Παγκόσμια Ανάπτυξη και Κλειδί Τεχνολογίες των RMUs με Στερεή Επένδυση
Ανάπτυξη Στάση σε Εσωτερικό και Διεθνές Επίπεδο
Η Toshiba Corporation του Ιαπωνίας ανέπτυξε υψηλότερης απόδοσης εποξυδικά προϊόντα και τεχνολογία κατασκευής το 1999, και στη συνέχεια ξεκίνησε την κυκλοφορία μιας 24 kV ρευστής-μεταλλικής συνδεδεμένης κύκλωμα (RMU) το 2002. Η γραμμή προϊόντων έχει αυξηθεί από τότε, και τώρα η εταιρεία προχωρά προς υψηλότερα επίπεδα τάσης 72 kV και 84 kV. Η Holec, αρχικά ευρωπαϊκός πρωτοπόρος με προηγμένες σχεδιαστικές ιδέες και φιλικές προς το περιβάλλον διαδικασίες κατασκευής που δεν παράγουν ρύπανση, αργότερα αποκτήθηκε από την Eaton.
Οι RMUs με ρευστή μετάλλωση της Holec ήταν μεταξύ των πρώτων που παρουσιάστηκαν στην Κίνα, και πολλά εγχώρια εργοστάσια που ανέπτυξαν τις δικές τους RMUs με ρευστή μετάλλωση έχουν ορατές επιρροές από τα σχεδιαστικά στοιχεία της Holec. Παρόλο που η Κίνα ξεκίνησε αργότερα σε αυτόν τον τομέα, η ανάπτυξή της ήταν γρήγορη. Αντιπροσωπικές εταιρείες όπως η Beijing Shuangjie, η Shenyang Haocheng και η Beihai Galaxy έχουν αναπτύξει προϊόντα που έχουν περάσει τους τύπους δοκιμών, έχουν επιτευχθεί ικανότητες μαζικής παραγωγής, και προωθούνται όλο και περισσότερο.
Κλειδικές Τεχνολογίες και Τάσεις Ανάπτυξης
Η διάλυση και η πρόοδος της τεχνολογίας ρευστής μετάλλωσης είναι βασική για την επιτυχή προώθηση και εφαρμογή των RMUs με ρευστή μετάλλωση. Πολλοί κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων της Toshiba και της Hitachi, έχουν επενδύσει σημαντικούς ανθρώπινους, υλικούς και οικονομικούς πόρους στην τεχνολογία ρευστής μετάλλωσης, επιτυγχάνοντας σημαντική τεχνική πρόοδο. Με βάση την ολοκλήρωση των παγκόσμιων ερευνητικών αποτελεσμάτων, οι κλειδικές τεχνικές προκλήσεις και οι τάσεις ανάπτυξης είναι ως εξής:
Ανάπτυξη νέων υψηλής απόδοσης εποξυδικών. Η χρήση υψηλής απόδοσης εποξυδικών για την άμεση κατάληξη των βακουόμ παύσεων ενισχύει την ηλεκτρική ημιαγωγία και εξαλείφει την ανάγκη για προστατευτικά στοιχεία από σιλικόνη.
Σχεδιασμός μετάλλωσης για την εγγύηση της απαιτούμενης αντοχής σε τάση και των επιπέδων μερικής διάβρωσης.
Έρευνα και ανάπτυξη διεργασιών κατασκευής εποξυδικών για την αντιμετώπιση ζητημάτων όπως η μερική διάβρωση και η ρωγμή στα στοιχεία ρευστής μετάλλωσης.
Έρευνα και ανάπτυξη επικαλυπτών στρώματων επιφάνειας για τα στοιχεία ρευστής μετάλλωσης.
Ανάλυση σταθερότητας των εποξυδικών. Χρήση επιταχυνόμενων δοκιμών γήρανσης για τη μελέτη της φυσικής διάρκειας ζωής των εποξυδικών και την ανάλυση των τάσεων και των ρυθμών αλλαγής της απόδοσης, όπως η μερική διάβρωση, κατά τη διάρκεια της ζωής.
Εξελιγμένος σχεδιασμός. Χρήση προηγμένων τεχνολογιών αίσθησης και μέτρησης για την επιτόπια μονταρισμένη παρακολούθηση των χαρακτηριστικών παραμέτρων, όπως τα επίπεδα μερικής διάβρωσης.
