Medium-spennings fast isolerte RMUs: Forklaring av epoksyharsisolasjon og konstruksjon

1 Isolasjonsmaterialer og design

Basert på kostnadsstatistikk for mediumspennings fast isolerte ringhovedenheter (RMUs), utgjør isolasjonsstrukturen over 40% av den totale kostnaden. Derfor er det viktig å velge riktige isolasjonsmaterialer, designe rasjonelle isolasjonsstrukturer og bestemme riktig isolasjonsteknikk for verdien av mediumspennings RMUs. Siden den første syntesen av epoksyhårdner i 1930, har ulike tilsetningsstoffer blitt kontinuerlig utforsket for å forbedre egenskapene.

Epoksyhårdner er kjent for sin høye dielektriske styrke, høy mekanisk styrke, minimal volumendring under gjenforming og hardning, samt lett bearbeidbarhet. Derfor er det valgt som hovedisolasjonsmateriale for mediumspennings RMUs. Ved å inkludere hardner, tougheners, plastifiserende midler, fyllstoff og fargestoffer, dannes en høyytelsesepoksyhårdner. Dens varmetålighet, termisk utvidelse og termisk ledningsevne har blitt forbedret, og den gir brandhinder og pålitelig isolasjonsyting under langvarig spenning og kortvarige overspenninger.

I RMUs skaper konvensjonelle isolasjonsstrukturer ofte ujevn elektriske felt. I slike felt er det ikke tilstrekkelig å bare øke isolasjonsavstanden for å forbedre isolasjonsstyrken. Derfor må også jevnheten i det elektriske feltet forbedres gjennom strukturell optimalisering. Dielektrisk styrke for epoksyhårdner ligger mellom 22 og 28 kV/mm, noe som betyr at med optimalisert isolasjonsdesign, trengs det bare noen få millimeter isolasjonsavstand mellom fasene, noe som reduserer produktets størrelse betydelig.

2 Strukturelt design av mediumspennings fast isolerte RMUs

Alle lederkomponenter, som vakuumavbrytere, diskoventilatorer og jordkontakter, plasseres i en form og kastes integrert ved hjelp av høyytelsesepoksyhårdner via Automatic Pressure Gelation (APG)-prosessen. Bueutslukningsmediumet er vakuum, mens isolasjonen leveres av høyytelsesepoksyhårdner. Kabinetet bruker et modulært design, noe som forenkler standardisert masseproduksjon. Hver sektor er adskilt av metallpartisjoner for å hindre buespredning, noe som begrenser potensielle feil til individuelle moduler.

Integrasjon av busbar og kontaktkoblinger er designet. Hovedbusbar består av segmenterte, isolerte lukkede busbar koblet sammen via telescoping integrerte busbar-koblinger, noe som forenkler installasjon og kommisjonering på stedet. Dørstrukturen er designet for å tåle interne bue og tillater tre-posisjonsoperasjoner (lukking, åpning og jording) med døren lukket. Kontaktposisjonstatus kan lett observeres gjennom visningsvinduer, noe som sikrer trygg og pålitelig drift.

3 Fordeler og typetestanalyse av mediumspennings fast isolerte RMUs
3.1 Hovedfordeler

• Høyytelsesepoksyhårdner sikrer pålitelig isolasjonsyting og lav delvis utslipp (≤5 pC).

• Den fullt isolerte og tette strukturen har ingen eksponerte levende deler, noe som gjør den immun mot støv og forurensning. Den er ikke begrenset av miljøforhold og er egnet for høy/lav temperatur, platåer, eksplosjonssikrede områder og forurenset regioner. Den løser problemer relatert til SF₆-gasspressing ved høye temperaturer og gaslikveiering ved lave temperaturer. For eksempel, Fuzhou, beliggende i et kystområde med høyt saltfuktinnhold, drar stor nytte av produktets saltfuktbestandighet.

• Ingen SF₆-gass brukes; ingen skadelige gasser utledes, noe som gjør det til et miljøvennlig produkt. Det er ingen risiko for lekkasje, noe som eliminerer behovet for regelmessig vedlikehold – det er vedlikeholdsfrigjort. Forbedret eksplosjonssikker design sikrer egnethet for farlige lokasjoner. Den fullt isolate trefas-strukturen forebygger fase til fase kortslutning, noe som sikrer sikkerhet og pålitelighet.

• Utrustningen opptar bare 30% av plassen som tradisjonelle luft-isolerte RMUs krever, noe som gjør det til et ultra-kompakt produkt.

3.2 Typetestanalyse

I tråd med de nevnte fordeler, ble korresponderende typetester gjennomført, inkludert isolasjonsmotstands tester (42 kV/48 kV), delvis utslippsmåling (≤5 pC), høy/lav temperaturtester (+80 °C / -45 °C), kondensasjonstester (Forurensningsnivå II), og interne bue tester (0,5 s). Testresultatene bekrefter full overensstemmelse med parameterkrav, og effektivt validerer produktets nevnte fordeler.

I tillegg ble andre typetester som kreves av nasjonale standarder fullført: temperaturstigningstest, hovedkrets motstandsmåling, beregnet topp og kortvarig motstands test, beregnet kortslutning kapasitetstest, elektrisk utholdenhet, mekanisk utholdenhet, feiltest under fase til fase jording, beregnet aktiv laststrøm switching test, og beregnet kapasitiv strøm switching test. Alle testresultater oppfyller nasjonale standardkrav.

State Grid Corporation of China har holdt flere møter for å diskutere typetestelementer og parameterkrav for mediumspennings fast isolerte RMUs, med dypgående diskusjoner om spesifikke detaljer, som om delvis utslippsgrense skal være ≤5 pC eller ≤20 pC. Vi mener at typetester som er foreskrevet av nasjonale standarder er essensielle og må utføres; ytterligere tester som utføres for å verifisere produktfordeler er også nødvendige; videre, spesielle tester som vibrasjon og alvorlige klimaforholdstester bør velges basert på den faktiske driftsomgang. Når det gjelder parametre, setter State Grid kun grunnleggende krav, men produsenter kan fornuftig forbedre spesifikasjoner i henhold til produktets yteevne – for eksempel, øke delvis utslippsgrensen til ≤5 pC og utvide temperaturrommet for høy/lav temperaturtester.

4 Konklusjon

Fast isolasjon gir betydelige fordeler sammenlignet med gass- og luftisolasjon: pålitelig isolasjonsyting, ingen utslipp av skadelige gasser, miljøvennlighet, og ingen lekkasje-problemer. Bruken av fast isolasjonsteknologi har betydelig forbedret miniatyreringen og miljøtilpasningen av mediumspennings RMUs, noe som gjør det mulig med bred anvendelse i høy/lav temperatur, platåer, eksplosjonssikrede områder, og forurenset regioner. Alle disse fordeler er fullt validert gjennom typetester.