Rangkaian Manajemen Unit (RMU) Tegangan Menengah Padat: Penjelasan tentang Isolasi Resin Epoxy dan Desain Struktural

1 Bahan Isolasi dan Desain

Berdasarkan statistik biaya untuk unit utama cincin padat isolasi menengah (RMUs), struktur isolasi menyumbang lebih dari 40% dari total biaya. Oleh karena itu, memilih bahan isolasi yang tepat, merancang struktur isolasi yang rasional, dan menentukan metode isolasi yang benar sangat penting bagi nilai RMUs menengah. Sejak sintesis pertama resin epoksi pada tahun 1930, berbagai aditif terus diperkenalkan untuk meningkatkan sifat-sifatnya.

Resin epoksi terkenal karena kekuatan dielektriknya yang tinggi, kekuatan mekanis yang tinggi, perubahan volume minimal selama pengecoran dan penyembuhan, serta kemudahan dalam pemrosesan. Karenanya, dipilih sebagai bahan isolasi utama untuk RMUs menengah. Dengan menambahkan pengeras, penguat, plastisizer, pengisi, dan pewarna, dibentuklah resin epoksi berkinerja tinggi. Ketahanan panas, ekspansi termal, dan konduktivitas termalnya telah ditingkatkan, memberikan tahan api dan kinerja isolasi yang andal dalam kondisi tegangan jangka panjang dan overvoltage jangka pendek.

Dalam RMUs, struktur isolasi konvensional sering kali menciptakan medan listrik yang tidak seragam. Dalam medan tersebut, hanya meningkatkan jarak isolasi tidak cukup untuk meningkatkan kekuatan isolasi. Oleh karena itu, ketidakseragaman medan listrik juga harus ditingkatkan melalui optimasi struktur. Kekuatan dielektrik resin epoksi berkisar antara 22 hingga 28 kV/mm, artinya dengan desain isolasi yang dioptimalkan, hanya diperlukan beberapa milimeter jarak isolasi antara fasa, mengurangi ukuran produk secara signifikan.

2 Desain Struktural RMUs Padat Isolasi Menengah

Semua komponen konduktif—seperti pemutus vakum, sakelar pemutus, dan sakelar penghubung ke tanah—diletakkan ke dalam cetakan dan dicetak secara integral menggunakan resin epoksi berkinerja tinggi melalui proses Gelasi Tekanan Otomatis (APG). Media pemadam busur adalah vakum, sementara isolasi disediakan oleh resin epoksi berkinerja tinggi. Kabinet menggunakan desain moduler, memfasilitasi produksi massal standar. Setiap ruang dipisahkan oleh partisi logam untuk mencegah penyebaran busur, sehingga membatasi potensi kerusakan dalam modul individu.

Busbar terintegrasi dan konektor kontak dirancang. Busbar utama terdiri dari busbar tertutup insulasi segmen yang dihubungkan melalui konektor busbar terintegrasi teleskopik, mempermudah instalasi dan komisi di tempat. Struktur pintu dirancang untuk menahan busur internal dan memungkinkan operasi tiga posisi (menutup, membuka, dan penghubungan ke tanah) dengan pintu tertutup. Status posisi sakelar dapat dengan mudah diamati melalui jendela pandang, memastikan operasi yang aman dan andal.

3 Keunggulan dan Analisis Uji Tipe RMUs Padat Isolasi Menengah
3.1 Keunggulan Utama

• Resin epoksi berkinerja tinggi memastikan kinerja isolasi yang andal dan pelepasan parsial yang rendah (≤5 pC).

• Struktur sepenuhnya tertutup dan terisolasi tidak memiliki bagian hidup yang terbuka, menjadikannya kebal terhadap debu dan kontaminasi. Tidak terbatas oleh kondisi lingkungan dan cocok untuk suhu tinggi/rendah, dataran tinggi, area anti-ledakan, dan wilayah tercemar. Ini menyelesaikan masalah terkait perubahan tekanan gas SF₆ pada suhu tinggi dan likuifaksi gas pada suhu rendah. Misalnya, Fuzhou, yang terletak di daerah pantai dengan kabut asin tinggi, sangat diuntungkan dari ketahanan produk terhadap kabut asin.

• Tidak menggunakan gas SF₆; tidak mengeluarkan gas berbahaya, menjadikannya produk ramah lingkungan. Tidak ada risiko kebocoran, menghilangkan kebutuhan untuk perawatan rutin—membuatnya bebas perawatan. Desain anti-ledakan yang ditingkatkan memastikan kesesuaiannya untuk lokasi berbahaya. Struktur tiga fasa sepenuhnya terisolasi mencegah hubungan singkat antar fasa, memastikan keamanan dan keandalan.

• Peralatan ini hanya membutuhkan 30% ruang yang dibutuhkan oleh RMUs isolasi udara konvensional, menjadikannya produk ultra-kompak.

3.2 Analisis Uji Tipe

Sesuai dengan keunggulan di atas, uji tipe yang sesuai dilakukan, termasuk uji daya tahan isolasi (42 kV/48 kV), pengukuran pelepasan parsial (≤5 pC), uji suhu tinggi/rendah (+80 °C / -45 °C), uji embun (Level Kontaminasi II), dan uji busur internal (0,5 s). Hasil uji mengkonfirmasi kesesuaian penuh dengan persyaratan parameter, secara efektif memvalidasi keunggulan produk yang dinyatakan.

Selain itu, uji tipe lain yang diperlukan oleh standar nasional telah diselesaikan: uji kenaikan suhu, pengukuran resistansi sirkuit utama, uji daya tahan arus puncak dan jangka pendek, uji kapasitas pembuatan dan pemutusan arus pendek yang ditetapkan, ketahanan listrik, ketahanan mekanis, uji kesalahan dengan penghubungan ke tanah antar fasa, uji perpindahan arus beban aktif yang ditetapkan, dan uji perpindahan arus kapasitif yang ditetapkan. Semua hasil uji memenuhi persyaratan standar nasional.

Corporasi Negara Listrik China telah mengadakan beberapa pertemuan untuk mendiskusikan item uji tipe dan persyaratan parameter untuk RMUs padat isolasi menengah, dengan diskusi mendalam tentang detail spesifik seperti apakah batas pelepasan parsial harus ≤5 pC atau ≤20 pC. Kami percaya bahwa uji tipe yang diperintahkan oleh standar nasional sangat penting dan harus dilakukan; uji tambahan yang dilakukan untuk memverifikasi keunggulan produk juga diperlukan; selain itu, uji khusus seperti getaran dan uji kondisi iklim ekstrem harus dipilih berdasarkan lingkungan operasi yang sebenarnya. Terkait parameter, meskipun State Grid hanya menetapkan persyaratan dasar, produsen dapat meningkatkan spesifikasi sesuai dengan kinerja produk—misalnya, menaikkan batas pelepasan parsial menjadi ≤5 pC dan memperluas rentang suhu untuk uji suhu tinggi/rendah.

4 Kesimpulan

Isolasi padat memiliki keunggulan signifikan dibandingkan isolasi gas dan udara: kinerja isolasi yang andal, tidak mengeluarkan gas berbahaya, ramah lingkungan, dan tidak ada masalah kebocoran. Penerapan teknologi isolasi padat telah sangat meningkatkan miniaturisasi dan adaptabilitas lingkungan RMUs menengah, memungkinkan aplikasi luas di suhu tinggi/rendah, dataran tinggi, area anti-ledakan, dan wilayah tercemar. Semua keunggulan ini telah sepenuhnya divalidasi melalui uji tipe.