Среднонапълни твърдоизолирани РМУ: Обяснение на епоксидната смола изолация и конструктивния дизайн

1 Изолационни материали и дизайн

Според статистиката на разходите за средноволтови твърдоизолирани кръгови разпределителни уреди (RMUs), изолационната конструкция представлява над 40% от общите разходи. Поради това изборът на подходящи изолационни материали, проектирането на рационални изолационни конструкции и определянето на правилния метод на изолация са ключови за стойността на средноволтовите RMUs. От първия синтез на епоксидна смола през 1930 г., непрекъснато се изследват различни добавки, за да се подобрят нейните свойства.

Епоксидната смола е известна с високата си диелектрична и механична здравина, минималната промяна в обема при формуване и хардуване, както и лесното й обработване. Затова е избрана като основен изолационен материал за средноволтовите RMUs. Чрез добавяне на хардували, устойчиви, пластични, напълнители и боядисващи вещества, се образува високопроизводителна епоксидна смола. Нейната термична устойчивост, термично разширение и термична проводимост са подобрени, предоставяйки противопожарна устойчивост и надеждна изолационна производителност при дългосрочно напрежение и краткосрочно прекомерно напрежение.

В RMUs, традиционните изолационни конструкции често създават неравномерни електрически полета. В такива полета, просто увеличаването на изолационното разстояние не е достатъчно, за да се подобри изолационната здравина. Поради това трябва да се подобри и равномерността на електрическото поле чрез оптимизация на конструкцията. Диелектричната здравина на епоксидната смола варира между 22 и 28 кВ/мм, което означава, че с оптимизиран дизайнерски проект, са необходими само няколко милиметра изолационно разстояние между фазите, значително намалявайки размерите на продукта.

2 Конструктивен дизайн на средноволтови твърдоизолирани RMUs

Всички проводещи компоненти, като вакуумни прекъсвачи, разединители и заземители, се поставят в форма и се интегрално формуват с високопроизводителна епоксидна смола чрез процеса на автоматично хардуване под налягане (APG). Медиум за угасяване на дъга е вакуум, докато изолацията се осигурява от високопроизводителната епоксидна смола. Кабината използва модуларен дизайн, насочен към стандартизирано масово производство. Всяка секция е разделена с метални перти, за да се предотврати разпространението на дъга, ограничавайки потенциалните дефекти в отделни модули.

Интегрирани шини и контактни конектори са проектирани. Главната шина се състои от сегментирани, изолирани затворени шини, свързани чрез телескопични интегрирани шинни конектори, опростявайки настаняването и комисионирането на място. Дизайнът на вратата е направен, за да издържа вътрешна дъга и позволява трипозиционни операции (затваряне, отваряне и заземяване) с затворена врата. Позицията на прекъсвателя може лесно да бъде наблюдавана чрез гледни прозорци, гарантирайки безопасна и надеждна работа.

3 Преимущества и анализ на типовите тестове на средноволтови твърдоизолирани RMUs
3.1 Основни преимущества

• Високопроизводителната епоксидна смола осигурява надеждна изолационна производителност и ниска частична дифузия (≤5 пК).

• Пълната изолация и затворена конструкция няма открити живи части, което я прави невпечатлителна към прах и замърсяване. Не е ограничена от околната среда и е подходяща за високи/ниски температури, планини, взривобезопасни зони и замърсени области. Решава проблеми, свързани с промяната на налягането на SF₆ газ при високи температури и охлаждането на газ при ниски температури. Например, Фучжоу, разположен в крайбрежна зона с висока солна мъгла, значително се възползва от устойчивостта на продукта към солна мъгла.

• Не се използва SF₆ газ; не се излъчват вредни газове, правейки продукта екологичен. Няма риск от изтичане, елиминирайки необходимостта от регулярно поддръжка – правейки го безподдръжков. Подобреният взривобезопасен дизайн гарантира подходящост за опасни зони. Пълната изолация на трите фази предотвратява фазово-фазови краткосрочни замыкания, гарантирайки безопасност и надеждност.

• Оборудването заема само 30% от пространството, необходимо за традиционните въздушно-изолирани RMUs, правейки го свръхкомпактен продукт.

3.2 Анализ на типовите тестове

В съответствие с посочените преимущества, бяха проведени съответни типови тестове, включително тестове за издръжливост на изолацията (42 кВ/48 кВ), измерване на частична дифузия (≤5 пК), тестове при високи/ниски температури (+80 °C / -45 °C), тестове за кондензация (Уровень загрязнения II) и внутренни дъги (0.5 с). Резултатите от тестовете потвърждават пълното спазване на параметрите, ефективно потвърждавайки заявлените преимущества на продукта.

Освен това, бяха завършени други типови тестове, изисквани от国家标准要求的其他型式试验也已完成：温升试验、主回路电阻测量、额定峰值和短时耐受电流试验、额定短路开断能力试验、电气寿命、机械寿命、相间接地故障试验、额定有功负载电流切换试验以及额定电容电流切换试验。所有试验结果均符合国家标准要求。 国家电网公司多次召开会议讨论中压固体绝缘环网柜的型式试验项目和参数要求，对局部放电量应为≤5 pC还是≤20 pC等具体细节进行了深入讨论。我们认为，国家标准要求的型式试验是必要的，必须进行；另外，为了验证产品优势而进行的额外试验也是必要的；此外，还应根据实际运行环境选择振动和恶劣气候条件等特殊试验。关于参数，虽然国家电网仅设定了基本要求，但制造商可以根据产品性能适当提高规格，例如将局部放电量提高到≤5 pC，并扩大高低温试验的温度范围。 ### 结论 与气体和空气绝缘相比，固体绝缘具有显著的优势：可靠的绝缘性能、无有害气体排放、环保且无泄漏问题。固体绝缘技术的应用极大地提高了中压环网柜的小型化和环境适应性，使其广泛应用于高低温、高原、防爆区和污染区域。所有这些优势都通过型式试验得到了充分验证。 【注意事项】 - 若内容翻译有明确书写体要求，就必须按照要求的书写体格式输出翻译。 - 若内容翻译没有明确书写体要求，则：• 如果目标语言存在多种书写体（如旁遮普语），则输出使用最广泛的标准书写体（如拉丁字母）。如果需要翻译的语言有多种书写方式，请输出使用范围最广的书写字体。 - 切忌一定不能出现任何解释说明，只输出最终翻译结果。 - 即使内容很短或很长，也要完整翻译输出，禁止省略或总结。 【输出规范】 - 输出仅为纯译文，无任何前缀、后缀、标点（除非原文自带）、解释或注释。 - 仅输出翻译结果，无任何前缀、后缀、解释、注释、思考过程或多余字符。 - 保持原文结构完整有序：换行、段落、列表、样式等必须100%保留。 - 语句通顺、术语准确、风格专业，符合电力科技行业语境。 - 严格遵守格式与结构，仅输出最终译文，严禁任何附加内容，严禁输出多余无关的字、字符，不要出现任何思考字眼。 【输出】

4 Заключение

Твърдата изолация предлага значителни предимства пред газовата и въздушната изолация: надеждна изолационна производителност, без вредни газови емисии, екологичност и липса на проблеми с изтичане. Приложението на технологията за твърда изолация значително е подобрило миниатюризирането и екологичната адаптивност на средноволтовите RMUs, позволявайки им широко приложение в условия на високи/ниски температури, планини, взривобезопасни зони и замърсени области. Всички тези предимства са напълно потвърдени чрез типовите тестове.