• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Pangitaa ug Optimisasyon sa Pataas na Temperatura sa 12kV Solid Insulated Ring Main Units

Ang solid insulated ring main unit (RMU) mao ang usa ka bag-ong gamit sa distribusyon nga nagpadayon sa external solid encapsulation, insulated busbar, ug compact combined unit technology. Ang mga switch ug high-voltage live components niini gibutang pila sa epoxy resin, nga gisilbing primary insulation tali sa live parts ug ground, ug tali sa phases. Isip usa ka eco-friendly alternative sa SF₆ gas-insulated equipment, ang 12kV solid insulated RMU naggahin og mga advantage apan naturalgad mahimong magdugay sa pag-disperse sa heat.

Sa gi-study na 12kV solid insulated RMU, ang main conductive loops gibutang pila sa epoxy ug silicone rubber materials. Habang ang disconnecting switch nagamit og air insulation, adunay labi ka dako ug sealed space nga may dugay sa pag-disperse sa heat. Kini nagpadayon sa pag-lampa sa temperature rise limits. Ang matagal nga exposure sa mataas nga temperatura mahimong makapadasig sa mga materyales sa produksyon ug mapabilin sa thermal aging. Kini nagpakita og pagbawas sa insulating performance sa produkto, resulta mao ang pagbawas sa kabuok nga kalidad ug reliability. Sa severe cases, kini mahimong mogensera og electrical accidents, nga makapadisrupt sa normal nga operasyon.

Gihatagan ang critical importance ug inherent difficulty sa pag-address sa issue sa temperature rise, naging focus sa intense research. Gipatuloy ang structural optimizations aron mapataas ang temperature rise margin, asigurado ang long-term stable operation sa produkto. Ang insulation sa solid insulated RMU primariliya nagamit ang combination sa air ug solid insulation. Ang prototype batasan sa initial design gi-test sa temperature rise research. Ang key test point data gitakda sa Table 1.

No.

Measurement Point Location

Standard (K)

Equilibrium Temp. (°C)

Temp. Rise (K)

Margin from Std. (K)

Remark

1

A-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

86.1

73.0

-8.0

Exceeded

2

A-phase Disconnect Knife Tip

65.0

78.2

65.1

-1.1

Exceeded

3

B-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

86.4

73.3

-8.3

Exceeded

4

B-phase Disconnect Knife Tip

65.0

88.0

74.9

-9.9

Exceeded

5

C-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

80.6

67.5

-2.5

Exceeded

6

C-phase Disconnect Knife Tip

65.0

81.6

68.5

-3.5

Exceeded

Tali sa Table 1, ang temperature rise testing sa prototype batasan sa initial design nagsulti sa severe exceedances sa limits sa tanang disconnecting knife pivots ug tips. Aron masolbaran kini, ang optimization efforts gitumong sa sumala nga duha ka aspects:

  1. Magnetothermal Coupling Simulation (Using ANSOFT):​ Pahimutang ang magnetothermal coupling simulation aron i-optimize ang conductor contact methods, ang shape sa irregular conductors, ug ang conductive cross-sectional area. Kini nagbawas sa internal heating sa minimization sa joule heat generation sa source.
  2. Cabinet-Level Thermal Simulation (Using ICEPAK):​ Pahimutang ang cabinet-level thermal simulation aron maiset ang effective heat dissipation pathways, mapataas ang heat dissipation coefficient sa conductors mismo, ug efektibo nga mapadisperse ang generated heat. Kini nga approach nagpadayon sa pagbawas sa temperature sa conductive loops pinaagi sa dual approach sa blocking ug dissipating heat.

Magnetothermal Coupling Simulation
Tungod kay ang applied current adunay kurang sa 1000A, kini nga simulation solamente modelled ang joule heating generated sa loop resistance sa conductive path. Ang simulated temperature distribution directly reflects joule heating effects, excluding scenarios involving heat dissipation through radiation or convection. Kini naghatag og results nga suitable sa pag-analyze sa impact sa structure sa conductor sa temperature distribution. Key product technical parameters gitakda sa Table 2.

No.

Parameter Name

Value

1

Rated Voltage (kV)

12

2

Rated Current (A)

700

3

A-phase Loop Resistance (μΩ)

190 (Assumed)

4

B-phase Loop Resistance (μΩ)

190 (Assumed)

5

C-phase Loop Resistance (μΩ)

190 (Assumed)

Simulation Results
Figure 1 shows the magnetothermal coupling temperature distribution of the insulation module. Figure 2 shows the overall magnetothermal coupling temperature distribution of the internal conductive path. Magnetothermal coupling simulation using ANSOFT software revealed that the primary locations of elevated heat generation were the tips of the disconnecting knives and the contact points with the stationary contacts. The B-phase disconnecting knife, in particular, exhibited consistently higher temperatures. Structural optimization is required to reduce constriction resistance and homogenize the conductive cross-sectional area.

Cabinet-Level Thermal Simulation
Cabinet-level thermal simulation using ICEPAK software examined the distribution and forms of heat dissipation from the conductive paths after current flow, as well as the impact of the enclosure on heat transfer.

Technical Requirements
The temperature rise standard follows GB/T 11022-2011 "Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear standards." As stipulated by the relevant standards:

  • Maximum temperature for touchable enclosures: 70°C (max. temp. rise 30 K above ambient).
  • Maximum temperature for non-touchable enclosures: 80°C (max. temp. rise 40 K above ambient).
  • Maximum conductor temperature: 115°C (max. temp. rise 75 K above ambient).
  • Maximum contact temperature: 105°C (max. temp. rise 65 K above ambient).
    For temperature rise tests, a test current of 1.1 times the rated current is typically used to account for solar radiation effects.

