Vakuumszakadási elemek helyezési módjai és szilárd izolációs tervezés gyűrűfőközpontú berendezésekben

Vakuumszakadó rögzítési mód kiválasztása szilárd izolációs tervezésben

A szilárd izolációs alkatrészek tervezésének kulcskérdése, hogy közvetlen beágyazást, vagy későbbi behelyezést és öntögetést használjunk a vakuumszakadóhoz. Ha közvetlen beágyazást alkalmazunk, akkor az APG folyamat miatti problémák vagy a vakuumszakadó minőségi hibái miatt bizonyos hulladék arány léphet fel. Emellett a közvetlen beágyazás rosszabb hőátadást eredményez a fő vezető áramkör számára, és magasabb anyagminőséget igényel, ami nehézségeket okoz a tömeggyártásban, mivel különböző ügyfelek más-más gyártótól szerezhetnek be vakuumszakadót.

Ha későbbi behelyezést és öntögetést alkalmazunk, akkor továbbra is biztosítható a külső izoláció, és a vakuumszakadó költsége alacsonyabb, mivel specializált beágyazott oszlop alakú szakadók nem szükségesek. Az öntögetés során a szakadó körül található pufferréteg nem szükséges – a felületkezelés elegendő. Ez a folyamat már évek óta sikeresen alkalmazva van a szabadteri vakuumszakítókkal. Továbbá, amikor a termék melegszik, a szakadó körül található silikon guminagyobb rugalmassággal rendelkezik, ami jobb stresszlejtést biztosít.

Üvegátmeneti hőmérséklet kiválasztása szilárd izolációs tervezésben

Általában, minél magasabb az üvegátmeneti hőmérséklet, annál merevedesebb a anyag, és annál inkább hajlamos törékenységre. Ha az üvegátmeneti hőmérsékletet kizárólag a hőállóság alapján választjuk, csak néhány anyag tudja megvalósítani a magas üvegátmeneti hőmérsékletet és a kiváló törékenységellenállást egyaránt. Azonban ilyen anyagok nagyon drágák, ami jelentősen növeli a gyártási költségeket. Ha egy új termék ára jelentősen meghaladja a meglévő termékek árát, az ügyfél elfogadása jelentősen csökken.

Ezért az üvegátmeneti hőmérséklet kiválasztása utalhat arra, ami SF₆ gázizolált kapcsolókészülékek izolációs alkatrészeiben használt, mint például SF₆ burkolatokban, ahol a felső és alsó kapcsolók is rezinszerkezetbe vannak ágyazva. A használt anyagok tipikusan 100°C körüli üvegátmeneti hőmérséklettel rendelkeznek, és ezek a termékek évek óta használatban vannak, kevesebb esetben fordultak elő túlhőtés miatti incidensek, ami ennek a választásnak a megfelelőségét mutatja. A kapcsolókészülékről szólva, a hőemelkedés-ellenőrzés is alapvető – figyelembe kell venni a fő áramkör megfelelő áramerősségét, az anyag vezetőképességének ellenőrzését, a fénykodolás minőségét és a szerelés pontosságát, valamint a környezeti hőmérséklet ellenőrzését és csökkentését a szerkezeti tervezés révén. Az anyagspecifikációkat teljes körűen ki kell értékelni, az hasonló termékek működési tapasztalataival kombinálva.

Kimeneti csatlakozók tervezése szilárd izolációs alkatrészekben

A szilárd izolációs alkatrészek kimeneti csatlakozóinak tervezésekor a belső csatlakozók általában átmenetes típusúak, míg a kimeneti csatlakozók néha hajlított dizájnút használnak. A hajlított csatlakozók nehezebben gyártódnak, a fő kihívások a következők:

• A vezeték és a formavágó szabályozódása, ahol a vezeték előfeldolgozása során torzulások léphetnek fel;

• A termék formázása után létrejövő repedések, mivel a vezeték magas hőmérsékleten van a formázás során, és a folyamat helytelen ellenőrzése hűtés után repedéseket okozhat. Ezen felül a tervezés során figyelembe kell venni, hogy a későbbi behelyezés során lehetséges-e a telepítési mogyoróhoz történő kisugárzás.

