Методи за монтиране на вакуумни прекъснатели и проектиране на твърда изолация в кръгови разпределителни устройства

Избор на метод за монтиране на вакуумен прекъсвач в дизайна с твърда изолация

Ключовият проблем при проектирането на компоненти с твърда изолация е дали да се използва директно капсулиране или последващо залитане за вакуумния прекъсвач. Ако се приеме директното капсулиране, може да има определена ставка от брак поради проблеми с APG процеса или качеството на вакуумния прекъсвач. Освен това, директното капсулиране води до по-лошо разпространение на топлина в основния проводен път и изисква по-високи характеристики на материала, което затруднява масовото производство, тъй като различни клиенти могат да избират вакуумни прекъсвачи от различни производители.

Ако се използва последваща инсталация и залитане, все още може да се гарантира външна изолация, а цената на вакуумния прекъсвач е по-ниска, тъй като не са необходими специализирани капсулирани пръчкови прекъсвачи. По време на залитането, буферен слой около прекъсвача не е нужен - достатъчен е повърхностен обработки. Този процес е прилаган усъвършенствано във външни вакуумни прекъсвачи за много години. Освен това, когато продуктът се нагорещява, силиконовата гума около прекъсвача има по-голяма гъвкавост, което осигурява по-добро облекчаване на напрежението.

Избор на температурата на стъкловидно преобразование в дизайна с твърда изолация

Обикновено, колкото по-висока е температурата на стъкловидно преобразование, толкова по-хрупък е материалът и по-склонен е към пукане. Ако температурата на стъкловидно преобразование се избира само на основата на термична устойчивост, само няколко материала могат да достигнат както висока температура на стъкловидно преобразование, така и отлична устойчивост към пукане. Обаче, такива материали са много скъпи, което значително увеличава разходите за производство. Ако цената на новия продукт е много по-висока от цената на съществуващите, потребителското приемане ще бъде значително намалено.

Затова, изборът на температурата на стъкловидно преобразование може да се основава на тази, използвана в изолационните компоненти на SF₆ газово изолирано комутационно устройство, като SF₆ корпуси, в които горните и долните контакти също са вградени в резина. Използваните материали обикновено имат температура на стъкловидно преобразование около 100°C, и тези продукти са в употреба за много години с много малко инциденти, причинени от прекомерно нагорещяване, което показва разумността на този избор. От гледна точка на комутационното устройство, контролът на температурното повишаване е също важен - трябва да се вземат предвид достатъчната проводимост на основния път, контролът на проводимостта на материала, качеството на гальваноплащането и точността на сборката, а също и контролът и намаляването на околната температура чрез конструктивен дизайн. Спецификациите на материала трябва да бъдат комплексно оценени, съчетани с оперативен опит от подобни продукти.

Дизайн на изходни бушони в компоненти с твърда изолация

В дизайна на изходни бушони за компоненти с твърда изолация, входящите бушони обикновено са пряки, докато изходящите бушони понякога използват извит дизайн. Извитите бушони са по-трудни за производство, с главни предизвикателства, включващи:

• Съвпадение между проводника и формата, където може да се появи деформация по време на предварителната обработка на проводника;

• Пукане след формуване на продукта, тъй като проводникът е на висока температура по време на формуването, и неправилен контрол на процеса може да доведе до пукане след охлаждане. Освен това, при дизайна трябва да се вземе предвид дали може да се появи разряд към монтажната гайка по време на последващата инсталация.

Дизайн на проводни компоненти и свързване на проводни пътища в твърдата изолация

При дизайна на основните проводни компоненти, трябва да се постигат плавни преходи, доколкото е възможно, при спазване на изискванията за проводимост - предпочитано закръглено, а не остър ъгъл. За свързване трябва да се използва сваряване вместо болтови свързания, за да се минимизира коронарният разряд и да се предотврати пукане. За подвижни свързания, предпочитан е тип свързване като ножовски прекъсвач, което намалява разходите в сравнение с плъгин типовете, снижава изискванията за размери и позиционна точност на проводниците и позволява по-лесно регулиране на съпротивлението на контура.

На основата на общите изисквания за съпротивление на контура, е препоръчително да се зададе съпротивлението на проводните части, вградени в резина, особено за сварени проводници, за да се избегне бракуване на продукта поради прекомерно съпротивление, причинено от лошо качество на сваряването. Чрез оптимизация на формата на проводника, може да се намали електрическата интензитет към земята (повърхностен заземващ слой), да се подобри адхеренцията с резината и да се увеличи общата механична устойчивост на изолационния компонент.

Дизайн на повърхностен заземващ слой в компоненти с твърда изолация

Леченията на повърхностен заземващ слой включват външно покриване с проводима силиконова гума, приложение на проводима лепило (или боя) или метално спрей. Независимо от използвания метод, основната цел е да се контролира частичният разряд. Без ефективен контрол, частичният разряд лесно може да доведе до пробив, което също е свързано с дизайна на дебелината на резиновия слой. В сравнение с други изолационни компоненти с защита, структурата на твърдата изолация е значително различна - другите компоненти обикновено имат цилиндрично поле между високо напрежение и земя, дали високото напрежение е защитна мрежа или кръгов проводник.

В твърдата изолация, обаче, секцията с високо напрежение включва както кръгови, така и плоски повърхности, докато земята е плоска, което изисква внимателно обмисляне на тези структурни различия и техните влияния върху производителността. От техническа гледна точка, два ключови изисквания за заземващия слой са непрекъснатост и ниво на частичен разряд. По време на транспортиране, инсталация, особено на място, всякакво повредяване или отделяне може да причини частичен разряд на края на заземващия слой, което поставя нови предизвикателства за последващата експлуатация и защита.

От гледна точка на разпространението на топлина, металното спрей предлагат най-добро изпълнение поради по-добра теплопроводимост, което значително подобрява устойчивостта срещу различни фактори на стареене, особено термични цикли. Защитата на заземващия слой трябва да бъде взета предвид по време на производството на изолационния компонент, и защитата на продукта по време на обработката на заземващия слой също е съществена.

Дизайн на сборката на твърдото изолационно тяло и бушони

Повечето дизайни разделят основното тяло от входящите и изходящите бушони, включително свързването между изолационните тръби на предпазителя и бушоните, които са в твърдо контакт по време на инсталация. Контролът на размерите е важен, но контролът на процеса по време на сборка е също толкова критичен. Ако има празни пространства, или ако при сборката се въведе прах или влага (от околната кондензация), може да се появи разряд към монтажната гайка. Освен това, кръговите главни устройства имат компактна структура, така че разположението трябва да се вземе предвид за лесна инсталация на входящите/изходящите изолации и кабели, особено кабелни завършвания, които вече изискват високо качество на инсталация. Неудобната инсталация лесно може да доведе до качествени проблеми и да причини пробив на изолацията.

Заключение

Кръговите главни устройства с твърда изолация имат значителен потенциал на пазара. Изследванията върху техния основен компонент - твърдия изолационен елемент - имат широки перспективи. С усъвършенстването на дизайна на твърдата изолация, технологията за кръговите главни устройства с твърда изолация ще постигне допълнително напредък.