ग्लोबल विकास र सोलिड-इन्सुलेटेड रिंग मेन युनिट्स (RMUs) की महत्त्वपूर्ण प्रविधिहरु

घर और विदेश में विकास की स्थिति

जापान की टोशिबा कॉर्पोरेशन ने 1999 में उच्च प्रदर्शन युक्त एपोक्सी रेजिन सामग्री और ढालन तकनीक विकसित की, और इसके बाद 2002 में 24 किलोवोल्ट ठोस-अवरोधित रिंग मुख्य यूनिट (RMU) लॉन्च की। उत्पाद लाइन बढ़ गई है, और कंपनी अब 72 किलोवोल्ट और 84 किलोवोल्ट की उच्च वोल्टेज स्तर की ओर बढ़ रही है। होलेक, जो मूल रूप से यूरोप का एक पायनियर था, जिसके पास उन्नत डिजाइन धारणाएँ और प्रदूषण नहीं करने वाली पर्यावरण अनुकूल निर्माण प्रक्रियाएँ थीं, बाद में ईटन द्वारा अधिग्रहित किया गया।

होलेक की ठोस-अवरोधित RMU चीन में पेश की गई थी, और कई घरेलू निर्माताओं के स्व-विकसित ठोस-अवरोधित RMU में होलेक के डिजाइन का स्पष्ट प्रभाव देखा जा सकता है। हालांकि चीन इस क्षेत्र में शुरुआत देर से की, फिर भी इसका विकास तेज रहा है। बेइजिंग शुआंगजिए, शेनयांग हाओचेंग, और बेहाई गलेक्सी जैसी प्रतिनिधित्व में कंपनियों ने उत्पाद विकसित किए हैं जो प्रकार परीक्षण पारित किए गए हैं, बड़े पैमाने पर उत्पादन की क्षमता प्राप्त की है, और उन्हें आगे बढ़ाया जा रहा है और तैनात किया जा रहा है।

महत्वपूर्ण तकनीक और विकास की दिशाएँ

ठोस-अवरोधित स्विचगियर के सफल प्रचार और अनुप्रयोग के लिए ठोस-अवरोधित प्रौद्योगिकी का प्राप्त करना और उन्नत करना मौलिक है। विश्वभर के अनेक निर्माताओं, जिनमें टोशिबा और हिटाची शामिल हैं, ने ठोस-अवरोधित प्रौद्योगिकी में मानव, सामग्री और वित्तीय संसाधनों का बड़ा निवेश किया है, जिससे उल्लेखनीय तकनीकी प्रगति हुई है। वैश्विक अनुसंधान परिणामों के एकीकरण के आधार पर, महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियाँ और विकास की दिशाएँ निम्नलिखित हैं:

• नए उच्च प्रदर्शन युक्त एपोक्सी रेजिन का विकास। उच्च प्रदर्शन युक्त एपोक्सी रेजिन का उपयोग वैक्यूम इंटरप्टर को सीधे ढालने के लिए किया जाता है, जिससे ताप चालन सुविधाजनक होती है और सिलिकॉन रबर बफर की आवश्यकता नहीं होती।

• अवरोधन डिजाइन जो आवश्यक व्यतिरिक्त वोल्टेज और आंशिक डिस्चार्ज स्तरों को सुनिश्चित करता है।

• एपोक्सी रेजिन ढालन प्रक्रियाओं का अनुसंधान और विकास, ठोस-अवरोधित घटकों में आंशिक डिस्चार्ज और फिसलन के मुद्दों को संबोधित करने के लिए।

• ठोस-अवरोधित घटकों के सतही शील्डिंग लेयर का अनुसंधान और विकास।

• एपोक्सी रेजिन का स्थिरता विश्लेषण। त्वरित उम्र बढ़ाने वाले परीक्षणों का उपयोग एपोक्सी रेजिन की सामान्य सेवा जीवन का अध्ययन करने और सेवा जीवन के दौरान प्रदर्शन परिवर्तन, जैसे आंशिक डिस्चार्ज, के रुझानों और दरों का विश्लेषण करने के लिए।

• स्मार्ट डिजाइन। उन्नत सेंसिंग और मापन प्रौद्योगिकियों का उपयोग आंशिक डिस्चार्ज स्तर जैसे विशिष्ट पैरामीटरों के ऑनलाइन मापन को गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से अधिक दृश्य बनाने के लिए।

