Teknolohiya ug Pagsulay sa Medium-Voltage Solid-Insulated Ring Main Unit

1 Paglakad​
Ang mga karaniwang paraan sa pag-insulate para sa 10kV medium-voltage ring main units (RMUs) ay kasama ang gas insulation, solid insulation, at air insulation.
• Ang gas insulation kadalasang gumagamit ng SF₆ bilang insulating medium. Gayunpaman, ang iisang molekula ng SF₆ ay may greenhouse effect na 25,000 beses mas malaki kaysa sa isang CO₂ molecule, at ang SF₆ ay nananatiling nasa atmospera ng 3,400 taon, nagbibigay ng malaking panganib sa kalikasan. Ang mga medium-voltage RMUs ay malawakang nakalat, kaya mahirap at mahal ang pag-recover ng SF₆ kung ito ay gagawin nang responsable.
• Ang air insulation nangangailangan ng mas malaking clearance sa insulasyon, na nagpapahirap sa pagpapaliit ng laki ng switchgear.

Sa mabilis na pag-unlad ng urban power distribution networks, ang mga aplikasyon tulad ng high-rise buildings at rail transit ay nangangailangan ng mas mataas na performance ng RMU—nangangailangan ng mas maliit na footprint, mataas na seguridad/reliability, minimal na maintenance, at suitability sa kapaligiran. Ang mga medium-voltage solid-insulated RMUs ay nagsisilbing isang lumalaking trend.

Ang 10kV solid-insulated RMUs ay gumagamit ng teknolohiya ng solid insulation kaysa sa SF₆ gas. Ang kanilang volume ay tanging 30% lamang ng katumbas na air-insulated equipment, nagbibigay ng mas maasahang performance sa insulasyon at nakuha ang consistent na pagkilala mula sa mga eksperto at users.

​2 Insulation Materials and Design​
Ang cost analysis ay nagpapakita na ang insulating structure ay umabot sa higit sa 40% ng kabuuang presyo ng solid-insulated RMUs. Ang pagpili ng suitable na insulating materials, pagdisenyo ng rational na insulating structures, at pagtukoy ng appropriate na insulating methods ay mahalaga para sa value ng RMU.

Simula noong unang synthesis nito noong 1930, ang epoxy resin ay patuloy na na-improve sa pamamagitan ng mga additives. Ito ay kilala sa kanyang mataas na dielectric strength, mataas na mechanical strength, mababang volumetric shrinkage sa panahon ng curing, at madali na machining. Kaya, ginagamit namin ito bilang pangunahing insulating material para sa medium-voltage RMUs, na pinahusay pa sa pamamagitan ng mga hardeners, toughening agents, plasticizers, fillers, at pigments upang makabuo ng high-performance epoxy resin. Ang mga pagbabago sa heat resistance, thermal expansion, at thermal conductivity ay nagbibigay ng flame retardancy at excellent na insulating properties sa ilalim ng long-term operating voltage at short-term overvoltages.

Ang conventional na insulating structures ng RMU ay naglilikha ng non-uniform na electric fields. Ang simpleng pagtaas ng clearances ay hindi sapat upang mapataas ang insulating strength sa mga field na ito. In-optimize namin ang field structure upang mapabuti ang uniformity. Ang electrical strength ng epoxy resin ay nasa 22-28 kV/mm, kaya lang ang ilang milimetro ng clearance ang kailangan sa pagitan ng mga phase sa optimized na structures, na nagreresulta sa drastic na pagbaba ng laki ng produkto.

​3 Structural Design of Medium-Voltage Solid-Insulated RMUs​
Ang vacuum interrupters, disconnectors, grounding switches, at lahat ng conductive components ay inilalagay sa molds. Ang high-performance epoxy resin ay integrally cast gamit ang automated pressure gelation technology. Ang arc-extinguishing medium ay vacuum, at ang insulasyon ay ibinibigay ng epoxy resin.

Ang cabinet structure ay gumagamit ng modular design para sa madaling standardized mass production. Ang bawat bay ng RMU ay nahahati sa pamamagitan ng metal partitions upang mapigilan ang fault arcs sa loob ng individual na modules. Ginagamit ang integrated busbar connectors at integrated contact connectors. Ang main busbar ay binubuo ng segmented, enclosed insulated busbars na konektado sa pamamagitan ng telescopic integrated connectors para sa convenient na on-site installation at commissioning. Ang cabinet door ay may internal arc-proof design at nag-aallow ng breaker closing, opening, at grounding (three-position operation) habang sarado ang pinto. Ang status ng switch ay visible sa pamamagitan ng observation windows, nagpapataas ng safe at reliable na operasyon.

