Medium-voltage vaste geïsoleerde ringhoofd-eenheid tegnologie en toetsing

1 Inleiding​
Gewone isolasie metodes vir 10kV middelspan ring hoofverdeler (RMUs) sluit gas-isolasie, vaste isolasie en lug-isolasie in.
• Gas-isolasie maak tipies gebruik van SF₆ as die isolerende medium. 'n Enkele SF₆ molekuul het egter 'n broeikaseffek 25 000 keer groter as 'n CO₂ molekuul, en SF₆ bly vir 3 400 jaar in die atmosfeer, wat betekenisvolle omgewingsrisiko's behels. Middelspan RMUs is wyd versprei, wat die herwinning van SF₆ moeilik en duur maak indien verantwoordelik hanteer.
• Lug-isolasie vereis groter isolasieafstande, wat 'n beduidende verkleining van die grootte van switseerapparatuur verhoed.

Met die vinnige ontwikkeling van stedelike kragverspreidingsnetwerke, vra toepassings soos hoëflats en spoorwegvervoer na verbeterde RMU prestasie - wat kleiner voetprints, hoë veiligheid/betroubaarheid, min onderhoud en omgewingsgeëigendheid vereis. Middelspan vaste-geïsoleerde RMUs verteenwoordig 'n groeiende tendens.

10kV vaste-geïsoleerde RMUs maak gebruik van vaste isolasietegnologie in plaas van SF₆ gas. Hulle se volume is slegs 30% van vergelykbare lug-geïsoleerde toerusting, wat meer betroubare isolasieprestasie bied en konsekwente erkenning van eksperte en gebruikers ontvang.

​2 Isolasiemateriaal en Ontwerp​
Kosteanalise wys dat die isolasiestrukture meer as 40% van die totale prys van vaste-geïsoleerde RMUs uitmaak. Die keuse van geskikte isolasiemateriaal, die ontwerp van rasionele isolasiestrukture en die bepaling van gepaste isolasie-metodes is krities vir RMU waarde.

Sedert sy eerste sintese in 1930, is epoksi-hars deurgaans verbeter met byvoegsels. Dit staan bekend vir sy hoë di-elektriese sterkte, hoë meganiese sterkte, lae volumetriese insnoering tydens hardening, en maklik bewerkbaar. Ons gebruik dit as die primêre isolasiemateriaal vir middelspan RMUs, versterk met verharders, verdikkers, plastifiseerders, vulsel en pigmente om hoëprestasie epoksi-hars te vorm. Verbeteringe in hittebestendigheid, termiese uiteenloop en termiese geleidbaarheid verskaf brandremming en uitsonderlike isolasie-eienskappe onder beide langtermyn werkingsspanning en korttermyn oorspannings.

Konvensionele RMU isolasiestrukture skep nie-uniforme elektriese velde. Slegs die verhoging van afstande is onvoldoende om isolasiekracht in sulke velde te verhoog. Ons optimeer die veldstruktuur om uniformiteit te verbeter. Die elektriese sterkte van epoksi-hars varieer van 22–28 kV/mm, wat beteken dat slegs 'n paar millimeter afstand tussen fases in geoptimeerde strukture nodig is, wat die produkmaat drasties verminder.

​3 Strukturele Ontwerp van Middelspan Vaste-Geïsoleerde RMUs​
Vakuüm-onderbrekers, skake, grondskake en alle geleidende komponente word in moude geplaas. Hoëprestasie epoksi-hars word dan geheelintegrale gegiet deur gebruik te maak van outomatiese druk-geling-tegnologie. Die boog-verdelgmedium is vakuüm, met isolasie deur die epoksi-hars verskaf.

Die kabinetstruktuur maak gebruik van modulaire ontwerp vir maklike gestandaardiseerde masjienproduksie. Elke RMU baie word deur metaal-skeide van mekaar geskei om foutboë binne individuele module te beperk. Geïntegreerde busbar-konnektore en geïntegreerde kontak-konnektore word gebruik. Die hoof busbar bestaan uit segmenteerde, ingeslote geïsoleerde busbars wat deur uitstrekbare geïntegreerde konnektore verbind word vir gemaklike op-veld installasie en kommissie. Die kabinetdeur het 'n interne boog-beskermontwerp en stel toe dat die skake sluit, oop, en grond (drie-posisie operasie) kan wees terwyl die deur toe is. Swits-status is sigbaar deur besigtigingsvensters, wat veilige en betroubare operasie verseker.