मौजूदा समस्याएँ और सीमाएँ

ठोस-अवरोधित RMU SF₆ गैस-अवरोधित RMU की तुलना में उच्च तकनीकी और प्रक्रिया आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है। यदि प्रौद्योगिकी अपरिपक्व है या प्रक्रियाएँ अपर्याप्त हैं, तो अवरोधन विफलताओं, संचालन विफलताओं और संभावित खतरों की जोखिम SF₆ गैस-अवरोधित यूनिटों की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, ठोस-अवरोधित RMU तकनीक, निर्माण प्रक्रियाओं और उपकरणों की गुणवत्ता में उच्च मानकों की आवश्यकता होती है। हाल के वर्षों में उपयोगकर्ताओं की स्वीकृति बढ़ने के बावजूद, लंबी अवधि के औद्योगिक विकास और उपकरणों की विश्वसनीयता के दृष्टिकोण से कई मुद्दे अभी भी रहते हैं:

(1) आंशिक डिस्चार्ज मुद्दे

गैस-अवरोधित प्रणाली के विपरीत, जहाँ गैस लीकेज की निगरानी की जा सकती है और डिस्चार्ज स्व-पुनर्स्थापित हो सकते हैं, ठोस-अवरोधित प्रणाली में, डिस्चार्ज से नुकसान होने पर यह पुनर्स्थापित नहीं हो सकता। डिस्चार्ज उत्पाद के जीवनकाल में बढ़ते रहते हैं, जो अवरोधन विफलता और फेज-से-फेज छोटे सर्किट के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं।

(2) अवरोधन घटकों का फिसलना

घरेलू और विदेशी दोनों देशों में प्रारंभिक ठोस-अवरोधित RMU ने लंबी अवधि के विद्युत आवृत्ति के कंपन, संचालन कंपन, यांत्रिक प्रभाव, ऊष्मा चक्र और पर्यावरणीय तापमान के उतार-चढ़ाव के कारण अवरोधन घटकों में फिसलने का दृश्य दिखाया है, जिससे दुर्घटनाओं की दर बढ़ गई है।

(3) अलगाव कार्य की सुरक्षा और विश्वसनीयता

ठोस-अवरोधित RMU में अलगाव कार्य की सुरक्षा और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, परंपरागत तीन-स्थिति डिसकनेक्ट स्विच मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं, जो पूरी तरह से ठोस-अवरोधित यूनिट के भीतर ढाले जाते हैं। अलगाव ब्रेक की अवरोधन प्रदर्शन गतिशील और स्थिर संपर्कों के बीच के हवा के अंतराल और अवरोधन घटक के सतही क्रीपेज दूरी पर निर्भर करता है। अवरोधन घटक के साथ सतही फ्लैशओवर ब्रेक विफलता और संभावित व्यक्तिगत खतरों का जोखिम बढ़ाता है। इसके अलावा, पर्यावरणीय कारक और सामग्री का पुराना होना सतही लीकेज धाराओं को बढ़ा सकता है, जो अवरोधन प्रदर्शन को बहुत कम कर सकता है और सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को खतरे में डाल सकता है।

(4) अवरोधन सामग्री का चयन और विकास

प्राथमिक अवरोधन सामग्री की गुणवत्ता और प्रदर्शन पूरे यूनिट की विश्वसनीयता और स्थिरता पर अधिकाधिक प्रभाव डालता है। अवरोधन सामग्री के व्यापक उपयोग के दृष्टिकोण से, कचरा सामग्री और घटकों को पुनर्चक्रित, अलग-थलग, उपचारित और पुनर्उपयोग करने के लिए विचार आवश्यक हैं, जिससे संसाधनों की बर्बादी को न्यूनतम रखा जा सके।

(5) ढालन प्रक्रिया के मुद्दे

उत्पाद डिजाइन निर्माण और असेंबली को सुविधाजनक बनाना चाहिए, जबकि निर्माण और असेंबली प्रक्रियाएँ पर्यावरण प्रदूषण को न्यूनतम या शून्य रखने और ऊर्जा और संसाधनों का इष्टतम उपयोग करने का लक्ष्य रखनी चाहिए। ढाले गए उत्पादों के लिए, ढालन प्रक्रिया का सूत्र और ढालन उपकरणों का चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकी विश्लेषण

