طرق تركيب المطفئ الفراغي وتصميم العزل الصلب في الوحدات الدائرية الرئيسية

اختيار طريقة تركيب القاطع الفراغي في تصميم العزل الصلب

القضية الرئيسية في تصميم مكونات العزل الصلب هي ما إذا كان سيتم استخدام التغليف المباشر أو التغليف اللاحق للقاطع الفراغي. إذا تم اختيار التغليف المباشر، فقد يكون هناك نسبة معينة من الخراب بسبب مشاكل عملية APG أو مشاكل جودة القاطع الفراغي. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي التغليف المباشر إلى تبريد أسوأ للموصل الرئيسي ويحتاج إلى أداء مواد أعلى، مما يجعل الإنتاج الضخم صعبًا نظرًا لأن العملاء المختلفين قد يختارون قواطع فراغية من مصنعين مختلفين.

إذا تم استخدام التركيب والتغليف اللاحق، يمكن ضمان العزل الخارجي وتكون تكلفة القاطع الفراغي أقل، حيث لا تتطلب قواطع فراغية متخصصة ومغلقة. أثناء التغليف، لا يحتاج القاطع إلى طبقة عازلة حوله - يكفي المعالجة السطحية. وقد تم تطبيق هذه العملية بشكل ناضج في المقاطع الكهربائية الفراغية الخارجية لسنوات عديدة. بالإضافة إلى ذلك، عندما يسخن المنتج، تكون المطاط السيليكوني المحيط بالقاطع أكثر مرونة، مما يوفر تخفيف أفضل للتوتر.

اختيار درجة حرارة انتقال الزجاج في تصميم العزل الصلب

عادةً، كلما ارتفعت درجة حرارة انتقال الزجاج، أصبحت المادة أكثر هشاشة وأكثر عرضة للتشقق. إذا تم اختيار درجة حرارة انتقال الزجاج بناءً فقط على مقاومة الحرارة، فإن عدد قليل فقط من المواد يمكن أن يحقق درجة حرارة انتقال زجاج عالية ومقاومة ممتازة للتشقق. ومع ذلك، فإن هذه المواد غالية الثمن، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة الإنتاج. إذا كان سعر المنتج الجديد أعلى بكثير من المنتجات الموجودة، فسوف يقل قبول العملاء بشكل كبير.

لذلك، يمكن أن يشير اختيار درجة حرارة انتقال الزجاج إلى ما يتم استخدامه في مكونات عزل الأجهزة المحملة بغاز SF₆، مثل أغلفة SF₆، حيث يتم دفن نقاط الاتصال العلوية والسفلية أيضًا في راتنج. المواد المستخدمة عادةً لها درجة حرارة انتقال زجاج حوالي 100°C، وهذه المنتجات تعمل منذ سنوات عديدة مع حوادث قليلة ناتجة عن الارتفاع الحراري، مما يشير إلى صحة هذا الاختيار. من منظور الجهاز الكهربائي، يعتبر التحكم في الارتفاع الحراري أمرًا أساسيًا أيضًا - مع مراعاة قدرة الحمل الكافية للدائرة الرئيسية، والتحكم في توصيلية المادة وجودة الطلاء والدقة في التجميع، وكذلك التحكم في خفض درجة الحرارة المحيطة عبر التصميم الهيكلي. يجب تقييم المواصفات المادية بشكل شامل، مع الأخذ في الاعتبار الخبرة التشغيلية للمنتجات المماثلة.

تصميم الأنابيب الخارجية في مكونات العزل الصلب

في تصميم الأنابيب الخارجية لمكونات العزل الصلب، تكون الأنابيب الداخلية عادةً من النوع المستقيم، بينما تستخدم الأنابيب الخارجية أحيانًا تصميماً منحنٍ. الأنابيب المنحنية صعبة الصنع، والأهم من تحدياتها:

• المطابقة بين الموصل والقالب، حيث قد يحدث تشوه خلال المعالجة الأولية للموصل؛

• التشقق بعد صب المنتج، حيث يكون الموصل في درجة حرارة عالية أثناء الصب، وقد يؤدي السيطرة غير المناسبة على العملية إلى تشققات بعد التبريد. بالإضافة إلى ذلك، يجب النظر في التصميم فيما إذا كان قد يحدث تسرب كهربائي إلى مسمار التثبيت أثناء التثبيت اللاحق.

