پیوندهای متوسط‌ولتاژ جامد عایق‌شده: توضیح درباره عایق‌بندی رزین اپوکسی و طراحی ساختاری
1 مواد عایق‌بندی و طراحی
بر اساس آمار هزینه‌ها برای واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط، ساختار عایق‌بندی بیش از ۴۰ درصد کل هزینه را تشکیل می‌دهد. بنابراین، انتخاب مواد عایق‌بندی مناسب، طراحی ساختارهای عایق‌بندی منطقی و تعیین روش عایق‌بندی صحیح برای ارزش واحدهای حلقه‌ای ولتاژ متوسط بسیار مهم است. از زمان ترکیب اولین رزین اپوکسی در سال ۱۹۳۰، م添加剂似乎被意外地包含在了翻译中，让我继续正确的波斯语翻译。
1 مواد عایق‌بندی و طراحی بر اساس آمار هزینه‌ها برای واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط، ساختار عایق‌بندی بیش از ۴۰ درصد کل هزینه را تشکیل می‌دهد. بنابراین، انتخاب مواد عایق‌بندی مناسب، طراحی ساختارهای عایق‌بندی منطقی و تعیین روش عایق‌بندی صحیح برای ارزش واحدهای حلقه‌ای ولتاژ متوسط بسیار مهم است. از زمان ترکیب اولین رزین اپوکسی در سال ۱۹۳۰، به طور مداوم افزودنی‌های مختلفی برای بهبود خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفته است. رزین اپوکسی به دلیل مقاومت الکتریکی بالا، مقاومت مکانیکی بالا، تغییر حجم کم در طول ریخته‌گری و پخت، و آسانی در ماشین‌کاری شناخته شده است. بنابراین، به عنوان ماده عایق‌بندی اصلی برای واحدهای حلقه‌ای ولتاژ متوسط انتخاب شده است. با اضافه کردن سخت‌کننده‌ها، محکم‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، پرکننده‌ها و رنگ‌آمیزها، یک رزین اپوکسی با عملکرد بالا تشکیل می‌شود. مقاومت حرارتی، انفجار حرارتی و هدایت حرارتی آن بهبود یافته و مقاومت عایق‌بندی قابل اعتمادی در شرایط ولتاژ بلندمدت و ولتاژ فراتر از حد کوتاه‌مدت فراهم می‌کند. در واحدهای حلقه‌ای، ساختارهای عایق‌بندی سنتی معمولاً میدان‌های الکتریکی نامتعادل ایجاد می‌کنند. در چنین میدان‌هایی، فقط افزایش فاصله عایق‌بندی برای بهبود قدرت عایق‌بندی کافی نیست. بنابراین، باید با بهینه‌سازی ساختاری، یکنواختی میدان الکتریکی نیز بهبود یابد. مقاومت الکتریکی رزین اپوکسی بین ۲۲ تا ۲۸ کیلوولت بر میلی‌متر متغیر است، به این معنی که با طراحی عایق‌بندی بهینه، فقط چند میلی‌متر فاصله عایق‌بندی بین فازها لازم است، که به طور قابل توجهی اندازه محصول را کاهش می‌دهد. 2 طراحی ساختاری واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط تمامی اجزای رسانا مانند قطعات خلاء، تحریک‌کننده‌ها و تیغه‌های زمین‌کشی در قالب قرار گرفته و با استفاده از رزین اپوکسی با عملکرد بالا از طریق فرآیند ژلاتین‌سازی تحت فشار خودکار (APG) ریخته‌گری می‌شوند. مedium for arc extinguishing is vacuum, while insulation is provided by the high-performance epoxy resin. The cabinet adopts a modular design, facilitating standardized mass production. Each compartment is separated by metal partitions to prevent arc propagation, thereby confining potential faults within individual modules. Integrated busbar and contact connectors are designed. The main busbar consists of segmented, insulated enclosed busbars connected via telescopic integrated busbar connectors, simplifying on-site installation and commissioning. The door structure is designed to withstand internal arcing and allows three-position operations (closing, opening, and grounding) with the door closed. Switch position status can be easily observed through viewing windows, ensuring safe and reliable operation. 3 Advantages and Type Test Analysis of Medium-Voltage Solid-Insulated RMUs High-performance epoxy resin ensures reliable insulation performance and low partial discharge (≤5 pC). The fully insulated and sealed structure has no exposed live parts, making it immune to dust and contamination. It is not limited by environmental conditions and is suitable for high/low temperatures, plateaus, explosion-proof areas, and polluted regions. It solves issues related to SF₆ gas pressure changes at high temperatures and gas liquefaction at low temperatures. For example, Fuzhou, located in a