Srednje-naponski čvrsto izolirani RMU-ovi: Objašnjenje epoksidne smole kao izolacije i konstrukcijskog dizajna

1 Izolacijski materijali i dizajn

Na temelju troškovnih statistika za srednjepresunske čvrsto izolirane prstenaste glavne jedinice (RMU), izolacijska struktura čini preko 40% ukupnog troška. Stoga je odabir odgovarajućih izolacijskih materijala, racionalni dizajn izolacijskih struktura i određivanje točne metode izolacije ključno za vrijednost srednjepresunskih RMU-ova. Od prvog sinteze epoksidne smole 1930. godine, različiti dodaci su se stalno istraživali kako bi se poboljšale njeni svojstva.

Epoksidna smola poznata je po visokoj dielektričkoj čvrstoći, visokoj mehaničkoj čvrstoći, minimalnoj volumenskoj promjeni tijekom ljevanja i stakljanja, te lakoći obrade. Stoga se bira kao primarni izolacijski materijal za srednjepresunske RMU-ove. Uključivanjem tvrdila, čvršćenika, plastifikanata, punjenja i boja, formira se visoko performantna epoksidna smola. Njegova toplinska otpornost, toplinska širenja i vodljivost topline su poboljšani, što pruža vatrogasnost i pouzdanu izolacijsku performansu u uvjetima dugotrajnog napona i kratkotrajnog prenapona.

U RMU-ovima konvencionalne izolacijske strukture često stvaraju neuniformna električna polja. U takvim poljima, samo povećanje udaljenosti izolacije nije dovoljno za poboljšanje čvrstoće izolacije. Stoga se mora unaprijediti uniformnost električnog polja kroz optimizaciju strukture. Dielektrična čvrstoća epoksidne smole kretao se od 22 do 28 kV/mm, što znači da s optimiziranim dizajnom izolacije potrebna je samo nekoliko milimetara udaljenosti između faza, znatno smanjujući veličinu proizvoda.

2 Strukturni dizajn srednjepresunskih čvrsto izoliranih RMU-ova

Svi provodni elementi - poput vakuumskih prekidnika, odvojivača i zemljišta - stavljaju se u kalup i integralno se ljevu visoko performantnom epoksidnom smolom putem postupka Automatskog tlaka geliranja (APG). Sredstvo za gašenje lukova je vakuum, dok izolacija osigurana je visoko performantnom epoksidnom smolom. Oražje koristi modularni dizajn, što omogućuje standardiziranu masovnu proizvodnju. Svaki odjeljak je odvojen metalnim particijama kako bi se spriječilo širenje luka, time ograničujući potencijalne greške na pojedinačne module.

Integrirani busbar i kontaktne veze su dizajnirani. Glavni busbar sastoji se od segmentiranih, izoliranih zaključenih busbara koji su spojeni putem teleskopskih integriranih konektora busbara, čime se pojednostavljuje montaža i komisioniranje na mjestu. Struktura vrata dizajnirana je da izdrži interne luke i omogućava tri pozicije (zatvaranje, otvaranje i zemljište) s zatvorenim vraticama. Položaj prekidnika može se lako promatrati kroz prozore za promatranje, osiguravajući siguran i pouzdan rad.

3 Prednosti i analiza tip testiranja srednjepresunskih čvrsto izoliranih RMU-ova
3.1 Ključne prednosti

• Visoko performantna epoksidna smola osigurava pouzdanu izolacijsku performansu i niske parcijalne ispitivanja (≤5 pC).

• Potpuno izolirana i zapečaćena struktura nema izložene provodne dijelove, čime je imuna na prašinu i kontaminaciju. Nije ograničena uvjetima okruženja i prikladna je za visoke/niske temperature, visoravni, eksplozivne zone i zagađene regije. Rješava probleme povezane s promjenama tlaka SF₆ plina na visokim temperaturama i tekućenjem plina na niskim temperaturama. Na primjer, Fuzhou, smještena u obalnom području s visokim sadržajem solnog para, značajno se koristi od otpornosti proizvoda na solni par.

• Ne koristi se SF₆ plin; ne emitira se štetni plinovi, čime je ekološki prihvatljiv proizvod. Ne postoji rizik od curenja, eliminirajući potrebu za redovitim održavanjem - čime je bezodržavan. Unaprijeđeni eksplozivni dizajn osigurava prikladnost za opasna mesta. Potpuno izolirana trofazna struktura sprečava kratak spoj između faza, osiguravajući sigurnost i pouzdanost.

• Oprema zauzima samo 30% prostora potrebnog za konvencionalne zračno izolirane RMU-ove, čime je ultra-kompaktan proizvod.

3.2 Analiza tip testiranja

U skladu s navedenim prednostima, provedeni su odgovarajući tip testiranja, uključujući testiranje izdržljivosti izolacije (42 kV/48 kV), mjerenje parcijalnih ispitivanja (≤5 pC), testiranje visokih/niskih temperatura (+80 °C / -45 °C), testiranje kondenzacije (Razina zagađenja II) i testiranje internih lukova (0,5 s). Rezultati testiranja potvrđuju potpunu usklađenost s parametarskim zahtjevima, efektivno validirajući navedene prednosti proizvoda.

Dodatno su završena ostala tip testiranja prema nacionalnim standardima: testiranje porasta temperature, mjerenje otpora glavnog kruga, testiranje izdržljivosti vrha i kratkotrajne izdržljivosti, testiranje kapaciteta zatvaranja i prekidanja kratkog kruga, električna izdržljivost, mehanička izdržljivost, testiranje grešaka kod zemljišta između faza, testiranje preklapanja naponskog radnog struja i testiranje preklapanja kapacitivne struje. Svi rezultati testiranja zadovoljavaju zahtjeve nacionalnih standarda.

Državna elektroenergetska korporacija Kine održala je više sastanaka o predmetima i parametrima tip testiranja za srednjepresunske čvrsto izolirane RMU-ove, s dubokim raspravama o specifičnim detaljima, poput ograničenja parcijalnih ispitivanja na ≤5 pC ili ≤20 pC. Vjerujemo da su tip testiranja propisana nacionalnim standardima nužni i moraju se provesti; dodatna testiranja provedena kako bi se potvrdile prednosti proizvoda su također nužna; dodatno, specifična testiranja poput vibracije i testiranja u teškim klimatskim uvjetima trebaju se odabrati prema stvarnom radnom okruženju. U pogledu parametara, dok Državna mreža postavlja samo osnovne zahtjeve, proizvođači mogu odgovarajuće unaprijediti specifikacije prema performansama proizvoda - na primjer, povećavajući ograničenje parcijalnih ispitivanja na ≤5 pC i proširujući raspon temperature za testiranje visokih/niskih temperatura.

4 Zaključak

Čvrsta izolacija nudi značajne prednosti nad plinskom i zračnom izolacijom: pouzdano izolacijsko ponašanje, nema emisija štetnih plinova, prihvatljivo za okoliš i nema problema s curenjem. Primjena tehnologije čvrste izolacije značajno je poboljšala miniaturizaciju i adaptabilnost srednjepresunskih RMU-ova, omogućujući njihovu široku primjenu u visokim/niskim temperaturama, visoravnima, eksplozivnim zonama i zagađenim regijama. Sve ove prednosti su potpuno potvrđene kroz tip testiranja.