وحدات التوزيع المتوسطة الجهد ذات العزل الصلب: شرح العزل بالراتنج الإبوكسي والتصميم الهيكلي

1 مواد العزل والتصميم

بناءً على الإحصاءات التكلفة للوحدات الرئيسية الدائرية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط، يشكل هيكل العزل أكثر من 40% من التكلفة الإجمالية. لذا، فإن اختيار المواد العازلة المناسبة وتصميم الهياكل العازلة بشكل منطقي وتحديد الطريقة الصحيحة للعزل أمر حاسم بالنسبة لقيمة الوحدات الرئيسية الدائرية ذات الجهد المتوسط. منذ أول تكوين لراتنج الإيبوكسي في عام 1930، تم استكشاف العديد من المضافات باستمرار لتحسين خصائصه.

يُعرف راتنج الإيبوكسي بقوته العازلة العالية وقوته الميكانيكية العالية والتغير الحجمي القليل أثناء الصب والترابط وسهولة المعالجة. لذلك، يتم اختياره كمادة عزل رئيسية للوحدات الرئيسية الدائرية ذات الجهد المتوسط. من خلال إضافة المواد المصلدة والمرونة والبلاستيك والمليّنات والأصباغ، يتم تشكيل راتنج إيبوكسي عالي الأداء. وقد تم تعزيز مقاومته الحرارية وتوسعته الحرارية وموصليته الحرارية، مما يوفر مقاومة للحريق وأداء عزل موثوقًا به تحت ظروف الجهد طويل الأمد وجهد فائق قصير الأمد.

في الوحدات الرئيسية الدائرية، غالبًا ما تخلق الهياكل العازلة التقليدية مجالات كهربائية غير موحدة. في هذه المجالات، فإن زيادة المسافة العازلة وحدها غير كافية لتحسين قوة العزل. لذا، يجب أيضًا تحسين توحيد المجال الكهربائي من خلال تحسين الهيكل. تتراوح قوة العزل لراتنج الإيبوكسي بين 22 إلى 28 كيلوفولت/ملم، مما يعني أنه مع تصميم العزل المحسن، تكون هناك حاجة فقط لبضع مليمترات من المسافة العازلة بين الفازات، مما يقلل بشكل كبير من حجم المنتج.

2 تصميم الهيكل للوحدات الرئيسية الدائرية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط

تم وضع جميع المكونات الموصلة مثل المقاطع الفاصلة الفراغية والمفاتيح المنفصلة والمفاتيح الأرضية في قالب وتم صبه بشكل متكامل باستخدام راتنج الإيبوكسي عالي الأداء عبر عملية التصلب بالضغط التلقائي (APG). ويعمل الوسط المطفئ للقوس كفاج، بينما يوفر العزل راتنج الإيبوكسي عالي الأداء. يتم تبني تصميم الخزانة النمطي، مما يسهل الإنتاج الضخم القياسي. يتم فصل كل قسم بواسطة أقسام معدنية لمنع انتشار القوس الكهربائي، وبالتالي تحديد الأعطال المحتملة داخل الوحدات الفردية.

تم تصميم الحافلات المتكاملة ومتصلا الحافلات. تتكون الحافلة الرئيسية من حافلات مغلقة مجزأة ومتصلا الحافلات المتكاملة القابلة للانزلاق، مما يبسط التركيب والتشغيل على الموقع. تم تصميم هيكل الباب بحيث يمكنه تحمل القوس الكهربائي الداخلي ويسمح بالعمليات الثلاثية (إغلاق وإطلاق وتجهيز) مع غلق الباب. يمكن ملاحظة حالة المفتاح بسهولة من خلال النوافذ المشاهدة، مما يضمن التشغيل الآمن والموثوق به.

3 مزايا وتحليل الاختبار النوعي للوحدات الرئيسية الدائرية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط
3.1 المزايا الرئيسية

• يوفر راتنج الإيبوكسي عالي الأداء أداء عزل موثوقًا به وانخفاض في الإصدار الجزئي (≤5 بي سي).

• الهيكل العازل والمضغوط تمامًا ليس له أجزاء حية مكشوفة، مما يجعله غير متأثر بالغبار والتلوث. وهو غير محدود بالظروف البيئية ومناسب للحرارة/البرودة الشديدة والمرتفعات والمناطق المقاومة للانفجار والمناطق الملوثة. يحل مشاكل تغيير ضغط غاز SF₆ في درجات الحرارة العالية وتكثف الغاز عند درجات الحرارة المنخفضة. على سبيل المثال، تتمتع فوتشو، التي تقع في منطقة ساحلية ذات ضباب مالح عالي، بمزايا كبيرة من مقاومة المنتج للضباب المالح.