​4 Voordele en Tipe-toets Analise van Middelspan Vaste-Geïsoleerde RMUs​
​4.1 Kernvoordele:​​
(1) Maak gebruik van hoëprestasie epoksi-hars vir betroubare isolasie en lae delelte ontlading.
(2) Volledig geïsoleerde en geslote struktuur sonder blootgestelde lewendige dele. Ongeraak deur stof of vervuilers. Geskik vir verskillende omgewings (hoë/lae temperatuur, hoë hoogtes, ontploffing/vervuiling-prone areas). Vermy probleme soos SF₆ gas drukfluktuasies tydens hoëtemperatuur operasie of verligting in ekstreme kou. Bied duidelike voordele in hoë-sout-nevel kusareas.
(3) SF₆-vry en bevat geen gevaarlike gase - 'n milieuvriendelike produk. Lek-vry ontwerp elimineer gereelde instandhouding. Verbeterde ontploffingbestendigheid geskik vir gevaarlike plekke. Die volledig geïsoleerde driefase struktuur verhoed fase-tot-fase foute, wat veiligheid en betroubaarheid verseker.
(4) Beset slegs 30% van die ruimte wat deur lug-geïsoleerde RMUs benodig word - 'n ultra-kompakte oplossing.

​4.2 Tipe-toets Analise​
Op grond van hierdie voordele, is 'n omvattende tipe-toetsing uitgevoer, insluitend:

• Isolasietoetse (42kV/48kV weerstandspanning)
• Deeltjie-ontlading meting (≤ 5pC)
• Hoë/lae temperatuurtoetse (+80°C / -45°C)
• Kondensasietoets (Klas II besoedeling)
• Interne boogtoets (0.5s)
  Toetsresultate het bevestig dat die produk volledig aan spesifikasies voldoen, wat al die genoemde voordele valideer.

Addisionele nasionale standaardtoetse is uitgevoer:

• Temperatuurstygtoets
• Hoopkruinweerstandmeting
• Geregte piekweerstand en korttyd weerstandstoetse
• Geregte kortsluitkapasiteit maak-toets
• Geregte kortsluitkapasiteit breek-toets
• Elektriese uithou-toets
• Meganiese toets
• Aardefout-toets (fase-tot-fase)
• Geregte aktiewe belastingstroom skakel-toets
• Geregte kapasitiewe stroom skakel-toets
  Alle resultate voldoen aan nasionale standaarde.

​5 Kern Konstruksie Punte​
① Wanneer beton gegiet word, moet balks en kolomme eers gegiet word, gevolg deur plave. Gegiet lagen-aan-lagen in die rigting van die vormwerk buise (nota: vertaling aangepas vir duideliker tegniese betekenis), beton verdeel op die CBM self-stabiliserende vormwerk voordat dit neergesteun word. Stel die eerste laag beton tot half die hoogte van die vormwerk, steun simmetries aan albei kante. Gebruik vibrators ≤35mm diameter (tipies 30mm) vir ewe penetrering en steun. Vermoed gaps, onvoldoende steun, of kontak met die vormwerk. Spasie ≤25cm, tydsduur ≤3s per punt. Na bevestiging van verdrukking, steun die oppervlaklaag weer met 'n vlaksteun vibrator voordat dit begin styf raak, gevolg deur vlakmaak en verdrukking met 'n houten vlaksteun.
② Water/elektrisiteit leiding moet binne die ribbe tussen CBM self-stabiliserende vormwerk eenhede loop. As dit deur 'n eenheid gaan, gebruik 'n kleiner vormwerk grootte. Tydens vormwerk installasie en beton gegiet, bou werkplatforms. Posisie beton pompbuis ondersteunings op hierdie platforms. Personeel mag nie regstreeks op die vormwerk stap nie, en materiaal mag nie direk daarop gestap word nie.