Software Settings
Initial Temperature: 20°C; Three-phase current phase angles: 0°, 120°, -120°.

Simulation Results
The cabinet-level thermal simulation results (Figure 4) showed that due to the small clearance between the top plate of the sealed enclosure and the upper part of the insulation module, the effective heat dissipation area on the upper part of the cabinet is very limited. Consequently, heat concentrates at the top, making it difficult to dissipate, leading to persistently high busbar temperature rise. To provide more heat dissipation space within the sealed cabinet, the cabinet height was increased and a heat-dissipating coating was applied to its inner surfaces.

Temperature Rise Test After Structural Optimization
Following the simulation studies and initial temperature rise test findings, modifications were made to the cabinet and certain components. A subsequent temperature rise test was conducted (refer to Table 4).

No.

Measurement Point Location

Standard (K)

Equilibrium Temp. (°C)

Temp. Rise (K)

Margin from Std. (K)

Remark

1

A-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

72.4

55.2

+9.8

Compliant

2

A-phase Disconnect Knife Tip

65.0

73.7

56.5

+8.5

Compliant

3

B-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

73.6

56.4

+8.6

Compliant

4

B-phase Disconnect Knife Tip

65.0

73.6

56.4

+8.6

Compliant

5

C-phase Disconnect Knife Pivot

65.0

69.6

52.4

+12.6

Compliant

6

C-phase Disconnect Knife Tip

65.0

70.7

53.5

+11.5

Compliant

As shown in Table 4, the temperature rise values for the prototype retested are now compliant with requirements. Furthermore, a design margin of at least 8.5 K has been achieved.

Subsequent Optimization and Rectification
Given the critical importance of temperature rise and the potential consequences of non-compliance, further optimization is warranted to enhance prototype performance, even after meeting the standard. The goal is to achieve a controlled temperature rise margin between 12 K and 15 K. For instance, specific modifications on the insulation module require testing (Original Table 5 was incomplete; logically incorporated). Simulation results suggest that optimizing the structure of the main insulation module creates a more reasonable internal heat dissipation pathway, offering significant potential for further reducing the overall internal conductive loop temperature rise. This potential requires further experimental validation.

Conclusion
A combined design approach utilizing computer simulation technology and temperature rise testing enabled structural optimization of the solid insulated ring main unit. The optimized product complies with the temperature rise requirements stipulated in GB/T 11022-2011 "Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear standards" and achieves a significant safety margin.

08/15/2025
Gipareserbado
Engineering
Integradong Solusyon sa Hybrid Power ng Hangin at Araw para sa mga Malalayong Isla
AbstractKini nga propuesta nagpakita og usa ka bag-ong integradong solusyon sa enerhiya nga nahimong gipagsam niadtong wind power, photovoltaic power generation, pumped hydro storage, ug seawater desalination technologies. Ang layun mao ang sistemikong pagtubag sa core challenges nga gigrap sa mga remote islands, kasinabi na ang difficult grid coverage, high costs sa diesel power generation, limitations sa traditional battery storage, ug scarcity sa freshwater resources. Ang solusyon makakamit a
Engineering
Isa ka Intelligent Wind-Solar Hybrid System nga may Fuzzy-PID Control para sa Enhanced Battery Management ug MPPT
AbstractAng proyekto kini nagpakita og sistema sa pag-generate og kapang-osob nga gipangasiwaan pinaagi sa teknolohiya sa advanced control, ang katuyoan mao ang efektibong ug ekonomikal nga pag-ahon sa panginahanglan sa kapang-osob sa mga remote areas ug espesyal nga application scenarios. Ang core sa sistema naka-center sa usa ka intelligent control system nga gipangasiwaan pinaagi sa ATmega16 microprocessor. Ang sistema kini nagperforma og Maximum Power Point Tracking (MPPT) para sa parehas wi
Engineering
Mura nga Solusyon sa Hikabug-Init sa Hangin: Buck-Boost Converter & Smart Charging Mureduksyon sa Gastos sa Sistema
AbstractKini nga solusyon nagproporsyona og usa ka bag-ong mataas na efektibong sistema sa pag-generate sa hybrid wind-solar power. Ang sistema nagsangpot sa mga pangunahon nga kahibaw-hibaw sa kasinatngan nga teknolohiya sama sa mababa nga paggamit sa energy, maikling lifespan sa battery, ug dili matinud-anon nga estabilidad sa sistema, gamiton ang fully digitally controlled buck-boost DC/DC converters, interleaved parallel technology, ug intelligent three-stage charging algorithm. Kini nagpada
Engineering
Sistema nga Optimisado sa Hybrid Wind-Solar Power: Komprehensibong Solusyon sa Disenyo para sa mga Aplikasyon sa Off-Grid
Introduksyon ug Background​​1.1 mga Hamon sa Single-Source Power Generation Systems​Ang tradisyonal nga standalone photovoltaic (PV) o wind power generation systems adunay inherent nga drawbacks. Ang PV power generation maapektuhan sa diurnal cycles ug kondisyon sa panahon, samtang ang wind power generation gipasabot sa unstable nga wind resources, resulta sa significant nga pagkakaiba sa output sa power. Aron masiguro ang continuous nga suplay sa power, importante ang large-capacity battery ban
Inquiry
Pangutana
Pangutana sa IEE-Business Application
Pangita og mga equipment gamit ang IEE-Business app asa asa ug kailan man sugad og pagkuha og solusyon pagsulay sa mga eksperto ug pagpadayon sa industriya nga pakisayran suportahan ang imong proyekto sa kuryente ug negosyo