RMU แรงดันกลางที่ใช้วัสดุฉนวนแข็ง: อธิบายเกี่ยวกับการฉนวนและโครงสร้างด้วยเรซินอีพอกซี

1 วัสดุฉนวนและการออกแบบ

ตามสถิติค่าใช้จ่ายสำหรับวงจรหลักแรงดันกลางที่ใช้วัสดุแข็งเป็นฉนวน (RMUs) โครงสร้างฉนวนมีสัดส่วนมากกว่า 40% ของค่าใช้จ่ายรวม ดังนั้น การเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสม การออกแบบโครงสร้างฉนวนอย่างมีเหตุผล และการกำหนดวิธีการฉนวนที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญต่อคุณค่าของ RMUs แรงดันกลาง ตั้งแต่การสังเคราะห์เรซินอีพอกซีครั้งแรกในปี 1930 มีการสำรวจสารเพิ่มเติมอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของมัน

เรซินอีพอกซีมีชื่อเสียงในการมีความแข็งแกร่งทางไฟฟ้าสูง ความแข็งแกร่งทางกลสูง การเปลี่ยนแปลงปริมาตรน้อยระหว่างการหล่อและการทำให้แข็ง และง่ายต่อการขึ้นรูป ดังนั้นมันถูกเลือกเป็นวัสดุฉนวนหลักสำหรับ RMUs แรงดันกลาง โดยการผสมผสานสารทำให้แข็ง สารเสริมความเหนียว สารพลาสติก สารเติมเต็ม และสารให้สี เรซินอีพอกซีประสิทธิภาพสูงถูกสร้างขึ้น ความต้านทานความร้อน การขยายตัวจากความร้อน และการนำความร้อนได้รับการปรับปรุง มอบคุณสมบัติทนไฟและความสามารถฉนวนที่เชื่อถือได้ภายใต้แรงดันไฟฟ้าระยะยาวและแรงดันไฟฟ้าเกินระยะสั้น

ใน RMUs โครงสร้างฉนวนแบบดั้งเดิมมักจะสร้างสนามไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ในสนามไฟฟ้าเหล่านี้ การเพิ่มระยะทางฉนวนอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะปรับปรุงความแข็งแกร่งของฉนวน ดังนั้น ความสม่ำเสมอของสนามไฟฟ้าต้องได้รับการปรับปรุงผ่านการปรับปรุงโครงสร้าง ความแข็งแกร่งทางไฟฟ้าของเรซินอีพอกซีอยู่ระหว่าง 22 ถึง 28 kV/mm หมายความว่าด้วยการออกแบบฉนวนที่ได้รับการปรับปรุง จะต้องการระยะทางฉนวนเพียงไม่กี่มิลลิเมตรระหว่างเฟส ลดขนาดของผลิตภัณฑ์อย่างมาก

2 การออกแบบโครงสร้างของ RMUs แรงดันกลางที่ใช้วัสดุแข็งเป็นฉนวน

ส่วนประกอบที่นำไฟฟ้าทั้งหมด เช่น อินเตอร์รัปเตอร์สุญญากาศ สวิตช์แยก และสวิตช์ต่อลงดิน ถูกใส่เข้าไปในแม่พิมพ์และหล่อเป็นชิ้นเดียวกันโดยใช้เรซินอีพอกซีประสิทธิภาพสูงผ่านกระบวนการ Automatic Pressure Gelation (APG) สารทำให้ไฟดับคือสุญญากาศ ในขณะที่ฉนวนให้โดยเรซินอีพอกซีประสิทธิภาพสูง ตู้ควบคุมใช้การออกแบบโมดูลาร์ อำนวยความสะดวกในการผลิตมวลชนแบบมาตรฐาน แต่ละส่วนถูกแบ่งแยกด้วยแผ่นกั้นโลหะเพื่อป้องกันการกระจายของอาร์ก จำกัดความผิดพลาดภายในโมดูลแต่ละตัว

บัสบาร์และตัวเชื่อมต่อคอนแทคที่เป็นชิ้นเดียวกันถูกออกแบบไว้ บัสบาร์หลักประกอบด้วยบัสบาร์ที่ถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ที่ถูกครอบด้วยฉนวนและเชื่อมต่อด้วยตัวเชื่อมต่อบัสบาร์ที่เป็นชิ้นเดียวกัน ทำให้ง่ายต่อการติดตั้งและทดสอบบนไซต์ โครงสร้างประตูถูกออกแบบมาเพื่อทนต่ออาร์กภายในและอนุญาตให้มีการทำงานสามตำแหน่ง (ปิด เปิด และต่อลงดิน) ขณะที่ประตูปิด สถานะสวิตช์สามารถสังเกตได้ง่ายผ่านหน้าต่างมองเห็น รับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

3 ข้อดีและการวิเคราะห์การทดสอบประเภทของ RMUs แรงดันกลางที่ใช้วัสดุแข็งเป็นฉนวน
3.1 ข้อดีหลัก

• เรซินอีพอกซีประสิทธิภาพสูงรับประกันความสามารถฉนวนที่เชื่อถือได้และการปล่อยประจุบางส่วน (≤5 pC)

