Montagemetoder for vakuumafbrydere og solid isoleringsdesign i ringhovedenheder

Valg af monteringsmetode for vakuumafbryder i solid isoleringsdesign

Den vigtigste udfordring i designet af solide isoleringskomponenter er, om man skal bruge direkte omslutning eller senere potting af vakuumafbryderen. Hvis direkte omslutning anvendes, kan der opstå en vis skraprocent på grund af APG-problemer eller kvalitetsproblemer med vakuumafbryderen. Desuden giver direkte omslutning dårligere varmeafledning i den primære ledebane og kræver højere materialeegenskaber, hvilket gør massedrift svær, da forskellige kunder kan vælge vakuumafbrydere fra forskellige producenter.

Hvis efterfølgende installation og potting anvendes, kan ydre isolation stadig sikres, og kostprisen for vakuumafbryderen er lavere, da specialomsluttede stangtypeafbrydere ikke er nødvendige. Under potting er en bufferlag rundt om afbryderen unødvendig—overfladebehandling rækker. Denne proces har været modent anvendt i udenforluftsvakuumkredsløbsafbrydere i mange år. Desuden har silikonekautsjuk ved produktets opvarmning større fleksibilitet, hvilket giver bedre spændingssvinding.

Valg af glastransitionstemperatur i solid isoleringsdesign

Generelt er det, jo højere glastransitionstemperaturen, des sprøjere materialet og desto mere følsomt over for knusning. Hvis glastransitionstemperaturen vælges udelukkende baseret på varmestabilitet, kan kun få materialer opnå både høj glastransitionstemperatur og fremragende knusningsbestandighed. Dog er sådanne materialer meget dyre, hvilket betydeligt øger produktionsomkostningerne. Hvis et nyt produkts pris er meget højere end eksisterende, vil kundetilliden blive betydeligt reduceret.

Derfor kan valget af glastransitionstemperatur referere til det, der anvendes i SF₆ gasisolerede kredsløbsafbrydere komponenter, som SF₆ beholder, hvor øvre og nedre kontakter også er indlejret i hars. De anvendte materialer har typisk en glastransitionstemperatur på ca. 100°C, og disse produkter har været i drift i mange år med meget få hændelser forårsaget af overophedning, hvilket indikerer denne valgs rationalitet. Fra kredsløbsafbryderperspektivet er kontrol af temperaturstigning også afgørende—ved at tage højde for tilstrækkelig strømføringsevne i den primære ledebane, kontrol af materialeledning, belægningskvalitet og monteringspræcision, samt kontrol og reduktion af omgivende temperatur gennem strukturelt design. Materiale specifikationer bør evalueres samlet, kombineret med driftserfaring fra lignende produkter.

Design af udgangsbuske i solide isoleringskomponenter

I designet af udgangsbuske for solide isoleringskomponenter er indgangsbuske generelt gennemførende, mens udgangsbuske nogle gange anvender et buet design. Buet buske er sværere at producere, med de hovedudfordringer inkluderer:

• Justering mellem leder og form, hvor deformering kan forekomme under leders forbehandling;

• Knusning efter produktformning, da ledern er ved høj temperatur under formning, og utilstrækkelig proceskontrol kan føre til knusning efter køling. Desuden bør der under design overvejes, om der kan opstå udladning til installationsmutteren under efterfølgende installation.

Design af ledekompontenter og forbindelse af ledebaner i solid isolering

Når man designer de primære ledekompontenter, bør glatte overgange opnås, hvor det er muligt under forudsætning af, at strømføringsevnen opfyldes—hvorved runde former er foretrukket frem for spidse. Forbindelser bør foretages ved svampe frem for skruetråde for at minimere koronaudladning og forhindre knusning. For bevægelige forbindelser er en knivskaldestype forbindelse foretrukket, da dette reducerer omkostninger i forhold til stikforbindelser, sænker kravene til lederdimensioner og positionsprecision, og gør det lettere at justere løbsmodstand.

Baseret på de samlede krav til løbsmodstand, er det anbefalet at specificere løbsmodstanden for ledekompontenter, der er inddannet i hars, især for svampe leder, for at undgå produktudsortering på grund af for høj modstand, forårsaget af dårlig svampkvalitet. Ved at optimere ledernes form, kan elektriske feltstyrken til jorden (overflade jordlag) reduceres, klistring med hars forbedres, og den samlede mekaniske styrke af isoleringskomponenten forbedres.

Design af overflade jordlag i solide isoleringskomponenter

Behandlinger af overflade jordlag inkluderer eksternt beklædning med ledbar silikonekautsjuk, anvendelse af ledbare lim (eller maling), eller metal spray. Uanset metoden, er det centrale mål at kontrollere partielle udladninger. Uden effektiv kontrol kan partielle udladninger let føre til nedbrydning, hvilket også er relateret til designet af harslagets tykkelse. I forhold til andre skjulte isoleringskomponenter, adskiller strukturen af solid isolering sig markant—andre komponenter har typisk et koncentrisk cylindrisk elektrisk felt mellem højspændings- og jordenden, uanset om højspændingsenden er en skjultnet eller en cirkulær leder.

I solid isolering inkluderer højspændingssektionen både cirkulære og flade overflader, mens jordenden er flad, hvilket kræver omhyggelig overvejelse af, hvordan disse strukturelle forskelle påvirker præstationen. Fra et teknisk perspektiv, er to vigtige krav til jordlaget kontinuitet og niveau af partielle udladninger. Under transport, installation, især på stedet arbejde, kan enhver påvirkning, skader eller afplacering forårsage partielle udladninger ved jordlagets kant, hvilket stiller nye udfordringer for efterfølgende drift og beskyttelse.

Fra et varmeafledningsperspektiv, giver metal spray den bedste præstation på grund af superiør termisk ledning, hvilket betydeligt forbedrer stabiliteten mod forskellige aldringsfaktorer, især termiske cyklusser. Beskyttelse af jordlaget skal overvejes under produktion af isoleringskomponenter, og produktbeskyttelse under behandling af jordlaget er også afgørende.

Montage design af solid isoleringslegeme og buske

De fleste design adskiller hovedlegemet fra ind- og udgangsbuske, herunder forbindelsen mellem sikringsisolationsrør og buske, som er i hård kontakt under installation. Dimensionalkontrol er vigtig, men processkontrol under montage er lige så kritisk. Hvis der findes kontaktmellemrum, eller hvis støv eller fugt (fra miljøkondensation) introduceres under montage, kan der opstå udladning til installationsmutteren. Desuden har ringenheder kompakte strukturer, så layout skal tage hensyn til nem installation af ind- og udgangsisolering og kabler, især kablers slutninger, som allerede kræver høj installationskvalitet. Ubekvem installation kan let føre til kvalitetsproblemer og forårsage isoleringsnedbrydning.

Konklusion

Solide isolerede ringenheder har betydeligt markedspotential. Forskning på deres kernekomponent—det solide isoleringselement—har bred udsigt. Som designet af solid isolering fortsætter med at forbedres, vil teknologien for solide isolerede ringenheder opnå yderligere fremskridt.