​6 Ingenieursprestasie van CBM Self-Stabiliserende Vormwerk​
① Verhoogde Klare Hoogte
In vergelyking met konvensionele balk-plaatstelsels, het die twee projekte wat holle plaatte gebruik, die strukturele dikte per vloer met 30–50cm verminder, wat die klare hoogte verhoog. CBM self-stabiliserende vormwerk is ideaal vir groot-span, swaar-last industriële/publieke strukture. Dit verseker ewe kragsverspreiding en laat buigsame posisie van afskeidingsmure toe.
② Vermindering in Kosse
Die CBM holle plaatstelsel het 'n roosteragtige ortogonale "I"-vormige traliesysteem en verborge naby mekaar geplaatste ribbe, wat gebalanseerde kragsoorsetteling moontlik maak. Op grond van die twee projekte, het dit die versterkingsstaal met 27%, betonvolume met 29% en vormwerkarea met 46% in vergelyking met konvensionele betonraamstruktoure verminder. Algehele konstruksiekoste het met 26.3% verminder.
③ Vereenvoudigde Konstruksie
CBM vormwerk bied hoë sterkte, lig gewig, impakbestendigheid, en geïntegreerde ondersteuningsrampe vir maklike installasie. Met verborge balks, bly die plaatonderkant plat, wat vormwerk/stutoperasies vereenvoudig.
④ Ligter Gewig, Optimeerde Prestasie
CBM holle plaatte verminder die strukturele eie-gewig met 27.6% op grond van berekeninge, wat die ontwerp van balks, plaatte, kolomme en fondamente optimeer.

​7 Bespreking oor CBM Vormwerk Konstruksie Probleme​
① Die verseker van onderste flens beton verdrukking is uitdagend. Leke in CBM holle plaatte is moeilik om te herstel.
Verskil van konvensionele plaatte waar beton direk op 'n enkele oppervlak geplaas word, CBM plaatte het bo en onderste flense. Die bereiking van verdrukking in die onderste flens vereis akkurate steun deur klein-diameter vibrators en buite vibrators. Daarna word die verborge balks en top plaat gegiet, wat groot sorg en toegewyde KC toezicht vereis.
Kraakfrekwensie in CBM plaatte is vergelykbaar of iets laer as konvensionele plaatte. Echter, leke het in die kelder dakkappe en dakplaatte van beide projekte voorgekom. Die identifisering van die oorsaak is moeilik - moontlike bronne sluit kraake in die bo flens, water infiltrasie deur aangrensende vormwerk, of leidings binne die ribbe in. Per lek, is die herstelinspanning/koste 5–8 keer hoër as vir konvensionele plaatte.
② Konstruksie Lasse & Uitbreidingsstrips Vereis Gedetailleerde Ontwerp
Strukturele uitbreidingslasposisies word tipies deur ontwerpkode gespesifiseer. Echter, die dubbel-flens aard van CBM plaatte kompliseer gegiet as 'n las teen 'n vormwerk eenheid vasloop: die verseker van binding tussen nuut/oud beton in die onderste flens en die beheer van mortel is moeilik. Ter plasing, moet lasposisies aangepas word op grond van vormwerkopstelling om te verseker dat lasse val binne ribbe tussen vormwerk eenhede. Aanpassing van aangrensende eenhede mag nodig wees.
Met CBM plaatte wat tipies groot area's bedek, word konstruksielasposisie vaak deur ontwerpers oorgesien. Om regte binding binne die aanvanklike stellingsyd te verseker, moet die terreinspan lasposisies bepaal, rekening houende met gegietwydte limiete en hulpbronkapasiteite. Lasse moet kodevereistes voldoen en binne ribbe geplaas word.
③ Moeilike Vermindering van Vormwerk Drijfvermoë
As vormwerk drijfvermoë tydens gegiet voorkom, is die bestaande tegniese tegnieke (verwydering van bo versterkings, skoonmaak van beton, herinstallasie van vormwerk) onprakties en dikwels ondoeltreffend. Tans is die enigste oplossing om die gedrafte eenheid te breek/verwyder, addisionele versterkings te plaas, en solide beton daar te gegiet. Streng terreinmonitoring van vormwerk beveiliging en anti-drijfmaatreëls is noodsaaklik tydens konstruksie.