โซลูชันหม้อแปลงไฟฟ้าอุ่นตัวเองที่อุณหภูมิต่ำมากสำหรับสวิตช์เกียร์กัซอินซูลเรท

​​
​เรื่อง: โซลูชัน CT ที่สามารถทำความร้อนด้วยตัวเองในอุณหภูมิต่ำมาก​

ในสภาพแวดล้อมที่หนาวจัด (เช่น แหล่งน้ำมัน/ก๊าซในไซบีเรีย สถานีวิจัยในแอนตาร์กติก) ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า GIS (CTs) แบบเดิมมักจะเกิดปัญหาสำคัญ เช่น การเปราะของวัสดุ การสูญเสียความแม่นยำอย่างรุนแรง และการชำรุดของระบบป้องกันการรั่วไหล โซลูชันนี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -60°C โดยรวมเอาวิทยาศาสตร์วัสดุขั้นสูง เทคโนโลยีควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ และกระบวนการป้องกันการรั่วไหลระดับอวกาศ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบ GIS จะมีความน่าเชื่อถือและความแม่นยำในการวัดในระยะยาวภายใต้อุณหภูมิต่ำมาก

​ความท้าทายหลักและการพัฒนาเทคโนโลยี​

1. ​วัสดุทนต่ออุณหภูมิต่ำ​
   โครงสร้างขดลวด:​​ แทนที่เรซินอีพอกซี่ (ซึ่งมีแนวโน้มแตกที่อุณหภูมิต่ำ) ด้วยโพลีอิมิด (PI) เป็นวัสดุหลักของโครงสร้าง วัสดุนี้มีความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิ (-269°C ถึง 260°C) ทำให้รักษาความแข็งแรงทางกลและเสถียรภาพทางมิติได้ดีในสภาพอากาศที่หนาวจัด ช่วยให้ขดลวดมีความแข็งแรงและไม่เสียรูป
   ​สารฉนวน:​​ ก๊าซ SF₆ ภายใน GIS ยังคงมีความเสถียรทางกายภาพที่อุณหภูมิต่ำมาก การออกแบบ CT นี้มั่นใจได้ว่าสามารถทำงานร่วมกับ SF₆ ได้อย่างเต็มที่
2. ​ระบบควบคุมอุณหภูมิโดยการทำความร้อนด้วยตัวเองอย่างแม่นยำ​
   ​องค์ประกอบการทำความร้อนที่ผสานเข้าไว้ด้วยกัน:​​ ฟิล์มคาร์บอนนาโนถูกฝังอย่างแม่นยำระหว่างชั้นของขดลวด วัสดุนี้มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานตามอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยม (0.0035/°C) ทำให้มีคุณสมบัติการควบคุมความร้อนด้วยตัวเอง (PTC effect)
   ​การควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ:​​ ระบบจะทำการเปิดการทำงานของการทำความร้อนโดยอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมลดลงถึง -50°C ฟิล์มคาร์บอนนาโนสามารถทำความร้อนให้กับส่วนประกอบภายในของ CT (ขดลวดและแกนกลาง) ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสม่ำเสมอ ทำให้รักษาอุณหภูมิอยู่ในช่วงที่เหมาะสม -20°C ถึง 0°C ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดการเปราะของวัสดุ ทำให้รักษาสมรรถนะทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมั่นคง
3. ​การป้องกันและการป้องกันการรั่วไหลระดับอวกาศ​
   ซีลสองชั้นแบบไดนามิก:​​ วงแหวนโอริงจากไนไตรล์บิวทาไดอีน (NBR) ให้แรงยืดหยุ่นก่อนหน้า ขนาดของร่องได้รับการคำนวณอย่างแม่นยำเพื่อรับประกันการป้องกันการรั่วไหลที่ -60°C ห้องภายในแกนกลางใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทั้งหมดเพื่อการป้องกันการรั่วไหลแบบแน่นหนา กำจัดความเสี่ยงจากการรั่วไหลของซีลแบบดั้งเดิม
   การตรวจจับการรั่วไหลระดับสูงสุด:​​ การทดสอบการรั่วไหลด้วยสเปกโตรสโคปเฮเลียมรับประกันว่าอัตราการรั่วไหลของอุปกรณ์รวมน้อยกว่า 1×10⁻⁷ Pa·m³/s (เทียบเท่ากับการป้องกันการรั่วไหลในระดับโมเลกุล) ป้องกันการเข้าสู่ภายในของความชื้นหรือสิ่งเจือปนจากภายนอก และรักษาความสะอาดของห้อง GIS สำหรับการดำเนินงานระยะยาว