
موضوع: حل التحويل الذاتي للحرارة في درجات حرارة منخفضة جداً لمحولات التيار
في بيئات البرد القارص الشديد (مثل حقول النفط والغاز في سيبيريا، محطات البحث في القطب الجنوبي)، تواجه محولات التيار التقليدية (CTs) فشلاً حاسماً مثل هشاشة المواد، وفقدان الدقة بشكل كبير، وفشل الختم. تم تصميم هذا الحل خصيصاً للعمل عند درجات حرارة أقل من -60°C، حيث يتم دمج علم المواد المتقدم، وتكنولوجيا التحكم الدقيق في الحرارة، وأساليب الختم الفضائية لضمان الموثوقية الطويلة الأمد ودقة القياس لنظم GIS تحت درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
التحديات الأساسية والإنجازات التكنولوجية
- مواد مقاومة للبرودة مبتكرة
إطار الملف: تم استبدال راتنج الإبوكسي ( pron to cracking at low temperatures ) بـ polyimide (PI) كمادة إطار رئيسية. قدرتها الاستثنائية على تحمل درجات الحرارة (-269°C إلى 260°C) تضمن القوة الميكانيكية العالية والاستقرار البُعدي تحت البرد الشديد، مما يوفر دعمًا صلبًا للملف لمنع التشوه.
وسط العزل: غاز SF₆ داخل GIS يبقى مستقرًا فيزيائيًا عند درجات الحرارة المنخفضة جدًا. يتم ضمان توافق هذا التصميم تمامًا مع غاز SF₆.
- نظام التحكم الذاتي بدقة في درجة الحرارة ذات التدفئة النشطة
عنصر التدفئة المدمج: يتم دمج أفلام التدفئة النانوية الكربونية بدقة بين طبقات ملف التفاف. هذه المادة تتميز بمعامل مقاومة درجة الحرارة الممتاز (0.0035/°C)، مما يتيح خصائص التدفئة الذاتية التنظيمية (تأثير PTC).
التحكم الذكي في درجة الحرارة: يتم تفعيل النظام تلقائيًا عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى -50°C. تقوم الأفلام النانوية الكربونية بتوفير التدفئة بكفاءة وتساوي لمكونات المحول الداخلية الرئيسية (الملفات والنواة)، مما يحافظ عليها ضمن نطاق العمل الأمثل من -20°C إلى 0°C. هذه الدرجة الحرارية تتجاوز بشكل كبير حدود هشاشة المواد، مما يضمن الأداء الكهرومغناطيسي المستقر.
- ختم وحماية بمستوى الفضاء
ختم مزدوج ديناميكي: يتم توفير قوة التوتر المرن بواسطة خواتم O من المطاط النايلوني (NBR). يتم حساب أبعاد الأخاديد بدقة لضمان الختم الفعال عند -60°C. يتم استخدام اللحام بالليزر الكامل لغرف النواة للختم الهيرميتي، مما يلغي مخاطر تسرب الواجهات التقليدية للختم.
اكتشاف التسرب الفائق: يقوم اختبار تسرب الكتلة باستخدام الهيليوم بضمان معدلات تسرب المعدات الكلية أقل من 1×10⁻⁷ Pa·m³/s (مكافئ للختم على مستوى الجزيئات)، مما يمنع بشكل فعال دخول الرطوبة/الملوثات الخارجية ويحافظ على نظافة غرف GIS للتشغيل طويل الأمد.