Medium-Spændings Fast Isolerede RMUs: Forklaring af Epoxyharts Isolation og Konstruktion

1 Isolationsmaterialer og design

Baseret på omkostningsstatistikker for mediumspændings fast isolerede ringhovedenheder (RMUs), udgør isolationsstrukturen over 40% af den totale omkostning. Derfor er det vigtigt at vælge passende isolationsmaterialer, designe rationelle isolationsstrukturer og fastsætte den korrekte isolationsmetode for at sikre værdien af mediumspændings RMUs. Siden den første syntese af epoksidhår i 1930, har forskellige tilsætningsstoffer konstant blivet udforsket for at forbedre dets egenskaber.

Epoksidhår er kendt for sin høje dielektriske styrke, høj mekanisk styrke, minimal volumenændring under formning og hårdning, samt let til redskabelighed. Derfor er det valgt som primær isolationsmateriale til mediumspændings RMUs. Ved at tilføje hårdner, styrkende stoffer, plastificerende stoffer, fyllere og farvestoffer, dannes et højytende epoksidhår. Dets varmebestand, termisk udvidelse og termisk ledningsevne er forbedret, hvilket giver brandhæmmende egenskaber og pålidelig isolationsydeevne under langvarig spænding og kortvarige overspændinger.

I RMUs skaber konventionelle isolationsstrukturer ofte ikke-uniforme elektriske felt. I sådanne felt er det utilstrækkeligt blot at øge isolationsafstanden for at forbedre isolationsstyrken. Derfor skal også uniformiteten af det elektriske felt forbedres gennem strukturel optimering. Dielektrisk styrke for epoksidhår ligger mellem 22 og 28 kV/mm, hvilket betyder, at med en optimeret isolationsdesign kræves kun få millimeter isolationsafstand mellem faserne, hvilket betydeligt reducerer produktets størrelse.

2 Strukturelt design af mediumspændings fast isolerede RMUs

Alle ledevende komponenter – som vakuumafbrydere, afkoblingskontakter og jordingskontakter – placeres i en form og formes integralt ved hjælp af højytende epoksidhår gennem Automatic Pressure Gelation (APG)-processen. Bueudslukningsmediumet er vakuum, mens isolationen leveres af højytende epoksidhår. Kabinetet anvender et modulart design, der gør standardiseret masseproduktion lettere. Hver sektion er adskilt af metalpartitioner for at forhindre bueudvikling, hvilket begrænser potentielle fejl inden for individuelle moduler.

Integrerede busbar og kontaktforbindelser er designet. Den primære busbar består af segmenterede, isolerede lukkede busbars forbundet via teleskopiske integrerede busbarforbindelser, der forenkler installation og indstilling på stedet. Dørsstrukturen er designet til at modstå interne buer og tillader trepositioneringsoperationer (lukket, åben og jordet) med døren lukket. Kontaktpositionsstatus kan nemt observeres gennem kigvinduer, hvilket sikrer sikkert og pålideligt drift.

3 Fordele og typeprøveanalyse af mediumspændings fast isolerede RMUs
3.1 Hovedfordele

• Højytende epoksidhår sikrer pålidelig isolationsydeevne og lav partiell udladning (≤5 pC).

• Den fuldt isolerede og forsegledes struktur har ingen eksponerede levende dele, hvilket gør den immun over for støv og forurening. Den er ikke begrænset af miljøforhold og er velegnet til høje/lave temperaturer, højland, eksplosionsbeskyttede områder og forurenede regioner. Den løser problemer relateret til SF₆-gaspressurændringer ved høje temperaturer og gasflydning ved lave temperaturer. For eksempel nyder Fuzhou, beliggende i en kystområde med højt saltfog, stor fordel af produktets saltfogbestand.

• Der bruges ingen SF₆-gas; der udsendes ingen skadelige gasser, hvilket gør det til et miljøvenligt produkt. Der er ingen risiko for lækkage, hvilket eliminere behovet for regelmæssig vedligeholdelse – gør det vedligeholdelsesfrit. Forbedret eksplosionsbeskyttende design sikrer velegnethed til farlige lokationer. Den fuldt isolerede trefasestruktur forebygger fase til fase kortslutninger, hvilket sikrer sikkerhed og pålidelighed.

• Udstyret optager kun 30% af pladsen, der kræves af konventionelle luftisolerede RMUs, hvilket gør det til et ultrakompakt produkt.

3.2 Typeprøveanalyse

I overensstemmelse med de ovennævnte fordele blev der gennemført tilsvarende typeprøver, herunder isolationsudholdelighedsprøver (42 kV/48 kV), partiell udladningsmålinger (≤5 pC), høj/ned lavtemperaturprøver (+80 °C / -45 °C), kondensationsprøver (Forurening Niveau II) og interne buerprøver (0,5 s). Prøveresultater bekræfter fuld overensstemmelse med parameterkrav, hvilket effektivt bekræfter produktets angivne fordele.

Desuden blev andre typeprøver, der kræves af nationale standarder, gennemført: temperaturstigningsprøver, måling af hovedkredsmodstand, prøver for nomineret top og kortvarig udholdelighed, prøver for nomineret kortslutningskapacitet, elektrisk holdbarhed, mekanisk holdbarhed, fejlprøver under fase til fase jordforbindelse, prøver for aktive laststrømskommuttering og prøver for kapacitive strømskommuttering. Alle prøveresultater opfylder nationale standardkrav.

State Grid Corporation of China har afholdt flere møder for at diskutere typeprøveelementer og parameterkrav for mediumspændings fast isolerede RMUs, med dybdegående diskussioner om specifikke detaljer som, om partiell udladningsgrænsen skulle være ≤5 pC eller ≤20 pC. Vi mener, at typeprøverne, der er pålagt af nationale standarder, er afgørende og skal udføres; yderligere prøver, der udføres for at verificere produktfordele, er også nødvendige; desuden bør specielle prøver, som vibration og strenge klimaforhold, vælges baseret på den faktiske driftsmiljø. Med hensyn til parametre, selvom State Grid kun sætter basiskrav, kan producenter passende forbedre specifikationer i henhold til produktets ydeevne – for eksempel hæve partiell udladningsgrænsen til ≤5 pC og udvide temperaturintervallet for høj/ned lavtemperaturprøver.

4 Konklusion

Fast isolation har betydelige fordele sammenlignet med gas- og luftisolation: pålidelig isolationsydeevne, ingen skadelige gasudsendelser, miljøvenlighed og ingen lækkageproblemer. Anvendelsen af fast isolations teknologi har betydeligt forbedret miniaturiseringen og miljøtilpasningen af mediumspændings RMUs, hvilket gør det muligt for bred anvendelse i høje/lave temperaturer, højland, eksplosionsbeskyttede områder og forurenede regioner. Alle disse fordele er fuldt ud bekræftet gennem typeprøver.