真空遮断器の取り付け方法とリングメインユニットにおける固体絶縁設計

固体绝缘设计における真空遮断器の取り付け方法の選択

固体絶縁部品の設計における主要な問題は、真空遮断器に対して直接成形するか後からポーティングするかの選択です。直接成形を採用した場合、APGプロセスの問題や真空遮断器の品質問題により一定の不良率が発生する可能性があります。また、直接成形では主導電回路の熱放散が悪くなり、材料性能に対する要求が高まり、異なる顧客が様々なメーカーの真空遮断器を選択するため量産が困難になります。

後からの取り付けとポーティングを使用した場合、外部絶縁が確保され、専用の成形ポールタイプの遮断器が不要であるため、真空遮断器のコストが低くなります。ポーティング時には遮断器周囲のバッファ層は不要で、表面処理だけで十分です。このプロセスは屋外真空遮断器で長年成熟して使用されています。さらに、製品が加熱される際、遮断器を取り巻くシリコーンゴムはより柔軟性があり、ストレス緩和に優れています。

固体絶縁設計におけるガラス転移温度の選択

一般的に、ガラス転移温度が高いほど材料は脆くなり、割れやすくなります。耐熱性のみに基づいてガラス転移温度を選択すると、高いガラス転移温度と優れた割れ抵抗性を両立できる材料はわずかしかありません。しかし、このような材料は非常に高価であり、生産コストが大幅に増加します。新製品の価格が既存のものよりも大幅に高くなると、顧客の受け入れ度が大きく低下します。

したがって、ガラス転移温度の選択は、SF₆ガス絶縁開閉器の絶縁部品（例えばSF₆カバー）で使用されているものを参照することができます。これらの材料は通常、ガラス転移温度が約100℃であり、これらの製品は長年にわたり使用されており、過熱による事故はほとんどないため、この選択は合理的と言えます。開閉器の観点からは、温度上昇の制御も重要であり、主回路の十分な電流容量、材料の導電性の制御、メッキの品質、組み立て精度などを考慮し、構造設計を通じて環境温度を制御し、低減することも必要です。材料仕様は総合的に評価し、類似製品の運用経験と組み合わせて検討する必要があります。

固体絶縁部品における出力ブッシングの設計

固体絶縁部品の出力ブッシング設計において、入力ブッシングは通常ストレート型ですが、出力ブッシングは時に曲げデザインを採用します。曲げブッシングは製造が難しく、主な課題には以下のものが含まれます：

• 導体と金型の位置合わせ、導体の前処理中に変形が起こる可能性がある;

• 製品の成形後に割れが発生する可能性がある、導体が高温になる成形時、不適切なプロセス制御により冷却後に割れが発生する可能性がある。また、設計時にはその後の取り付け時にインストールナットへの放電が発生しないか考慮する必要がある。

固体絶縁における導体部品の設計と導電回路の接続

主導体部品の設計においては、電流容量要件を満たす前提で可能な限り滑らかな遷移を達成することが望ましい—角ではなく丸い形状が好ましいです。接続には溶接を使用し、ボルト接続よりもコロナ放電を最小限に抑え、割れを防ぎます。可動接続にはナイフスイッチ型接続が好ましく、プラグインタイプと比較してコストが低く、導体寸法と位置精度の要求が低く、ループ抵抗の調整が容易です。

全体的なループ抵抗要件に基づいて、樹脂に埋め込まれた導体部品のループ抵抗を指定することが望ましいです。特に溶接された導体については、不良な溶接品質による過大な抵抗による製品の廃棄を避けることができます。導体形状の最適化により、地絡（表面接地層）に対する電界強度を低減し、樹脂との接着性を向上させ、絶縁部品全体の機械的強度を高めることができます。

固体絶縁部品における表面接地層の設計

表面接地層の処理には、導電性シリコーンゴムの外部コーティング、導電性接着剤（または塗料）の適用、または金属スプレーがあります。どの方法を使用しても、核心的な目的は部分放電の制御です。効果的な制御がなければ、部分放電は簡単に破壊につながり、これは樹脂層の厚さの設計にも関連しています。他のシールド絶縁部品と比較して、固体絶縁の構造は大きく異なります—他の部品では通常、高圧端と接地端の間に同心円筒状の電界が形成され、高圧端がシールドメッシュでも円形導体でもあります。

一方、固体絶縁では、高圧部には円形と平面が含まれ、接地端は平面であり、これらの構造的な違いがパフォーマンスにどのように影響を与えるか慎重に考慮する必要があります。技術的な観点から、接地層の二つの重要な要件は連続性と部分放電レベルです。輸送、設置、特に現場作業中に衝撃や剥離が発生すると、接地層の端で部分放電が発生し、その後の運転と保護に新たな課題が生じます。

熱放散の観点からは、金属スプレーが最も優れた性能を発揮します。熱伝導率が高く、様々な老化要因、特に熱サイクルに対する安定性を大幅に向上させます。絶縁部品の製造時に接地層の保護を考慮し、接地層処理中の製品保護も重要です。

固体絶縁本体とブッシングの組み立て設計