Srednjeprotnonske trdninsko izolirane RMU: Pojasnilo epoksidne smole za izolacijo in strukturni dizajn

1 Izolacijski materiali in načrtovanje

Na osnovi stroškov za srednje napetostne čvrsto izolirane kolobarne glavne enote (RMUs) izolacijska struktura predstavlja več kot 40 % celotnih stroškov. Zato je izbira ustrezne izolacijske snovi, racionalno načrtovanje izolacijske strukture in določitev pravilne metode izolacije ključna za vrednost srednje napetostnih RMU-jev. Od prve sinteze epoksidne smole leta 1930 se neprekinjeno raziskujejo različni dodatki za izboljšanje njene lastnosti.

Epoksidna smola je znan po svoji visoki dielektrični trdosti, visoki mehanski trdosti, minimalni volumski spremembi med litjem in stehanjem ter lahkosti obdelave. Zato je izbrana kot glavna izolacijska snov za srednje napetostne RMU-je. S pomočjo tvrdil, čvrščeval, plastifikatorjev, napolnil in barvil je nastala visoko zmogljiva epoksidna smola. Njen toplotni upornost, termična širjenje in toplotna prevodnost so bili izboljšani, kar zagotavlja odpornost na požar in zanesljivo izolacijsko delovanje pod dolgoročno napetostjo in kratkoročno prekomerno napetostjo.

V RMU-jih pogoste izolacijske strukture pogosto ustvarjajo neravnomerne električne polja. V takšnih poljih je le povečanje razdalje med izolacijami nedostatečno za izboljšanje izolacijske trdosti. Zato mora biti tudi ravnomerna porazdelitev električnega polja izboljšana s strukturnimi optimizacijami. Dielektrična trdost epoksidne smole sega od 22 do 28 kV/mm, kar pomeni, da pri optimalnem izolacijskem načrtovanju je potrebna le nekaj milimetrov izolacijske razdalje med fazami, kar znatno zmanjša velikost izdelka.

2 Strukturno načrtovanje srednje napetostne čvrsto izolirane RMU-je

Vse vodljive komponente, kot so vakuumski prekidi, ločilniki in zazemljevalniki, so postavljene v kalup in celostno litje s pomočjo visoko zmogljive epoksidne smole preko procesa avtomatske tlakove geliranje (APG). Sredstvo za ugasjanje loka je vakuum, medtem ko izolacija zagotavlja visoko zmogljiva epoksidna smola. Kabinet uporablja modulsko načrtovanje, kar omogoča standardizirano masovno proizvodnjo. Vsaka cela je ločena s kovinskimi presledki, ki preprečujejo širjenje loka, tako da so možne napake omejene na posamezne module.

Integrirani busbar in stiki so načrtovani. Glavni busbar sestavlja segmentirani, izolirani zaprti busbarji, povezani preko teleskopskih integriranih busbarskih konektorjev, kar poenostavlja namestitveno in pregledovalno delo na mestu. Struktura vrata je načrtovana, da odvrne notranji lok in omogoča tri položaje (zaprt, odprt in zazemljen) s zaprto vrato. Položaj preklopnika je lahko enostavno opazovan skozi gledalne okna, kar zagotavlja varno in zanesljivo delovanje.

3 Prednosti in analiza tipa testov srednje napetostne čvrsto izolirane RMU-je
3.1 Glavne prednosti

• Visoko zmogljiva epoksidna smola zagotavlja zanesljivo izolacijsko delovanje in nizko delno razpoložljivost (≤5 pC).

• Polnostno izolirana in zaprt struktura brez izpostavljenih živih delov, odporna na prah in onesnaževanje. Ni omejena s strani okoljskih pogojev in je primerne za visoke/nizke temperature, višine, eksplozivne območja in onesnažena območja. Rešuje probleme, povezane s spremembami tlaka SF₆ plina pri visokih temperaturah in teklostjo plina pri nizkih temperaturah. Na primer, Fuzhou, ki se nahaja v območju obale z visokim vsebnostjo solne mlage, zelo koristi od upornosti izdelka proti solni mlazi.

• Ni uporabljen SF₆ plin, ni izpuščenih škodljivih plinov, kar ga naredi ekološko prijazen izdelek. Ni tveganja za propadanje, kar onemogoča redno vzdrževanje - brez vzdrževanja. Izboljšano eksplozivno varno načrtovanje zagotavlja primeren izdelek za nevarna mesta. Polnostno izolirana trofazna struktura preprečuje faza-faza kratkih vezov, kar zagotavlja varnost in zanesljivost.

• Oprema zaseda le 30 % prostora, ki ga zahteva konvencionalna zračno izolirana RMU, kar jo naredi zelo kompakten izdelek.

3.2 Analiza tipa testov

Skladno z zgornjimi prednostmi so bili izvedeni ustreznosti tipa testov, vključno z testi izolacijske izdržljivosti (42 kV/48 kV), merjenje delne razpoložljivosti (≤5 pC), testi visokih/nizkih temperatur (+80 °C / -45 °C), testi kondenzacije (Stopnja onesnaženosti II) in notranji ark testi (0,5 s). Rezultati testov potrjujejo popolno skladnost s parametričnimi zahtevami, učinkovito potrjujejo prednosti izdelka.

Dodatno so bili zaključeni drugi tip testov, zahtevani s strani nacionalnih standardov: testi segrevanja, merjenje upornosti glavnega kruga, testi izdržljivosti vrha in kratkotrajne izdržljivosti, testi kapaciteta izdelava in prekidanja pri kratkem prekini, električna izdržljivost, mehanska izdržljivost, testi pri faza-faza zazemljanju, testi preklopa pri nominalnem dejanskem naložnem toku in testi preklopa pri nominalnem kapacitivnem toku. Vsi rezultati testov izpolnjujejo zahteve nacionalnih standardov.

Državna elektrarna Kitajske je imela več sestankov, ki obravnavajo elemente in parametrične zahteve za testiranje tipa srednje napetostne čvrsto izolirane RMU-je, s podrobno razpravo o specifičnih podrobnosti, kot je, ali naj bo omejitev delne razpoložljivosti ≤5 pC ali ≤20 pC. Verjamemo, da so testi tipa, ki jih zahtevajo nacionalni standardi, ključni in morajo biti izvedeni; dodatni testi, izvedeni za preverjanje prednosti izdelka, so tudi potrebni; poleg tega bi morali biti izbrani posebni testi, kot so testi vibracije in testi v težkih vremenskih pogoji, glede na dejanske delovne pogoje. Glede parametrov, čeprav Državna elektrarna določa le osnovne zahteve, lahko proizvajalci primerno izboljšajo specifikacije glede na zmogljivost izdelka, na primer, z dviganjem omejitve delne razpoložljivosti na ≤5 pC in razširjanjem temperaturnega obsega za teste visokih/nizkih temperatur.

4 Zaključek

Čvrsta izolacija ima značilne prednosti pred plinsko in zračno izolacijo: zanesljivo izolacijsko delovanje, brez škodljivih plinskih izpustov, ekološko prijaznost in brez problemov z propadanjem. Uporaba tehnologije čvrste izolacije je veliko izboljšala miniatūrizacijo in prilagodljivost srednje napetostne RMU-je, kar omogoča široko uporabo v visokih/nizkih temperaturah, višinah, eksplozivnih območjih in onesnaženih območjih. Vse te prednosti so bile v celoti potrjene s testi tipa.