मध्य-वोल्टेज सॉलिड-इनसुलेटेड RMUs: एपॉक्सी रेसिन इनसुलेशन और संरचनात्मक डिज़ाइन की व्याख्या

1 इन्सुलेशन सामग्री और डिज़ाइन

मध्य-वोल्टेज ठोस-इन्सुलेटेड रिंग मेन यूनिट्स (RMUs) के लिए लागत सांख्यिकी के आधार पर, इन्सुलेशन संरचना कुल लागत का 40% से अधिक हिस्सा है। इसलिए, उपयुक्त इन्सुलेशन सामग्री का चयन, विवेकपूर्ण इन्सुलेशन संरचना का डिज़ाइन और सही इन्सुलेशन विधि का निर्धारण मध्य-वोल्टेज RMUs के मूल्य के लिए महत्वपूर्ण है। 1930 में एपोक्सी रेजिन के पहले संश्लेषण के बाद से, इसके गुणों को सुधारने के लिए विभिन्न एडिटिव का निरंतर अन्वेषण किया गया है।

एपोक्सी रेजिन अपनी उच्च डाइएलेक्ट्रिक शक्ति, उच्च यांत्रिक शक्ति, ढालने और घोसने के दौरान न्यूनतम आयतन परिवर्तन, और मशीनिंग की सुगमता के लिए प्रसिद्ध है। इसलिए, यह मध्य-वोल्टेज RMUs के लिए प्राथमिक इन्सुलेशन सामग्री के रूप में चुना गया है। हार्डनर, टफेनर, प्लास्टिसाइज़र, फिलर, और रंगदायकों को शामिल करके एक उच्च-प्रदर्शन वाली एपोक्सी रेजिन बनाई जाती है। इसकी ऊष्मा प्रतिरोधकता, ऊष्मीय विस्तार, और ऊष्मा चालकता में सुधार किया गया है, जो लंबे समय तक वोल्टेज और छोटे समय के ओवरवोल्टेज स्थितियों के तहत अग्निरोधी और विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदर्शन प्रदान करता है।

RMUs में, पारंपरिक इन्सुलेशन संरचनाएँ असमान विद्युत क्षेत्र बनाती हैं। ऐसे क्षेत्रों में, इन्सुलेशन दूरी को बढ़ाने से इन्सुलेशन शक्ति में सुधार नहीं होता। इसलिए, संरचनात्मक अनुकूलन के माध्यम से विद्युत क्षेत्र की समानता को भी सुधारना चाहिए। एपोक्सी रेजिन की डाइएलेक्ट्रिक शक्ति 22 से 28 kV/mm के बीच होती है, जिसका अर्थ है कि अनुकूलित इन्सुलेशन डिज़ाइन के साथ, फेजों के बीच केवल कुछ मिलीमीटर की इन्सुलेशन दूरी की आवश्यकता होती है, जो उत्पाद के आकार को लगभग तीन गुना कम करता है।

2 मध्य-वोल्टेज ठोस-इन्सुलेटेड RMUs का संरचनात्मक डिज़ाइन

सभी चालक घटक—जैसे वैक्यूम इंटरप्टर, डिस्कनेक्ट स्विच, और ग्राउंडिंग स्विच—एक मोल्ड में रखे जाते हैं और ऑटोमेटिक प्रेशर जेलेशन (APG) प्रक्रिया के माध्यम से उच्च-प्रदर्शन वाली एपोक्सी रेजिन का एकीकृत ढालना किया जाता है। आर्क निरोधक माध्यम वैक्यूम है, जबकि इन्सुलेशन उच्च-प्रदर्शन वाली एपोक्सी रेजिन द्वारा प्रदान की जाती है। कैबिनेट में मॉड्यूलर डिज़ाइन अपनाया गया है, जो मानकीकृत बड़े पैमाने पर उत्पादन को सुविधाजनक बनाता है। प्रत्येक कक्ष धातु के विभाजकों द्वारा अलग किया गया है, जो आर्क के फैलाव को रोकता है, इस प्रकार संभावित दोषों को व्यक्तिगत मॉड्यूलों में सीमित करता है।

एकीकृत बसबार और कन्टैक्ट कनेक्टर्स का डिज़ाइन किया गया है। मुख्य बसबार सेगमेंटेटेड, इन्सुलेटेड एनक्लोज्ड बसबार्स से बना होता है, जो टेलिस्कोपिक एकीकृत बसबार कनेक्टर्स के माध्यम से जुड़ा होता है, जो ऑन-साइट इन्स्टॉलेशन और कमीशनिंग को सरल बनाता है। दरवाजे की संरचना आंतरिक आर्किंग को सहन करने के लिए डिज़ाइन की गई है और दरवाजा बंद होने पर तीन स्थितियों (बंद, खुला, और ग्राउंडिंग) के ऑपरेशन की अनुमति देती है। स्विच स्थिति की स्थिति देखने के विंडो के माध्यम से आसानी से देखी जा सकती है, जो सुरक्षित और विश्वसनीय ऑपरेशन की गारंटी देती है।

3 मध्य-वोल्टेज ठोस-इन्सुलेटेड RMUs के फायदे और प्रकार टेस्ट विश्लेषण
3.1 मुख्य फायदे

• उच्च-प्रदर्शन वाली एपोक्सी रेजिन विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदर्शन और कम आंशिक डिस्चार्ज (≤5 pC) की गारंटी देती है।