Εξιστάμενα Προβλήματα και Οριακές Περιπτώσεις
Οι RMUs με ρευστή μετάλλωση έχουν υψηλότερες τεχνικές και διαδικαστικές απαιτήσεις από τις RMUs με αέριο SF₆. Εάν η τεχνολογία είναι ανεπαρκής ή οι διαδικασίες είναι ανεπαρκείς, τα προβλήματα μετάλλωσης, λειτουργικά σφάλματα και δυνητικά κινδύνους είναι μεγαλύτερα από τις RMUs με αέριο SF₆. Έτσι, οι RMUs με ρευστή μετάλλωση απαιτούν υψηλότερα πρότυπα σε τεχνολογία, διαδικασίες κατασκευής και ποιότητα αρχικών υλικών. Παρ' όλη την αυξανόμενη αποδοχή από τους χρήστες τα τελευταία χρόνια, υπάρχουν ακόμα πολλά προβλήματα από την άποψη της μακροπρόθεσμης βιομηχανικής ανάπτυξης και της αξιοπιστίας των εξοπλισμών:
(1) Προβλήματα Μερικής Διάβρωσης
Σε αντίθεση με την αεριούχη μετάλλωση, όπου η διάρροια αερίου μπορεί να παρακολουθείται και οι διάβρωσεις μπορεί να αυτοανακαμπτούν, η ρευστή μετάλλωση, μόλις βλάψει από διάβρωση, δεν μπορεί να ανακαμφθεί. Οι διάβρωσεις τείνουν να αυξάνονται κατά τη διάρκεια της ζωής του προϊόντος, με δυνητικά αποτελέσματα την κατάρρευση της μετάλλωσης και την προκλήση σύνδεσης μεταξύ φάσεων.
(2) Ρωγμές στα Στοιχεία Μετάλλωσης
Οι πρώτες RMUs με ρευστή μετάλλωση, και εγχώρια και διεθνώς, έχουν αρχίσει να παρουσιάζουν ρωγμές στα στοιχεία μετάλλωσης λόγω μακροχρόνιας πληθυσμιακής ταλάντωσης, λειτουργικής ταλάντωσης, μηχανικών συγκρούσεων, θερμικών κύκλων και παραλλαγών της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, οδηγώντας σε αύξηση της συχνότητας των ατυχημάτων.
(3) Ασφάλεια και Αξιοπιστία της Λειτουργίας Απομόνωσης
Η ασφάλεια και η αξιοπιστία της λειτουργίας απομόνωσης στις RMUs με ρευστή μετάλλωση είναι κρίσιμες. Σήμερα, χρησιμοποιούνται κυρίως παραδοσιακοί τριστάθμιοι αποσυνδέστες, πλήρως ενσωματωμένοι στη ρευστή μετάλλωση. Η απόδοση μετάλλωσης της απομόνωσης εξαρτάται από τον αέριο χώρο μεταξύ των κινητών και σταθερών επαφών και την επιφανειακή απόσταση σκορόδωσης του στοιχείου μετάλλωσης. Η επιφανειακή σκορόδωση μαζί με το στοιχείο μετάλλωσης αυξάνει τον κίνδυνο αποτυχίας της απομόνωσης και του δυνητικού κινδύνου για το προσωπικό. Επιπλέον, οι περιβαλλοντικοί παράγοντες και η γήρανση των υλικών μπορούν να αυξήσουν την επιφανειακή διάρροια, μειώνοντας σημαντικά την απόδοση μετάλλωσης και απειλώντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία της λειτουργίας.
(4) Επιλογή και Ανάπτυξη Υλικών Μετάλλωσης
Η ποιότητα και η απόδοση των βασικών υλικών μετάλλωσης επηρεάζουν άμεσα την αξιοπιστία και τη σταθερότητα του συνόλου. Λόγω της εκτεταμένης χρήσης υλικών μετάλλωσης, η θεώρηση της ανακύκλωσης, της απόσχισης, της επεξεργασίας και της αναχρησιμοποίησης των απορριμμάτων και των συστατικών είναι απαραίτητη για τη μείωση της απώλειας πόρων.