coastal high-salt-fog area, benefits significantly from the product's salt-fog resistance. No SF₆ gas is used; no harmful gases are emitted, making it an environmentally friendly product. There is no risk of leakage, eliminating the need for regular maintenance—making it maintenance-free. Enhanced explosion-proof design ensures suitability for hazardous locations. The fully insulated three-phase structure prevents phase-to-phase short circuits, ensuring safety and reliability. The equipment occupies only 30% of the space required by conventional air-insulated RMUs, making it an ultra-compact product. 3.2 Type Test Analysis In line with the above advantages, corresponding type tests were conducted, including insulation withstand voltage tests (42 kV/48 kV), partial discharge measurement (≤5 pC), high/low temperature tests (+80 °C / -45 °C), condensation tests (Pollution Level II), and internal arc tests (0.5 s). Test results confirm full compliance with parameter requirements, effectively validating the product's stated advantages. Additionally, other type tests required by national standards were completed: temperature rise test, main circuit resistance measurement, rated peak and short-time withstand current tests, rated short-circuit making and breaking capacity tests, electrical endurance, mechanical endurance, fault tests under phase-to-phase grounding, rated active load current switching tests, and rated capacitive current switching tests. All test results meet national standard requirements. State Grid Corporation of China has held multiple meetings to discuss the type test items and parameter requirements for medium-voltage solid-insulated RMUs, with in-depth discussions on specific details such as whether the partial discharge limit should be ≤5 pC or ≤20 pC. We believe that the type tests mandated by national standards are essential and must be performed; additional tests conducted to verify product advantages are also necessary; furthermore, special tests such as vibration and severe climate condition tests should be selected based on the actual operating environment. Regarding parameters, while State Grid sets only baseline requirements, manufacturers can appropriately enhance specifications according to product performance—for instance, raising the partial discharge limit to ≤5 pC and extending the temperature range for high/low temperature tests. 4 Conclusion Solid insulation offers significant advantages over gas and air insulation: reliable insulation performance, no harmful gas emissions, environmental friendliness, and no leakage issues. The application of solid insulation technology has greatly enhanced the miniaturization and environmental adaptability of medium-voltage RMUs, enabling wide application in high/low temperatures, plateaus, explosion-proof areas, and polluted regions. All these advantages have been fully validated through type testing. 2 طراحی ساختاری واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط تمامی اجزای رسانا مانند قطعات خلاء، تحریک‌کننده‌ها و تیغه‌های زمین‌کشی در قالب قرار گرفته و با استفاده از رزین اپوکسی با عملکرد بالا از طریق فرآیند ژلاتین‌سازی تحت فشار خودکار (APG) ریخته‌گری می‌شوند. مEDIUM for arc extinguishing is vacuum, while insulation is provided by the high-performance epoxy resin. The cabinet adopts a modular design, facilitating standardized mass production. Each compartment is separated by metal partitions to prevent arc propagation, thereby confining potential faults within individual modules. طراحی شده‌است برای اتصالات باربر اصلی و تماس‌ها. باربر اصلی شامل باربرهای بخش‌بندی شده و عایق‌بندی شده است که از طریق اتصالات باربر