تصميم المكونات الموصلة وربط الدائرة الموصلة في العزل الصلب

عند تصميم المكونات الموصلة الرئيسية، يجب تحقيق انتقالات سلسة قدر الإمكان تحت شرط تلبية متطلبات القدرة على التحميل - الأفضل أن تكون مستديرة بدلاً من زاوية. يجب استخدام اللحام للربط بدلاً من الوصلات المثبتة بالبراغي لتقليل التفريغ الكهربائي ومنع التشقق. بالنسبة للوصلات المتحركة، يفضل استخدام نوع الوصلة ذات الشفرة، مما يقلل التكلفة مقارنة بأنواع الوصلة القابلة للإدخال، ويقلل من متطلبات أبعاد الموصل والدقة الموضعية، ويجعل تعديل مقاومة الحلقة أسهل.

بناءً على متطلبات مقاومة الحلقة العامة، من الأفضل تحديد مقاومة الحلقة للمكونات الموصلة المدمجة في الراتنج، خاصة للموصلات الملحومة، لتجنب إلغاء المنتج بسبب المقاومة الزائدة الناجمة عن جودة اللحام السيئة. من خلال تحسين تصميم شكل الموصل، يمكن تقليل شدة المجال الكهربائي للأرض (طبقة الأرض السطحية)، وتحسين الالتصاق بالراتنج، وتعزيز القوة الميكانيكية الكلية للمكون العازل.

تصميم طبقة الأرض السطحية في مكونات العزل الصلب

تشمل معالجات طبقة الأرض السطحية الطلاء الخارجي بمركب السيليكون الموصل، أو تطبيق الغراء الموصل (أو الطلاء)، أو الرش المعدني. بغض النظر عن الطريقة المستخدمة، فإن الهدف الأساسي هو التحكم في التفريغ الجزئي. بدون سيطرة فعالة، يمكن أن يؤدي التفريغ الجزئي بسهولة إلى الانهيار، وهو أيضًا مرتبط بتصميم سمك الطبقة الراتنجية. مقارنة بمكونات العزل الأخرى المحمية، يختلف هيكل العزل الصلب بشكل كبير - غالبًا ما يكون لدى المكونات الأخرى مجالًا كهربائيًا أسطوانيًا متمركزًا بين نهاية الجهد العالي والنهاية الأرضية، سواء كانت نهاية الجهد العالي شبكة حماية أو موصل دائري.

في العزل الصلب، تشمل القسم ذو الجهد العالي كلاً من الأسطح الدائرية والمسطحة، بينما تكون النهاية الأرضية مسطحة، مما يتطلب النظر بعناية في كيفية تأثير هذه الاختلافات الهيكلية على الأداء. من الناحية التقنية، هناك متطلبان رئيسيان لطبقة الأرض هما الاستمرارية ومستوى التفريغ الجزئي. أثناء النقل والتثبيت، خاصة العمل في الموقع، قد تسبب أي ضرر أو تقشر في الحافة الجانبية لطبقة الأرض حدوث تفريغ جزئي، مما يشكل تحديات جديدة للتشغيل والحماية اللاحقة.

من منظور التبريد، يقدم الرش المعدني أفضل أداء بسبب قدرته العالية على التوصيل الحراري، مما يعزز بشكل كبير من الاستقرار ضد مختلف عوامل الشيخوخة، خاصة الدورة الحرارية. يجب النظر في حماية طبقة الأرض أثناء تصنيع مكون العزل، كما أن حماية المنتج أثناء معالجة طبقة الأرض أمر ضروري أيضًا.

تصميم التجميع لجسم العزل الصلب وأنابيب العبور

غالبًا ما يتم فصل الجسم الرئيسي عن الأنابيب الداخلة والخارجة، بما في ذلك الاتصال بين أنابيب عزل المصهر وأنابيب العبور، والتي تكون في اتصال صلب أثناء التثبيت. تعتبر السيطرة على الأبعاد مهمة، ولكن السيطرة على العملية أثناء التجميع بنفس القدر من الأهمية. إذا كانت هناك فجوات اتصال، أو إذا تم إدخال الغبار أو الرطوبة (من تكاثر البيئة) أثناء التجميع، فقد يحدث تفريغ كهربائي إلى مسمار التثبيت. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوحدات الرئيسية الحلقة لها هياكل مضغوطة، لذا يجب أن يأخذ التخطيط في الاعتبار سهولة التثبيت للعزل الداخل والخارج وكابلات، خاصة نهايات الكابلات، التي تحتاج بالفعل إلى جودة تثبيت عالية. التثبيت غير المريح قد يؤدي بسهولة إلى مشاكل جودة وتسبب انهيار العزل.

خاتمة

لدى الوحدات الرئيسية الحلقة ذات العزل الصلب إمكانات سوقية كبيرة. البحث عن مكونها الأساسي - العنصر العازل الصلب - له آفاق واسعة. مع استمرار تحسين تصميم العزل الصلب، ستتحقق تقدمًا أكبر في تكنولوجيا الوحدات الرئيسية الحلقة ذات العزل الصلب.