Keski-jännite solid-insulated RMU:t: Epoxyharmean eristys ja rakennemalli selitettynä

1 Erityyppiset eristysmateriaalit ja suunnittelu

Keskijänniteen kiinteästi eristettyihin rengasmaukkuihin (RMU) liittyvien kustannustilastojen perusteella eristysrakenne muodostaa yli 40 prosenttia kokonaiskustannuksista. Siksi sopivien eristysmateriaalien valinta, järkevän eristysrakenteen suunnittelu ja oikean eristyksen määrittäminen ovat keskeisiä keskijänniteen RMU:n arvolle. Kun epoksiharja syntetisöitiin ensimmäisen kerran vuonna 1930, sen ominaisuuksien parantamiseksi on jatkuvasti tutkittu erilaisia lisäaineita.

Epoksiharja on tunnettu korkeasta dielektrisestä vahvuudesta, korkeasta mekaanisesta vahvuudesta, pienestä tilavuusmuutoksesta kaivettaessa ja kypsettäessä sekä helposta työstämisestä. Siksi se on valittu keskijänniteen RMU:n pääeristysmateriaaliksi. Kovahtaimien, kestävyyden parantajien, pehmusteiden, täyteaineiden ja väriaineiden lisääminen luo korkeanomisen epoksiharjan. Sen lämpökestävyys, terminen laajeneminen ja lämmönjohtavuus on parannettu, mikä tarjoaa paloesteytymisen ja luotettavan eristyskyvyn pitkäaikaisen jännite- ja lyhytaikaisen ylijänniteolosuhteissa.

RMU:ssa perinteiset eristysrakenteet usein luovat epätasapainoisia sähkökenttiä. Tällaisissa kentissä pelkkä eristyspituuden lisääminen ei riitä eristysvahvuuden parantamiseen. Siksi sähkökentän tasapainoisuuden on myös parannettava rakenteellisilla optimoinneilla. Epoksiharjan dielektrinen vahvuus on 22–28 kV/mm, mikä tarkoittaa, että optimoidulla eristysrakenteella tarvitaan vain muutama millimetri eristyspituutta vaiheiden välille, mikä merkittävästi vähentää tuotteen kokoa.

2 Keskijänniteen kiinteästi eristettyjen RMU:n rakennerakenne

Kaikki johtavat komponentit – kuten tyhjiökappaleet, katkaisimet ja maaritysjohtimet – asetetaan malliin ja kokoontaan yhtenäisesti korkeanomisen epoksiharjan avulla automaattisessa painepohjaisessa gelointiprosessissa (APG). Sähkökaaren sammutusvälineeksi toimii tyhjiö, kun taas eristys tarjotaan korkeanomisen epoksiharjalla. Kaappi noudattaa modulaarista suunnittelua, mikä helpottaa standardisoitua massatuotantoa. Jokainen huone on eroteltu metallisilla väliajoin estääkseen sähkökaaren leviämisen, mikä rajaa mahdolliset ongelmat yksittäisiin moduleihin.

Yhdennettyjen busbarien ja yhteyksien suunnittelu on tehty. Pääbusbar koostuu segmentoiduista, eristetyistä suljetuista busbareista, jotka yhdistetään puristusyhteydellä integroitujen busbar-yhteyksien avulla, mikä yksinkertaistaa paikan päällä tapahtuvaa asennusta ja käyttöönottoa. Ovien rakenne on suunniteltu kestämään sisäiset sähkökaaret ja sallimaan kolmen aseman toiminnan (sulku, avaaminen ja maaritys) suljetun oven kautta. Kytkimen asemasta voidaan helposti tarkkailla näyttöikkunoissa, mikä takaa turvallisen ja luotettavan toiminnan.

3 Keskijänniteen kiinteästi eristettyjen RMU:n etuja ja typelystestausanalyysi
3.1 Pääedut

• Korkeanomisen epoksiharja takaa luotettavan eristyskyvyn ja alhaisen osittaisen sähkökäyräilyn (≤5 pC).