(5) Προβλήματα Στην Διαδικασία Κατάληξης
Ο σχεδιασμός του προϊόντος πρέπει να επιτρέπει εύκολη κατασκευή και συναρμολόγηση, ενώ οι διαδικασίες κατασκευής και συναρμολόγησης πρέπει να επιδιώκουν τη μη ρύπανση του περιβάλλοντος και την επιτυχή χρήση ενέργειας και πόρων. Για τα καταληκτικά προϊόντα, η διατύπωση της διαδικασίας κατάληξης και η επιλογή των εξοπλισμών κατάληξης είναι ειδικά σημαντικές.
Ανάλυση Κλειδικών Τεχνολογιών
(1) Υψηλής Ποιότητας και Αποδοτική Τεχνολογία Κατάληξης
Βάσει της μηχανικής της μερικής διάβρωσης, οι εσωτερικές διάβρωσεις στα στοιχεία ρευστής μετάλλωσης είναι κυρίως αποτέλεσμα των κενών (φυσαλίδων) μέσα στο υλικό. Η συμβατική διαδικασία κατάληξης περιλαμβάνει την τοποθέτηση προθερμασμένων συστατικών σε προθερμασμένη μεταλλική μορφή, την εξάλειψη του χώρου της μορφής, τη βραδεία εισαγωγή θερμού, πλαστικού εποξυδικού και την πλήρη πλαστοποίηση. Αυτή η μέθοδος είναι ανεπαρκής, ακριβής και συχνά αποτυγχάνει να εξαλείψει εντελώς τα φυσαλίδια, οδηγώντας σε πολλά κενά. Αυτά τα κενά μπορούν να προκαλέσουν μερική διάβρωση μετά την έναρξη λειτουργίας, οδηγώντας τελικά σε κατάρρευση μετάλλωσης και απειλώντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία της λειτουργίας. Συνεπώς, είναι απαραίτητη η χρήση προηγμένης, υψηλής ποιότητας και αποδοτικής τεχνολογίας κατάληξης εποξυδικών.
(2) Βελτιστοποίηση του Σχεδιασμού Δομής των Μεταλλωτικών Μονάδων
Ο σχεδιασμός των μεταλλωτικών μονάδων πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις λειτουργικότητας, ελέγχου και εγκατάστασης, ενώ παράλληλα πρέπει να εξασφαλίζει αισθητική ευκολία, μείωση της κατανάλωσης υλικών και αποφυγή υπολειμματικών τάσεων. Οι υπολειμματικές τάσεις μπορούν να προκαλέσουν εσωτερικές και εξωτερικές ρωγμές στα στοιχεία μετάλλωσης, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε μερική διάβρωση και τελικά σε κατάρρευση μετάλλωσης κατά τη λειτουργία. Συνεπώς, είναι απαραίτητη η εξελιγμένη έρευνα σχετικά με την συνολική διάταξη, το πάχος και τις μεταβολές των μεταλλωτικών μονάδων, καθώς και η θεώρηση του σχεδιασμού διάχυσης θερμότητας.
(3) Βελτιστοποίηση του Σχεδιασμού Ηλεκτρικού Πεδίου
Η κορωνίδα διάβρωσης συμβαίνει όταν η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην επιφάνεια ενός ηλεκτρόδου φθάνει στην καταρρεύση της περιβαλλοντικής αερίου, συνήθως σε πολύ μη ομοιόμορφα πεδία. Οξείες άκρες ή κορυφές σε υψηλότερους ηλεκτρόδους μπορεί να συγκεντρώσουν το ηλεκτρικό πεδίο, προκαλώντας κορωνίδα διάβρωση. Ως μορφή μερικής διάβρωσης, η κορωνίδα μπορεί να εξελιχθεί σε κατάρρευση μετάλλωσης με την πάροδο του χρόνου, επηρεάζοντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία της λειτουργίας. Συνεπώς, ο σχεδιασμός των ηλεκτροδών για να εξασφαλίσει ένα επαρκώς αδύναμο και ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο είναι μια κλειδική τεχνολογία. Αποτελεσματικές μεθόδους περιλαμβάνουν τη χρήση λογισμικού προσομοίωσης για τις υπολογιστικές διαδικασίες του ηλεκτρικού πεδίου, τη βελτιστοποίηση της κατανομής του ηλεκτρικού πεδίου και την αναθεώρηση της μετάλλωσης και των ηλεκτρόδων. Μπορεί επίσης να είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν κυκλωτικά στρώματα ή παρόμοια μέτρα για τη μείωση της ισ