• لا يتم استخدام غاز SF₆ ولا يتم إصدار غازات ضارة، مما يجعله منتجًا صديقًا للبيئة. لا يوجد خطر تسرب، مما يلغي الحاجة إلى الصيانة الدورية - مما يجعله خاليًا من الصيانة. يتمتع التصميم المقاوم للانفجار المحسن بملاءمة للمناطق الخطرة. يمنع الهيكل العازل تمامًا ثلاثي الأطوار حدوث قصر دارة بين الأطوار، مما يضمن الأمان والموثوقية.

• يحتل المعدات فقط 30% من المساحة المطلوبة للوحدات الرئيسية الدائرية العازلة بالهواء التقليدية، مما يجعلها منتجًا فائق الصغر.

3.2 تحليل الاختبار النوعي

وفقًا للمزايا المذكورة أعلاه، تم إجراء اختبارات نوعية متوافقة، بما في ذلك اختبارات تحمل العزل الجهد (42 كيلوفولت/48 كيلوفولت)، وقياس الإصدار الجزئي (≤5 بي سي)، واختبارات الحرارة/البرودة الشديدة (+80°C / -45°C)، واختبارات التكثف (مستوى التلوث الثاني)، واختبارات القوس الكهربائي الداخلي (0.5 ثانية). تؤكد نتائج الاختبار التوافق الكامل مع متطلبات المعلمات، مما يؤكد بشكل فعال المزايا المعلنة للمنتج.

بالإضافة إلى ذلك، تم إكمال اختبارات نوعية أخرى مطلوبة من قبل المعايير الوطنية: اختبار ارتفاع الحرارة، وقياس مقاومة الدائرة الرئيسية، واختبارات تحمل الذروة والجهد القصير، واختبارات القدرة على فتح وقطع القصر، والتحمل الكهربائي، والتحمل الميكانيكي، واختبارات الأعطال تحت التوصيل الأرضي بين الأطوار، واختبارات التحويل للتيار النشط المحدد، واختبارات التحويل للتيار السعوي المحدد. تتوافق جميع نتائج الاختبار مع متطلبات المعايير الوطنية.

عقدت شركة شبكة الدولة الصينية عدة اجتماعات لمناقشة مشاريع الاختبار النوعي ومتطلبات المعلمات للوحدات الرئيسية الدائرية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط، مع مناقشات معمقة حول التفاصيل المحددة مثل ما إذا كان يجب أن يكون حد الإصدار الجزئي ≤5 بي سي أو ≤20 بي سي. نعتقد أن الاختبارات النوعية المقررة من قبل المعايير الوطنية ضرورية ويجب إجراؤها؛ وأن الاختبارات الإضافية التي تجرى لتأكيد مزايا المنتج ضرورية أيضًا؛ بالإضافة إلى ذلك، يجب اختيار الاختبارات الخاصة مثل الاهتزاز والاختبارات في الظروف المناخية القاسية بناءً على البيئة التشغيلية الفعلية. فيما يتعلق بالمعلمات، بينما تحدد شركة شبكة الدولة المتطلبات الأساسية، يمكن للمصنعين تحسين المواصفات بشكل مناسب وفقًا لأداء المنتج - على سبيل المثال، رفع حد الإصدار الجزئي إلى ≤5 بي سي وتوسيع نطاق درجات الحرارة لاختبارات الحرارة/البرودة الشديدة.

4 الخلاصة

يقدم العزل الصلب مزايا كبيرة مقارنة بالعزل الغازي والعازل الهوائي: أداء عزل موثوقًا به، وعدم إصدار غازات ضارة، والصديقة للبيئة، وعدم وجود مشاكل تسرب. لقد ساهم تطبيق تقنية العزل الصلب بشكل كبير في تقليل حجم الوحدات الرئيسية الدائرية ذات الجهد المتوسط وقدرتها على التكيف مع البيئة، مما يسمح بتطبيقها الواسع في درجات الحرارة الشديدة والمرتفعات والمناطق المقاومة للانفجار والمناطق الملوثة. وقد تم تأكيد جميع هذه المزايا بشكل كامل من خلال الاختبارات النوعية.