiefalings tydens bedryf kan lei. Dus is dieper navorsing op die algemene indeling, dikte, en oorgangs van isolasie modules nodig, saam met oorweging van hitte-afvoerontwerp.

(3) Optimering van Elektriese Veld Ontwerp

Koronadischarge vind plaas wanneer die elektriese veldsterkte naby 'n geleider se oppervlak die breuksterkte van die omliggende gas bereik, tipies in hoog ongeuniformeerde velde. Skerpe rande of punte op hoëspannings-elektrodes kan die elektriese veld konsentreer, koronadischarge veroorsaak. As 'n vorm van deleltrotting, kan korona oor tyd voortgaan tot isolasiefalings, wat veilige en betroubare bedryf beïnvloed. Dus is die ontwerp van geleiderkomponente om 'n voldoende swak en uniform elektriese veld te verseker, 'n kern tegnologie. Effektiewe metodes sluit in die gebruik van simulasies sagteware vir elektriese veldberekeninge, die optimering van die verspreiding van elektriese velde, en die verbetering van isolasie- en elektrodevorme. Skildring of soortgelyke maatreëls om die elektriese veldsterkte te verminder, mag ook nodig wees.

(4) Navorsing en Ontwerp van Skildlae

Die primêre doelwitte van die toepassing van 'n gegronde metalen skildlaag op die buitervlak van isolasie modules is: eerste, om kortsluitingsfeilure te beperk tot fase-tot-aarde alleen in die geval van isolasiefalings, wat interne boogenergie en feilurerisiko verminder; tweede, om isolasieprestasie in enige omgewing sonder oppervlakskoonmaak te handhaaf, wat onderhoudslose bedryf bereik, en om onveranderde elektriese veldverspreiding te verseker, selfs as metalliese vreemde voorwerpe die behuising binnedring.

(5) Navorsing en Analise van Epoxyhars Stabiliteit

As 'n polimeermateriaal, kan epoxyhars degradeer (verouder) tydens verwerking, toepassing, en berging, wat sy prestasie en diensleeftyd beïnvloed. Die mees algemene verouderingsfaktore is hitte en ultraviolette straling. In swaarverklikkers, word kontinue warmtegenerasie tydens bedryf onvermydelik die veroudering van epoxyhars versnel. Dus is die gebruik van gesimuleerde verouderingstoetse om die prestasie van vaste-isolasiestukke gemaak van verskillende materialen en op verskillende verouderingstadiums statisties te analiseer, essensieel om kritieke verhoudings te vestig.

Gevolgtrekking

Vaste-isolasiestechnologie het erkenning ontvang van gebruikers en die mark en word steeds meer bevorder en ingespan. Dit vereis dat toerustingvervaardigers produkte produseer wat die eise van kragverskaffingbetroubaarheid en -stabiliteit voldoen. Beduidende navorsing is op omsluitingsprosesse en oppervlak skildlae ontwerp vir vaste-isoleerde RMUs gedoen, wat tastbare resultate opgelewer het. Dit is egter steeds onvoldoende. Meer nadruk moet op navorsing in nuwe omsluitingsmaterialen, verhoeding van isolasiekomponentbarste, en vernufte komponentstrukturele ontwerpe geplaas word. In opsomming, verdere tegniese navorsing, akkumulering, en deurbrake is nodig vir vaste-isoleerde RMUs.