Методи монтажу вакуумних переривачів та конструкція твердого ізоляційного матеріалу в кільцевих основних блоках

Вибір методу монтажу вакуумного переривача при проектуванні твердого ізоляційного матеріалу

Основною проблемою при проектуванні компонентів твердої ізоляції є вибір між безпосереднім укладанням або наступним заливанням вакуумного переривача. Якщо використовується безпосереднє укладання, може бути певний рівень браку через проблеми з процесом APG або якості вакуумного переривача. Крім того, безпосереднє укладання призводить до гіршого теплообміну головної провідної цепи і потребує високих характеристик матеріалу, що робить масове виробництво складним, оскільки різні клієнти можуть вибирати вакуумні переривачі від різних виробників.

Якщо використовується наступне встановлення та заливання, зовнішня ізоляція все ще може бути забезпечена, а вартість вакуумного переривача нижча, оскільки не потрібні спеціалізовані укладені стержневі переривачі. При заливанні буферний шар навколо переривача не потрібен — достатньо поверхневої обробки. Цей процес багато років успішно застосовується у зовнішніх вакуумних автоматичних вимикачах. Більше того, коли продукт нагрівається, силиконова резина, що оточує переривач, має більшу гнучкість, що забезпечує краще зниження напруженості.

Вибір температури стеклопереходу при проектуванні твердого ізоляційного матеріалу

Зазвичай, чим вища температура стеклопереходу, тим більш хрупким є матеріал і тим більш він схильний до тріщин. Якщо температура стеклопереходу вибирається лише на основі термічної стійкості, лише декілька матеріалів можуть забезпечити одночасно високу температуру стеклопереходу та відмінну стійкість до тріщин. Проте такі матеріали дуже дорогі, що значно збільшує вартість виробництва. Якщо ціна нового продукту значно вища за існуючі, прийняття його клієнтами буде сильно знижено.

Тому вибір температури стеклопереходу можна зробити, враховуючи ту, яка використовується в ізоляційних компонентах комутаційного пристрою з газовою ізоляцією SF₆, таких як оболонки SF₆, де верхні та нижні контакти також вбудовані в смолу. Матеріали, які зазвичай використовуються, мають температуру стеклопереходу близько 100°C, і ці продукти працюють багато років з дуже малою кількістю випадків, спричинених перегріванням, що свідчить про раціональність цього вибору. З точки зору комутаційного пристрою, контроль підвищення температури також важливий — враховуючи достатню пропускну здатність головної цепи, контроль провідності матеріалу, якості покриття та точності зборки, а також контролювання та зменшення довколишньої температури за допомогою конструктивного проектування. Специфікації матеріалів повинні бути комплексно оцінені, враховуючи досвід експлуатації подібних продуктів.

Проектування виходових втулок в компонентах твердого ізоляційного матеріалу

При проектуванні виходових втулок для компонентів твердого ізоляційного матеріалу, вхідні втулки зазвичай є прямими, а виходові втулки іноді мають згнуту форму. Згнуті втулки важче виготовляти, основні виклики включають:

• Вирівнювання провідника з формою, де може відбуватися деформація під час передвиготовлення провідника;

• Поява тріщин після формування продукту, оскільки провідник знаходиться на високій температурі під час формування, і неправильний контроль процесу може призвести до появи тріщин після остудження. Крім того, при проектуванні слід врахувати, чи може відбутися розряд на встановлювальний гайку під час наступного встановлення.

Проектування провідних компонентів та з'єднання провідних цепей в твердому ізоляційному матеріалі

При проектуванні головних провідних компонентів, там, де це можливо, слід досягати плавних переходів, враховуючи вимоги до пропускної здатності — краще кругле, ніж кутове. Для з'єднань слід використовувати зварювання замість болтових з'єднань, щоб мінімізувати коронний розряд та запобігти появи тріщин. Для рухомих з'єднань краще використовувати з'єднання типу ножовий переривач, що знижує вартість по відношенню до вставних типів, знижує вимоги до розмірів провідника та точності положення, а також спрощує налаштування опору контуру.

На основі загальних вимог до опору контуру, рекомендується вказати опір провідних частин, вбудованих у смолу, особливо для зварюваних провідників, щоб уникнути викиду продукту через надмірний опір, спричинений поганою якістю зварювання. Оптимізацією форми провідника можна знизити напруженість електричного поля до землі (поверхневий заземлюючий шар), покращити прилипання до смоли та загальну механічну міцність ізоляційного компонента.

Проектування поверхневого заземлюючого шару в компонентах твердого ізоляційного матеріалу

Обробка поверхневого заземлюючого шару включає зовнішнє покриття провідною силиконовою резиною, нанесення провідного клею (або фарби) або металевого напилення. Незалежно від методу, ключовою метою є контроль локального розряду. Без ефективного контролю локальний розряд може легко призвести до пробою, що також пов'язано з проектуванням товщини смолового шару. Порівняно з іншими захищеними ізоляційними компонентами, структура твердого ізоляційного матеріалу значно відрізняється — інші компоненти зазвичай мають концентричне циліндричне електричне поле між високовольтними та заземлюючими кінцями, незалежно від того, чи є високовольтний кінець захисною сіткою або круглим провідником.

У твердому ізоляційному матеріалі, проте, високовольтна частина включає як круглі, так і плоскі поверхні, а заземлюючий кінець є плоским, що вимагає ретельного розгляду, як ці структурні відмінності впливають на характеристики. З технічної точки зору, дві ключові вимоги до заземлюючого шару — це неперервність та рівень локального розряду. Під час транспортування, встановлення, особливо на місці, будь-які пошкодження або відшелушування можуть призвести до локального розряду на краю заземлюючого шару, що створює нові виклики для подальшої експлуатації та захисту.

З точки зору теплообміну, металеве напилення має найкращі характеристики завдяки високій теплопровідності, значно підвищуючи стабільність проти різних факторів старіння, особливо циклічного нагрівання. Захист заземлюючого шару повинен бути врахований під час виробництва ізоляційного компонента, а також захист продукту під час обробки заземлюючого шару є важливим.

Проектування зборки твердого ізоляційного корпусу та втулок

Більшість проектів розділяє головний корпус від вхідних та виходових втулок, включаючи з'єднання між ізоляційними трубками предохранителя та втулками, які знаходяться в твердому контакту під час встановлення. Контроль розмірів важливий, але так само важливий контроль процесу під час зборки. Якщо існують прогалини між контактами, або якщо під час зборки вводяться пил або волога (від конденсації середовища), може відбутися розряд до встановлювальної гайки. Крім того, кільцеві модульні пристрої мають компактну структуру, тому планування повинно враховувати легкість встановлення вхідної/виходної ізоляції та кабелів, особливо кабельних закінчень, які вже вимагають високої якості встановлення. Незручне встановлення може легко призвести до якісних проблем та знищення ізоляції.

Висновок

Кільцеві модульні пристрої з твердим ізоляційним матеріалом мають значний ринковий потенціал. Дослідження їхнього ключового компонента — твердого ізоляційного елемента — має широкі перспективи. З постійним вдосконаленням проектування твердого ізоляційного матеріалу технологія кільцевих модульних пристроїв з твердим ізоляційним матеріалом досягне подальшого розвитку.