یکپارچه قابل تنظیم اتصال می‌شوند، که نصب و راه‌اندازی محلی را ساده می‌کند. ساختار دریچه طراحی شده است تا به آرک داخلی مقاومت کند و اجازه عملیات سه وضعیتی (بستن، باز کردن و زمین‌کشی) با دریچه بسته را بدهد. وضعیت سوئیچ می‌تواند به راحتی از طریق پنجره‌های مشاهده مشاهده شود که عملکرد ایمن و قابل اعتماد را تضمین می‌کند. 3 مزایا و تحلیل آزمون نوع واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط رزین اپوکسی با عملکرد بالا اطمینان از عملکرد عایق‌بندی قابل اعتماد و دیسچارژ جزئی کم (<=5 pC) را فراهم می‌کند. ساختار کاملاً عایق‌بندی شده و مسدود شده بدون قطعات زنده ظاهری است که آن را در برابر غبار و آلودگی مقاوم می‌کند. این ساختار به شرایط محیطی محدود نیست و برای دماهای بالا/پایین، صفحات، مناطق ضد انفجار و مناطق آلوده مناسب است. این حل مسائل مربوط به تغییر فشار گاز SF₆ در دماهای بالا و تبخیر گاز در دماهای پایین را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، فوجو، واقع در یک منطقه ساحلی با مقدار بالایی از ابخره نمک، به طور قابل توجهی از مقاومت در برابر ابخره نمک محصول بهره‌مند می‌شود. گاز SF₆ استفاده نمی‌شود؛ هیچ گاز مضری تولید نمی‌شود که محصول را محیط‌زیست‌دوستانه می‌کند. هیچ خطر لوک‌دادن وجود ندارد و نیاز به نگهداری منظم حذف می‌شود—که آن را بدون نگهداری می‌کند. طراحی ضد انفجار بهبود یافته اطمینان از مناسب بودن برای مکان‌های خطرناک را فراهم می‌کند. ساختار سه‌فازی کاملاً عایق‌بندی شده از کوتاه شدن فاز به فاز جلوگیری می‌کند و ایمنی و قابلیت اطمینان را تضمین می‌کند. تجهیزات فقط ۳۰٪ فضای مورد نیاز توسط واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی هوا را اشغال می‌کنند که آن را به یک محصول بسیار فشرده تبدیل می‌کند. 3.2 تحلیل آزمون نوع با توجه به مزایا فوق، آزمون‌های نوع متناظر انجام شدند، از جمله آزمون‌های تحمل ولتاژ عایق‌بندی (42 kV/48 kV)، اندازه‌گیری دیسچارژ جزئی (<=5 pC)، آزمون‌های دمای بالا/پایین (+80 °C / -45 °C)، آزمون‌های تكثيف (سطح آلودگی II) و آزمون‌های آرک داخلی (0.5 ثانیه). نتایج آزمون‌ها تأیید کامل پارامترهای مورد نیاز را ارائه می‌دهد که به طور مؤثر مزایا اعلام شده محصول را تأیید می‌کند. به علاوه، سایر آزمون‌های نوع مورد نیاز استانداردهای ملی کامل شدند: آزمون افزایش دما، اندازه‌گیری مقاومت مدار اصلی، آزمون‌های تحمل جریان اوج و کوتاه‌مدت مجاز، آزمون‌های ظرفیت قطع و گذر جریان کوتاه‌مدار مجاز، تحمل الکتریکی، تحمل مکانیکی، آزمون‌های خطا در زمین‌کشی فاز به فاز، آزمون‌های تغییر جریان بار فعال مجاز و آزمون‌های تغییر جریان ظرفیتی مجاز. تمامی نتایج آزمون‌ها مطابق با استانداردهای ملی هستند. شرکت شبکه برق چین چندین جلسه برگزار کرده است تا درباره موارد آزمون نوع و نیازهای پارامتریک برای واحدهای حلقه‌ای با عایق‌بندی جامد ولتاژ متوسط بحث کند، با بحث‌های عمیق درباره جزئیات خاص مانند اینکه آیا محدوده دیسچارژ جزئی باید <=5 pC یا <=20 pC باشد. ما باور داریم که آزمون‌های نوع مورد نیاز استانداردهای ملی ضروری هستند و باید انجام شوند؛ آزمون‌های اضافی برای تأیید مزایای محصول نیز ضروری هستند؛ علاوه بر این، آزمون‌های خاص مانند ارتعاش و آزمون‌های شرایط آب و هوایی شدید باید بر اساس محیط عملیاتی واقعی انتخاب شوند. در مورد پارامترها، در حالی که شبکه برق فقط نیازهای پایه‌ای را تعیین می‌کند، سازندگان می‌توانند به طور مناسب مشخصات را بر اساس عملکرد محصول ارتقا دهند—به عنوان مثال، محدوده دیسچارژ جزئی را به <=5 pC افزایش دهند و محدوده دمای آزمون‌های دمای بالا/پایین را گسترش دهند. 4 نتیجه‌گیری عایق‌بندی جامد مزایای قابل توجهی نسبت به عایق‌بندی گازی و هوایی دارد: عملکرد عایق‌بندی قابل اعتماد، عدم تولید گازهای مضر، دوستدار محیط زیست و عدم مشکلات لوک‌دادن. استفاده از فناوری عایق‌بندی جامد به طور قابل توجهی کوچک‌سازی و انطباق محیطی واحدهای حلقه‌ای ولتاژ متوسط را افزایش داده است، که این واحد‌ها را قادر می‌سازد در دماهای بالا/پایین، صفحات، مناطق ضد انفجار و مناطق آلوده کاربرد گسترده‌ای پیدا کنند. تمامی این مزایا از طریق آزمون‌های نوع به طور کامل تأیید شده‌اند.
3.1 Main Advantages
3.1 مزایا اصلی