• पूरी तरह से इन्सुलेटेड और सील्ड संरचना में कोई खुला चालक भाग नहीं होता, जिससे धूल और प्रदूषण से बचा जा सकता है। यह पर्यावरणीय स्थितियों से सीमित नहीं होता और उच्च/निम्न तापमान, पठार, विस्फोट-प्रतिरोधी क्षेत्र, और प्रदूषित क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है। यह उच्च तापमान पर SF₆ गैस दबाव परिवर्तन और निम्न तापमान पर गैस के द्रवीकरण से संबंधित मुद्दों को हल करता है। उदाहरण के लिए, फुझोउ, एक तटीय उच्च-नमकीन धूम्रपान क्षेत्र, उत्पाद की नमकीन धूम्रपान प्रतिरोधकता से बहुत लाभान्वित है।

• SF₆ गैस का उपयोग नहीं किया जाता; कोई हानिकारक गैस उत्सर्जित नहीं होती, जिससे यह एक पर्यावरण-अनुकूल उत्पाद बन जाता है। लीकेज का कोई खतरा नहीं होता, जिससे नियमित रखरखाव की आवश्यकता नहीं रहती—यह निर्वातन-मुक्त हो जाता है। बढ़ा हुआ विस्फोट-प्रतिरोधी डिज़ाइन खतरनाक स्थानों के लिए उपयुक्त बनाता है। पूरी तरह से इन्सुलेटेड तीन-फेज संरचना फेज-से-फेज शॉर्ट सर्किट को रोकती है, जिससे सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।

• उपकरण पारंपरिक वायु-इन्सुलेटेड RMUs के लिए आवश्यक अंतरिक्ष का केवल 30% ग्रहण करता है, जिससे यह एक अत्यंत संकुचित उत्पाद बन जाता है।

3.2 प्रकार टेस्ट विश्लेषण

उपरोक्त फायदों के अनुसार, संबंधित प्रकार टेस्ट किए गए, जिनमें इन्सुलेशन विद्युत वोल्टेज टेस्ट (42 kV/48 kV), आंशिक डिस्चार्ज माप (≤5 pC), उच्च/निम्न तापमान टेस्ट (+80 °C / -45 °C), तथा आंतरिक आर्क टेस्ट (0.5 s) शामिल थे। टेस्ट परिणामों से पैरामीटर आवश्यकताओं का पूर्ण पालन किया गया, जो उत्पाद के दावित फायदों की प्रभावी वैधता की पुष्टि करता है।

इसके अतिरिक्त, राष्ट्रीय मानकों द्वारा आवश्यक अन्य प्रकार टेस्ट पूरे किए गए: तापमान उत्थान टेस्ट, मुख्य सर्किट प्रतिरोध माप, निर्धारित शिखर और छोटे समय की वोल्टेज टेस्ट, निर्धारित शॉर्ट-सर्किट बनाने और तोड़ने की क्षमता टेस्ट, विद्युत और यांत्रिक लंबी अवधि की टेस्ट, फेज-से-फेज ग्राउंडिंग की दोष टेस्ट, निर्धारित सक्रिय लोड धारा स्विचिंग टेस्ट, और निर्धारित क्षमता धारा स्विचिंग टेस्ट। सभी टेस्ट परिणाम राष्ट्रीय मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

चीन की स्टेट ग्रिड कॉर्पोरेशन ने मध्य-वोल्टेज ठोस-इन्सुलेटेड RMUs के प्रकार टेस्ट आइटम और पैरामीटर आवश्यकताओं पर बहुत से बैठकें आयोजित की हैं, जिनमें विशिष्ट विवरणों, जैसे कि आंशिक डिस्चार्ज सीमा ≤5 pC या ≤20 pC होनी चाहिए, पर गहन चर्चा की गई है। हम मानते हैं कि राष्ट्रीय मानकों द्वारा निर्धारित प्रकार टेस्ट आवश्यक हैं और उन्हें अवश्य किया जाना चाहिए; उत्पाद के फायदों की पुष्टि के लिए अतिरिक्त टेस्ट भी आवश्यक हैं; इसके अलावा, वास्तविक संचालन परिवेश के आधार पर विक्षोभ और गंभीर जलवायु परीक्षण जैसे विशेष परीक्षणों का चयन किया जाना चाहिए। पैरामीटरों के लिए, जबकि स्टेट ग्रिड केवल आधार आवश्यकताएँ निर्धारित करता है, उत्पादक उत्पाद के प्रदर्शन के अनुसार विशिष्ट विवरणों को उचित रूप से बढ़ा सकते हैं—उदाहरण के लिए, आंशिक डिस्चार्ज सीमा को ≤5 pC तक बढ़ाना और उच्च/निम्न तापमान टेस्ट की तापमान सीमा को बढ़ाना।

4 निष्कर्ष

ठोस इन्सुलेशन गैस और वायु इन्सुलेशन की तुलना में बहुत सारे फायदे प्रदान करता है: विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदर्शन, कोई हानिकारक गैस उत्सर्जन नहीं, पर्यावरण-अनुकूल, और कोई लीकेज समस्या नहीं। ठोस इन्सुलेशन तकनीक के अनुप्रयोग ने मध्य-वोल्टेज RMUs के लिए छोटे आकार और पर्यावरणीय अनुकूलता में बहुत सारा सुधार किया, जिससे उच्च/निम्न तापमान, पठार, विस्फोट-प्रतिरोधी क्षेत्र, और प्रदूषित क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभव हो गया। इन सभी फायदों को प्रकार टेस्टिंग के माध्यम से पूरी तरह से पुष्टि की गई है।