Kati İçi Yalıtlı Halka Ana Birimlerinin (RMU) Küresel Gelişim ve Ana Teknolojileri
Yurt İçi ve Dışındaki Gelişme Durumu
Japonya merkezli Toshiba Corporation, 1999 yılında yüksek performanslı epoksi reçine malzemeleri ve döküm teknolojisini geliştirdi ve ardından 2002 yılında 24 kV katı yalıtımlı halka anahtarlama ünitesini (RMU) piyasaya sürdü. Ürün yelpazesi daha sonra genişletildi ve şirket şu anda 72 kV ve 84 kV gibi daha yüksek gerilim seviyelerine doğru ilerliyor. Holec, orijinal olarak Avrupa'da öncü bir firma olan, gelişmiş tasarım kavramlarına ve kirliliğe neden olmayan çevre dostu üretim süreçlerine sahip oldu, daha sonra Eaton tarafından satın alındı.
Holec'in katı yalıtım RMU'ları Çin'e ilk tanıtılanlardan oldu ve birçok yerel üreticinin kendileri tarafından geliştirilen katı yalıtım RMU'larında Holec'in tasarımlarından açık etkiler görülmektedir. Çin bu alanda daha geç başlamasına rağmen, gelişmesi hızlı olmuştur. Beijing Shuangjie, Shenyang Haocheng ve Beihai Galaxy gibi temsilci firmalar, tip testlerinden geçen, toplu üretim kapasitesine ulaşmış ve giderek daha fazla teşvik edilip dağıtılan ürünler geliştirmişlerdir.
Ana Teknolojiler ve Gelişim Trendleri
Katı yalıtım teknolojisinin başarıyla tanıtılması ve uygulanması için, bu teknolojinin kopuculuğu ve ilerlemesi temeldir. Toshiba ve Hitachi dahil olmak üzere dünya çapında birçok üretici, katı yalıtım teknolojisine önemli miktarda insan, madde ve finansal kaynak yatırarak belirgin teknik ilerleme kaydetmiştir. Küresel araştırma sonuçlarının entegrasyonuna dayanarak, ana teknik zorluklar ve gelişim trendleri aşağıdaki gibidir:
Yeni yüksek performanslı epoksi reçinelerin geliştirilmesi. Yüksek performanslı epoksi reçinelerin vakum kesici elemanlarını doğrudan kapsüllemesi, ısı iletimini sağlar ve silikon lastik tamponların gerekmemesini sağlar.
Gerekli dayanma gerilimi ve kısmi salınım düzeylerini sağlamak için yalıtım tasarımı.
Katı yalıtım bileşenlerindeki kısmi salınım ve çatlak sorunlarını çözmek için epoksi reçine döküm süreçlerinin araştırılması ve geliştirilmesi.
Katı yalıtım bileşenleri için yüzey ekranlama tabakalarının araştırılması ve geliştirilmesi.
Epoksi reçinelerinin istikrar analizi. Epoksi reçinelerin normal hizmet ömrünü incelemek ve hizmet ömrü boyunca kısmi salınım gibi performans değişimlerinin eğilimlerini ve oranlarını analiz etmek için hızlandırılmış yaşlandırma testlerinin kullanılması.
Akıllı tasarım. Gelişmiş algılama ve ölçüm teknolojilerinin kullanılarak kısmi salınım düzeyi gibi karakteristik parametrelerin çevrimiçi nitel ve nicel izlenmesi.
Mevcut Sorunlar ve Kısıtlamalar
Katı yalıtım RMU'ları, SF₆ gaz yalıtım RMU'larından daha yüksek teknik ve üretim gereksinimlerine sahiptir. Eğer teknoloji olgunlaşmamışsa veya süreçler yetersizse, yalıtım arızaları, operasyonel hatalar ve potansiyel tehlikeler, SF₆ gaz yalıtım ünitelerinden daha fazladır. Bu nedenle, katı yalıtım RMU'ları, teknoloji, üretim süreçleri ve ham madde kalitesi açısından daha yüksek standartlar gerektirir. Son yıllarda kullanıcı kabulünün artmasına rağmen, uzun vadedeki endüstriyel gelişim ve ekipman güvenilirliği açısından bazı sorunlar hala mevcuttur:
(1) Kısmi Salınım Sorunları
Gaz yalıtımında, gaz sızıntısı izlenebilir ve salınım kendiliğinden kurtarılabilirken, katı yalıtım, salınım tarafından zarar gördüğünde kurtarılamaz. Salınım, ürünün ömrü boyunca büyüyecek ve sonunda yalıtım çöküşüne ve faz arası kısa devrelere yol açabilir.