(1) उच्च गुणवत्ता और उच्च दक्षता वाली ढालन प्रौद्योगिकी

आंशिक डिस्चार्ज के तंत्र के आधार पर, ठोस-अवरोधित घटकों में आंतरिक डिस्चार्ज मुख्य रूप से सामग्री के भीतर रिक्त स्थान (बुलबुले) के कारण होता है। पारंपरिक ढालन में, पूर्व-गर्मित घटकों को पूर्व-गर्मित धातु के मोल्ड में रखा जाता है, मोल्ड के गुहा को रिक्त किया जाता है, गर्म, जेल करने योग्य एपोक्सी रेजिन को धीरे-धीरे इंजेक्ट किया जाता है, और जेल किया जाता है। यह विधि अप्रभावी, महंगी, और अक्सर बुलबुलों को पूरी तरह से निकालने में असफल रहती है, जिससे बहुत सारे रिक्त स्थान बन जाते हैं। ये रिक्त स्थान आयोजन के बाद आंशिक डिस्चार्ज का कारण बन सकते हैं, जो अंततः अवरोधन विफलता और सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को खतरे में डाल सकते हैं। इसलिए, उन्नत, उच्च गुणवत्ता वाली और दक्ष एपोक्सी रेजिन ढालन प्रौद्योगिकी का उपयोग करना आवश्यक है।

(2) अवरोधन मॉड्यूल संरचना डिजाइन का सुधार

अवरोधन मॉड्यूल डिजाइन को कार्यात्मक, जांच और इंस्टॉलेशन की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, साथ ही आकर्षक दिखना, सामग्री की खपत को कम करना और अवशिष्ट तनाव से बचना चाहिए। अवशिष्ट तनाव अवरोधन घटकों में आंतरिक और बाहरी फिसलन का कारण बन सकता है, जो संचालन के दौरान आंशिक डिस्चार्ज और अंततः अवरोधन विफलता का कारण बन सकता है। इसलिए, अवरोधन मॉड्यूल की कुल व्यवस्था, मोटाई, और रूपांतरण पर गहन अनुसंधान की आवश्यकता है, और ताप विसरण डिजाइन का ध्यान रखना चाहिए।

(3) विद्युत क्षेत्र डिजाइन का सुधार

कोरोना डिस्चार्ज तब होता है जब एक चालक के सतह के पास विद्युत क्षेत्र की ताकत आसपास की गैस की विद्युत तोड़ने वाली ताकत तक पहुंच जाती है, आमतौर पर बहुत असमान क्षेत्रों में। उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रोडों के तेज किनारे या बिंदु विद्युत क्षेत्र को एकत्रित कर सकते हैं, जो कोरोना डिस्चार्ज का कारण बनता है। आंशिक डिस्चार्ज के एक रूप के रूप में, कोरोना समय के साथ अवरोधन विफलता तक पहुंच सकता है, सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को प्रभावित करता है। इसलिए, चालक घटकों को डिजाइन करना जिससे विद्युत क्षेत्र की ताकत बहुत कम और समान रहे, एक महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकी है। प्रभावी विधियाँ शामिल हैं: विद्युत क्षेत्र की गणना के लिए सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग, विद्युत क्षेत्र के वितरण का सुधार, और अवरोधन और इलेक्ट्रोड आकारों का सुधार। विद्युत क्षेत्र की ताकत को कम करने के लिए शील्डिंग रिंग या इसी तरह की उपायों की आवश्यकता हो सकती है।

(4) शील्डिंग लेयरों का अनुसंधान और डिजाइन

अवरोधन मॉड्यूलों की बाहरी सतह पर ग्राउंड किया गया धातु शील्डिंग लेयर लगाने का प्राथमिक उद्देश्य निम्नलिखित है: पहले, अवरोधन विफलता के मामले में फेज-से-ग्राउंड केवल शॉर्ट-सर्किट को सीमित करना, आंतरिक आर्किंग ऊर्जा और दोष की संभावना को कम करना; दूसरा, किसी भी पर्यावरण में अवरोधन प्रदर्शन को बनाए रखना, सतह की सफाई की आवश्यकता नहीं, रखरखाव-मुक्त संचालन, और धातु के विदेशी वस्तुओं के आवरण में प्रवेश के बाद भी विद्युत क्षेत्र के वितरण को अपरिवर्तित रखना।

(5) एपोक्सी रेजिन स्थिरता का अनुसंधान और विश्लेषण