• Täysin eristetty ja tiiviisti suljettu rakenne ei ole altis pölylle ja saasteelle. Se ei ole rajoitettu ympäristöolosuhteisiin ja soveltuu korkean/alamman lämpötilan, korkeanmaan, räjähdysalttiiden alueiden ja saasteisten alueiden olosuhteisiin. Se ratkaisee SF₆-kaasun paineen muutoksia korkeassa lämpötilassa ja kaasun nesteytyminen alhaisessa lämpötilassa. Esimerkiksi Fuzhou, joka sijaitsee rannikolla korkean suolan sumun alueella, hyötyy merkittävästi tuotteen suolan sumun vastustuskyvystä.

• SF₆-kaasua ei käytetä; haitallisia kaasuja ei pääse ulos, mikä tekee siitä ympäristöystävällisen tuotteen. Vakavaa räjähdysalttiista suunnittelua on parannettu, mikä takaa soveltuvuuden vaarallisiin alueisiin. Täysin eristetty kolmiasekainen rakenne estää vaiheiden välisten lyhytkierreitten muodostumisen, mikä takaa turvallisuuden ja luotettavuuden.

• Laitteisto vie vain 30 prosenttia tavallisen ilmaeristettyjen RMU:n vaativasta tilasta, mikä tekee siitä äärimmäisen kompaktin tuotteen.

3.2 Typelystestausanalyysi

Yllä mainittujen etujen mukaisesti on suoritettu vastaavia typelystestejä, mukaan lukien eristysjännitetesti (42 kV/48 kV), osittaisen sähkökäyräilyn mittaaminen (≤5 pC), korkean/alamman lämpötilan testit (+80 °C / -45 °C), kondensaatiotestit (Saastetaso II) ja sisäinen sähkökaarenpitoajatesti (0,5 s). Testitulokset vahvistavat täydellisen vastaavuuden parametriteksteihin, mikä tehokkaasti vahvistaa tuotteen esitettyjä etuja.

Lisäksi on suoritettu muut typelystestit, jotka ovat kansallisten standardien vaatimukset: lämpötilan nousutesti, pääpiirin vastusmittaus, määrätyt huippu- ja lyhytaikaiset sähkövirtasuureet, määrätyt lyhytsulun tekemis- ja katkaisukapasiteettitestit, sähköinen ja mekaaninen kestävyystesti, virhetestit vaiheiden välillä ja maan välillä, määrätyt aktiivisen kuormituksen sähkövirta- ja kapasitanssivirta-tekemis- ja katkaisukapasiteettitestit. Kaikki testitulokset täyttävät kansallisten standardien vaatimukset.

Kiinan valtionverkon yhtiö on järjestänyt useita kokouksia keskustellakseen keskijänniteen kiinteästi eristettyjen RMU:n typelystestien aiheista ja parametriteksteistä, syventäen keskustelua erityiskohtia, kuten pitäisikö osittaisen sähkökäyräilyn raja-arvo olla ≤5 pC tai ≤20 pC. Uskomme, että kansallisten standardien vaatimat typelystestit ovat välttämättömiä ja niiden on tehtävä; lisätestit, jotka vahvistavat tuotteen etuja, ovat myös tarpeellisia; lisäksi erityistestit, kuten vibraatio- ja ankarat säätöolosuhteet, tulisi valita todellisen toimintaympäristön perusteella. Parametreissahan Kiinan valtio asettaa vain perustason vaatimukset, mutta valmistajat voivat asianmukaisesti parantaa spesifikaatioita tuotteen ominaisuuksien mukaan – esimerkiksi nostaa osittaisen sähkökäyräilyn raja-arvoa ≤5 pC:ksi ja laajentaa korkean/alamman lämpötilan testien lämpötila-alueen.

4 Yhteenveto

Kiinteä eristys tarjoaa huomattavia etuja kaasueristykseen ja ilmaeristykseen verrattuna: luotettava eristyskyky, ei haitallisia kaasupäästöjä, ympäristöystävällisyys ja ei puiteongelmia. Kiinteän eristysteknologian käyttö on huomattavasti parantanut keskijänniteen RMU:n miniaturisointia ja ympäristösopeutuvuutta, mikä mahdollistaa laajan soveltamisen korkean/alamman lämpötilan, korkeanmaan, räjähdysalttiiden alueiden ja saasteisten alueiden olosuhteissa. Kaikki nämä edut on täysin vahvistettu typelystesteillä.