진공 차단기 장착 방법과 링 메인 유닛의 고체 절연 설계

고체 절연 설계에서 진공 차단기 장착 방법 선택

고체 절연 구성 요소를 설계할 때의 핵심 문제는 진공 차단기에 대해 직접 포장하거나 후속 포팅을 사용할 것인가입니다. 직접 포장을 채택하는 경우 APG 공정 문제나 진공 차단기 품질 문제로 인해 일정 수준의 불량률이 발생할 수 있습니다. 또한 직접 포장은 주 전도 회로의 열 방출 성능이 떨어지고 재료 성능 요구사항이 높아지므로 대량 생산이 어렵습니다. 다양한 제조업체의 진공 차단기를 선택할 수 있기 때문입니다.

후속 설치와 포팅을 사용하는 경우 외부 절연을 여전히 보장할 수 있으며, 특수 포장된 폴 타입 차단기가 필요하지 않으므로 진공 차단기 비용이 낮아집니다. 포팅 중에는 차단기 주변의 버퍼 레이어가 필요하지 않으며 표면 처리만으로 충분합니다. 이 과정은 야외 진공 회로 차단기에 수년 동안 성숙하게 적용되어 왔습니다. 또한 제품이 가열될 때 차단기를 둘러싼 실리콘 고무는 더 큰 유연성을 제공하여 스트레스 해소에 도움이 됩니다.

고체 절연 설계에서 유리 전이 온도 선택

일반적으로 유리 전이 온도가 높을수록 재료는 더 취성적이고 균열되기 쉽습니다. 열 저항성만을 기준으로 유리 전이 온도를 선택하면 고유한 유리 전이 온도와 우수한 균열 저항성을 모두 갖춘 재료는 몇 가지에 불과하며, 이러한 재료는 매우 비싸서 생산 비용을 크게 증가시킵니다. 새로운 제품의 가격이 기존 제품보다 훨씬 높다면 고객의 수용성이 크게 감소할 것입니다.

따라서 유리 전이 온도 선택은 SF₆ 가스 절연 스위치기어 절연 구성 요소에서 사용되는 것을 참고할 수 있습니다. 예를 들어 SF₆ 하우징에서는 상하 접점이 수지에 임베딩됩니다. 이러한 재료는 일반적으로 유리 전이 온도가 약 100°C 정도이며, 이러한 제품들은 오랜 기간 동안 서비스되고 있으며 과열로 인한 사고는 매우 드물어서 이 선택의 합리성을 입증합니다. 스위치기어 관점에서 보면 온도 상승 제어도 필수적입니다. 주 회로의 충분한 전류 용량, 재료의 전도성, 도금 품질, 조립 정밀도를 고려하고 구조 설계를 통해 환경 온도를 통제하고 줄여야 합니다. 재료 사양은 유사 제품의 운영 경험과 함께 종합적으로 평가되어야 합니다.

고체 절연 구성 요소의 아웃렛 부싱 설계

고체 절연 구성 요소의 아웃렛 부싱 설계에서 인렛 부싱은 일반적으로 직통형이며, 아웃렛 부싱은 때때로 굽은 형태를 채택합니다. 굽은 부싱은 제조하기 어려우며, 주요 도전 과제는 다음과 같습니다:

• 전도체와 금형 간의 정렬, 전도체 사전 처리 중 변형이 발생할 수 있습니다;

• 제품 성형 후 균열, 성형 중 전도체가 고온 상태이며 적절한 공정 관리가 이루어지지 않으면 냉각 후 균열이 발생할 수 있습니다. 또한 설계 시 후속 설치 중 설치 너트로의 방전 가능성을 고려해야 합니다.