• โครงสร้างที่ฉนวนและปิดสนิทไม่มีส่วนที่มีไฟฟ้าออกสู่ภายนอก ทำให้ไม่ได้รับผลกระทบจากฝุ่นและสิ่งปนเปื้อน ไม่จำกัดโดยสภาพแวดล้อมและเหมาะสมกับอุณหภูมิสูง/ต่ำ พื้นที่ที่มีระดับสูง พื้นที่ป้องกันการระเบิด และพื้นที่ที่มีการปนเปื้อน แก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงแรงดันแก๊ส SF₆ ที่อุณหภูมิสูงและการกลายเป็นของเหลวของแก๊สที่อุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่น ฟูโจว ตั้งอยู่ในพื้นที่ชายฝั่งที่มีหมอกเกลือสูง ได้รับประโยชน์อย่างมากจากความสามารถในการทนต่อหมอกเกลือของผลิตภัณฑ์

• ไม่ใช้แก๊ส SF₆ ไม่ปล่อยแก๊สที่เป็นอันตราย ทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ไม่มีความเสี่ยงของการรั่วไหล ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาประจำ ทำให้ไม่ต้องบำรุงรักษา การออกแบบป้องกันการระเบิดที่ได้รับการปรับปรุงรับประกันความเหมาะสมสำหรับสถานที่อันตราย โครงสร้างที่ฉนวนทั้งสามเฟสป้องกันการลัดวงจรระหว่างเฟส รับประกันความปลอดภัยและความเชื่อถือได้

• อุปกรณ์ใช้พื้นที่เพียง 30% ของพื้นที่ที่ต้องการโดย RMUs ที่ใช้อากาศเป็นฉนวนแบบดั้งเดิม ทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กมาก

3.2 การวิเคราะห์การทดสอบประเภท

ตามข้อดีข้างต้น การทดสอบประเภทที่เหมาะสมได้ดำเนินการแล้ว รวมถึงการทดสอบความทนทานต่อแรงดันฉนวน (42 kV/48 kV) การวัดการปล่อยประจุบางส่วน (≤5 pC) การทดสอบอุณหภูมิสูง/ต่ำ (+80 °C / -45 °C) การทดสอบการควบแน่น (ระดับการปนเปื้อน II) และการทดสอบอาร์กภายใน (0.5 วินาที) ผลการทดสอบยืนยันว่าปฏิบัติตามข้อกำหนดพารามิเตอร์อย่างครบถ้วน ตรวจสอบความเป็นจริงของข้อดีที่ระบุไว้ของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ การทดสอบประเภทอื่น ๆ ที่จำเป็นตามมาตรฐานแห่งชาติได้ดำเนินการแล้ว: การทดสอบการเพิ่มอุณหภูมิ การวัดความต้านทานวงจรหลัก การทดสอบความทนทานต่อกระแสสูงสุดและสั้น ๆ การทดสอบความสามารถในการต่อและตัดกระแสสั้นวงจร การทดสอบความทนทานทางไฟฟ้า การทดสอบความทนทานทางกล การทดสอบความผิดพลาดระหว่างเฟสต่อลงดิน การทดสอบการสลับกระแสโหลดที่ทำงาน และการทดสอบการสลับกระแสความจุที่กำหนด ผลการทดสอบทั้งหมดตรงตามข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ

State Grid Corporation of China ได้จัดการประชุมหลายครั้งเพื่อหารือเกี่ยวกับรายการการทดสอบประเภทและการกำหนดค่าพารามิเตอร์สำหรับ RMUs แรงดันกลางที่ใช้วัสดุแข็งเป็นฉนวน พร้อมการหารือรายละเอียดเฉพาะ เช่น ข้อจำกัดการปล่อยประจุบางส่วนควรเป็น ≤5 pC หรือ ≤20 pC เราเชื่อว่าการทดสอบประเภทที่กำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติเป็นสิ่งจำเป็นและต้องดำเนินการ การทดสอบเพิ่มเติมที่ดำเนินการเพื่อยืนยันข้อดีของผลิตภัณฑ์ก็จำเป็นเช่นกัน นอกจากนี้ การทดสอบพิเศษ เช่น การทดสอบการสั่นสะเทือนและการทดสอบสภาพอากาศรุนแรง ควรเลือกตามสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงานที่แท้จริง เกี่ยวกับพารามิเตอร์ State Grid กำหนดเฉพาะข้อกำหนดพื้นฐาน แต่ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงข้อกำหนดตามประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น การเพิ่มข้อจำกัดการปล่อยประจุบางส่วนเป็น ≤5 pC และขยายช่วงอุณหภูมิสำหรับการทดสอบอุณหภูมิสูง/ต่ำ

4 สรุป

ฉนวนแข็งมีข้อดีเหนือกว่าการใช้แก๊สและอากาศเป็นฉนวน: ความสามารถฉนวนที่เชื่อถือได้ ไม่ปล่อยแก๊สที่เป็นอันตราย เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และไม่มีปัญหาการรั่วไหล การใช้เทคโนโลยีฉนวนแข็งได้เพิ่มความสามารถในการย่อขนาดและปรับตัวกับสภาพแวดล้อมของ RMUs แรงดันกลาง ทำให้สามารถใช้งานได้ในอุณหภูมิสูง/ต่ำ พื้นที่ที่มีระดับสูง พื้นที่ป้องกันการระเบิด และพื้นที่ที่มีการปนเปื้อน ข้อดีเหล่านี้ได้รับการยืนยันอย่างครบถ้วนผ่านการทดสอบประเภท