Vezető alkatrészek tervezése és a vezető áramkörök összekötése szilárd izolációban

A fő vezető alkatrészek tervezésekor lehetőség szerint sima átmeneteket kell elérni a minimális áramerősségig, legjobb ha kerekített, nem szögletesek. A csatlakozásoknál szilárd összekötést, nem bocskoros csatlakozást kell használni, hogy minimalizáljuk a korona-sugárzást, és elkerüljük a repedéseket. Mozgó csatlakozásoknál kiválasztandó a késszerű kapcsoló, ami olcsóbb, mint a csatlakozó típus, kevesebb követelményt tesz a vezeték méreteire és pozíciós pontosságra, és könnyebb a hurokellenállás beállítása.

Az egész hurokellenállás követelményei alapján ajánlott meghatározni a rezsinbe ágyazott vezető részek hurokellenállását, különösen a szilárd összekötésű vezetékek esetében, hogy elkerüljük a termék hulladékot a rossz szilárd összekötés miatti túl magas ellenállás miatt. A vezeték alakjának optimalizálásával csökkenthető a földre vonatkozó elektromos mező ereje (felszíni földelő réteg), javítható a rezshoz való ragaszkodás, és növelhető a szilárd izolációs elem általános mechanikai erőssége.

Felszíni földelő réteg tervezése szilárd izolációs alkatrészekben

A felszíni földelő réteg kezelésének módjai tartalmazzák a vezető silikon gumival történő külső bevonást, vezető ragasztó (vagy festék) alkalmazását, vagy fém szórását. Bármilyen módszer esetén, a központi cél a részleges kisugárzás ellenőrzése. Ha hatékonyan nincs ellenőrizve, a részleges kisugárzás könnyen átmerülhet, ami a rezsinréteg vastagságának tervezésével is kapcsolatos. Más védett izolációs alkatrészekhez képest a szilárd izoláció szerkezete jelentősen eltér – a többi alkatrész általában koncentrikus hengeres elektromos mezőt jelenít meg a magasfeszültségi és a földelő vége között, a magasfeszültségi vég lehet vízmennyiség-háló vagy kör alakú vezető.

A szilárd izolációban azonban a magasfeszültségi szekció mind kör alakú, mind sík felületeket tartalmaz, míg a földelő vége sík, ami szorgalmi figyelemre méltó, hogyan befolyásolják ezek a szerkezeti különbségek a teljesítményt. Műszaki szempontból, a földelő rétegnél két kulcsfontosságú követelmény a folytonosság és a részleges kisugárzási szint. A szállítás, a telepítés, különösen a helyszíni munka során bármilyen sérülés vagy leválás parciális kisugárzást okozhat a földelő réteg szélei mentén, ami új kihívásokat jelent a későbbi működés és védelem szempontjából.

Hővezetési szempontból, a fém szórás a legjobb teljesítményt nyújt, mivel a hővezetési képesség jobb, jelentősen növelve a stabilitást különböző öregedési tényezők, különösen a hőciklusok szempontjából. A földelő réteg védelmét figyelembe kell venni a szilárd izolációs alkatrész gyártásakor, és a termék védelme a földelő réteg feldolgozásakor is létfontosságú.

Szilárd izolációs test és csatlakozók szerkezeti tervezése

A legtöbb tervezésben a fő testet és a belső/kimeneti csatlakozókat különválasztják, beleértve a biztonsági zárló izolációs cső és a csatlakozók közötti kapcsolatot, amelyek szorosan érintkeznek a telepítés során. A méret ellenőrzése fontos, de a szerelés során a folyamat ellenőrzése is ugyanolyan kritikus. Ha kapcsolati réseink vannak, vagy ha por és nedvesség (környezeti kondenzáció miatt) bekerül a szerelés során, akkor a telepítési mogyoróhoz történő flashover-kisugárzás lehetséges. Emellett a gyűrű alakú egységek kompakt szerkezettel rendelkeznek, így a kialakítás során figyelembe kell venni a belső/kimeneti izoláció és kábelek, különösen a kábel végpontok egyszerű telepítését, mivel ez már magas minőségű telepítést igényel. A nehéz telepítés könnyen minőségi problémákat okozhat, és elérheti az izoláció átmerülését.

Következtetés

A szilárd izolációjú gyűrű alakú egységeknek jelentős piaci potenciálja van. A belső része, a szilárd izolációs elem kutatása széles kilátásokat nyit. Ahogy a szilárd izolációs tervezés fejlődik, a szilárd izolációs gyűrű alakú egységek technológiája további haladást fog elérni.