고체 절연에서의 전도 구성 요소 설계 및 전도 회로 연결

주 전도 구성 요소를 설계할 때 가능한 한 전류 용량 요구 사항을 충족하면서 매끄러운 전환을 달성해야 합니다. 각진 형태보다 둥근 형태가 좋습니다. 볼트 연결보다 용접을 사용하여 코로나 방전을 최소화하고 균열을 방지해야 합니다. 이동식 연결의 경우 플러그인 유형보다 칼 스위치 형태의 연결이 좋습니다. 이는 비용을 줄이고 전도체 크기 및 위치 정확성 요구 사항을 낮추며 루프 저항 조정을 용이하게 합니다.

전체 루프 저항 요구 사항을 기반으로 수지에 임베딩된 전도 부품의 루프 저항을 지정하는 것이 좋습니다. 특히 용접된 전도체의 경우, 용접 품질이 나쁘면 저항이 과도하게 증가하여 제품이 불량 처리되는 것을 방지합니다. 전도체 형상 설계를 최적화함으로써 지면(표면 접지층)까지의 전기장 강도를 줄이고 수지와의 결합력을 향상시키며 절연 구성 요소의 전체적인 기계적 강도를 향상시킬 수 있습니다.

고체 절연 구성 요소의 표면 접지층 설계

표면 접지층 처리에는 외부에 도전성 실리콘 고무를 코팅하거나 도전성 접착제(또는 페인트)를 적용하거나 금속 스프레이를 사용하는 방법이 있습니다. 어떤 방법을 사용하든 핵심 목표는 부분 방전을 통제하는 것입니다. 효과적인 통제 없이는 부분 방전이 쉽게 파괴를 초래하며, 이것은 수지 층 두께 설계와도 관련이 있습니다. 다른 차폐 절연 구성 요소와 비교할 때 고체 절연의 구조는 크게 다릅니다. 다른 구성 요소는 고압 단자와 접지 단자 사이에 동축 원통형 전기장이 있는 반면, 고압 단자는 차폐 메쉬 또는 원형 전도체일 수 있습니다.

그러나 고체 절연에서는 고압 부분은 원형과 평면을 포함하고, 접지 단자는 평면이므로 이러한 구조적 차이가 성능에 어떻게 영향을 미치는지 신중하게 고려해야 합니다. 기술적 관점에서 보면 접지층의 두 가지 핵심 요구 사항은 연속성과 부분 방전 수준입니다. 운송, 설치, 특히 현장 작업 중에 충격 손상이나 박리가 발생하면 접지층 가장자리에서 부분 방전이 발생할 수 있어 후속 운영과 보호에 새로운 도전을 제기합니다.

열 방출 관점에서 보면 금속 스프레이는 열 전도성이 우수하여 다양한 노화 요인, 특히 열 순환에 대한 안정성을 크게 향상시킵니다. 절연 구성 요소 제조 중 접지층 보호를 고려해야 하며, 접지층 처리 중 제품 보호도 중요합니다.

고체 절연 본체와 부싱의 조립 설계

대부분의 설계는 본체와 인렛 및 아웃렛 부싱을 분리합니다. 여기에는 융단 절연관과 부싱 간의 연결도 포함되며, 설치 중에 하드 접촉이 이루어집니다. 치수 관리는 중요하지만 조립 중 공정 관제도 동등하게 중요합니다. 접촉 간극이 있거나 조립 중 먼지나 습기(환경 응결)가 들어오면 설치 너트로의 번개 방전이 발생할 수 있습니다. 또한 링 메인 유닛은 컴팩트한 구조이므로, 인렛/아웃렛 절연과 케이블, 특히 이미 높은 설치 품질을 요구하는 케이블 종단부의 설치 용이성을 고려한 레이아웃이 필요합니다. 설치가 불편하면 쉽게 품질 문제가 발생하여 절연 파괴를 초래할 수 있습니다.

결론

고체 절연 링 메인 유닛은 시장 잠재력이 큽니다. 그 핵심 구성 요소인 고체 절연 요소에 대한 연구는 광범위한 전망을 가지고 있습니다. 고체 절연 설계가 계속 개선됨에 따라 고체 절연 링 메인 유닛 기술도 더욱 발전할 것입니다.