(2) Yalıtım Bileşenlerinde Çatlak Oluşumu
Erken dönem katı yalıtım RMU'ları, hem yerel hem de uluslararası, uzun süreli güç frekans titreşimleri, operasyonel titreşimler, mekanik darbeler, termal döngüler ve çevre sıcaklık değişiklikleri nedeniyle yalıtım bileşenlerinde çatlak oluşmaya başladı. Bu, kazaların artmasına yol açmaktadır.
(3) İzolasyon Fonksiyonunun Güvenilirliği ve Güvenliği
Katı yalıtım RMU'larındaki izolasyon fonksiyonunun güvenilirliği ve güvenliği kritik öneme sahiptir. Şu anda, geleneksel üç pozisyonlu ayırıcı anahtarlar, katı yalıtım içinde tamamen kapsüllenmiş olarak kullanılmaktadır. İzolasyon kesmenin yalıtım performansı, hareketli ve sabit kontaklar arasındaki hava boşluğu ve yalıtım bileşeninin yüzey kayma mesafesine bağlıdır. Yalıtım bileşeninin yüzeyindeki yüzey paraziti, kesme başarısızlığı ve potansiyel personel tehlikeleri riskini artırır. Ayrıca, çevre faktörleri ve malzemenin yaşlanması, yüzey akım sızıntılarını artırarak yalıtım performansını önemli ölçüde azaltabilir ve güvenli ve güvenilir operasyonu tehdit edebilir.
(4) Yalıtım Malzemesi Seçimi ve Geliştirilmesi
Birincil yalıtım malzemelerinin kalitesi ve performansı, tüm ünitenin güvenilirliği ve istikrarını doğrudan etkiler. Yalıtım malzemelerinin yaygın kullanımı göz önüne alındığında, atık malzemelerin ve bileşenlerin geri dönüşümü, ayrıştırılması, işlenmesi ve yeniden kullanılması konularında düşünülmelidir ki, kaynakların boşa harcaması en aza indirilsin.
(5) Kapsülleme Süreç Sorunları
Ürün tasarımı, üretim ve montaj kolaylığını sağlamalıdır, ancak üretim ve montaj süreçleri, çevresel kirliliği en aza indirip enerji ve kaynakları en iyi şekilde kullanmalıdır. Kapsüllü ürünler için, kapsülleme sürecinin formüle edilmesi ve kapsülleme ekipmanlarının seçilmesi özellikle kritik önem taşır.
Ana Teknoloji Analizi
(1) Yüksek Kaliteli, Yüksek Verimli Kapsülleme Teknolojisi
Kısmi salınım mekanizmasına dayanarak, katı yalıtım bileşenlerindeki iç salınım, çoğunlukla malzeme içindeki boşluklar (baloncuklar) nedeniyledir. Geleneksel kapsüllemede, önceden ısıtılmış bileşenler önceden ısıtılmış metal kalıp içine yerleştirilir, kalıp boşluğu tahliye edilir, ısıtılmış, polimerleşebilen epoksi reçine yavaşça enjekte edilir ve polimerleştirilir. Bu yöntem, verimsiz, pahalı ve genellikle baloncukları tamamen ortadan kaldıramaz, bu da birçok boşluğun oluşmasına neden olur. Bu boşluklar, komisyondan sonra kısmi salınım oluşturabilir, sonunda yalıtım çöküşüne ve güvenli ve güvenilir operasyonu tehlikeye atabilir. Bu nedenle, gelişmiş, yüksek kaliteli ve verimli epoksi reçine kapsülleme teknolojisinin benimsenmesi önemlidir.
(2) Yalıtım Modülü Yapı Tasarımının Optimizasyonu