​4 Advantages and Type Testing Analysis of Medium-Voltage Solid-Insulated RMUs​
​4.1 Key Advantages:​​
(1) Gumagamit ng high-performance epoxy resin para sa reliable na insulasyon at mababang partial discharge.
(2) Fully insulated at sealed structure na walang exposed live parts. Hindi naapektuhan ng dust o contaminants. Suitable para sa iba't ibang environments (high/low temperatures, high altitudes, explosion/contamination-prone areas). Nagreresolve ng mga isyu tulad ng SF₆ gas pressure fluctuations sa panahon ng high-temperature operation o liquefaction sa extreme cold. May malinaw na advantages sa high-salt-fog coastal areas.
(3) Walang SF₆ at walang hazardous gases—eco-friendly na produkto. Ang leak-proof design ay nag-eeliminate ng regular na maintenance. Enhanced na explosion resistance na suitable para sa hazardous locations. Ang fully insulated three-phase structure ay nagpaprevent ng phase-to-phase faults, nagpapataas ng safety at reliability.
(4) Nangangailangan lamang ng 30% ng espasyo na kinakailangan ng air-insulated RMUs—ultra-compact na solusyon.

​4.2 Type Testing Analysis​
Batay sa mga advantages na ito, isinagawa ang comprehensive na type testing, kasama ang:

• Insulation tests (42kV/48kV withstand voltage)
• Partial discharge measurement (≤ 5pC)
• High/low temperature tests (+80°C / -45°C)
• Condensation test (Class II pollution)
• Internal arc test (0.5s)
  Ang resulta ng mga test ay napatunayan na ang produkto ay fully meets specifications, nagpapatotoo sa lahat ng nai-list na advantages.

Kasama rin ang mga national standard tests:

• Temperature rise test
• Main circuit resistance measurement
• Rated peak withstand current and short-time withstand current tests
• Rated short-circuit making capacity test
• Rated short-circuit breaking capacity test
• Electrical endurance test
• Mechanical test
• Earth-fault test (phase-to-phase)
• Rated active load current switching test
• Rated capacitive current switching test
  Lahat ng resulta ay sumasang-ayon sa national standards.

​5 Key Construction Points​
① Sa pag-pour ng concrete, unang pourin ang beams at columns, susunod ang slabs. Pourin layer-by-layer sa direksyon ng formwork tubes, distribuhin ang concrete sa CBM self-stabilizing formwork bago vibrarin pababa. Ilagay ang unang layer ng concrete hanggang sa kalahati ng taas ng formwork, vibrarin symmetrically sa parehong gilid. Gamitin ang vibrators ≤35mm diameter (karaniwang 30mm) para sa uniform penetration at vibration. Iwasan ang gaps, under-vibration, o contact sa formwork. Spacing ≤25cm, duration ≤3s per point. Pagkatapos makumpirma ang compaction, vibrarin muli ang surface layer gamit ang screed vibrator bago ang initial setting, susunod ang leveling at compaction gamit ang wood float.
② Ang water/electricity conduits ay dapat mag-run sa loob ng ribs sa pagitan ng CBM self-stabilizing formwork units. Kung dadaan sa loob ng isang unit, gamitin ang mas maliit na formwork size. Sa panahon ng formwork installation at concrete pouring, gawin ang working platforms. Iposition ang concrete pump pipe supports sa mga platforms. Dapat hindi maglakad ang personnel diretso sa formwork, at hindi dapat idikit ang mga materials direktso sa ito.

​6 Engineering Performance of CBM Self-Stabilizing Formwork​
① Increased Clear Height
Kumpara sa conventional beam-slab systems, ang dalawang proyekto na gumamit ng hollow-core slabs ay naka-reduce ng 30-50cm ang structural thickness per floor, nagpapataas ng clear height. Ang CBM self-stabilizing formwork ay ideal para sa large-span, heavy-load industrial/public structures. Ito ay nagse-ensure ng uniform force distribution at flexible placement ng partition walls.
② Reduced Costs
Ang CBM hollow-core slab system ay may grid-like orthogonal "I"-shaped lattice at hidden closely-spaced ribs, nagbibigay ng balanced force transfer. Batay sa dalawang proyekto, ito ay naka-reduce ng 27% reinforcement steel, 29% concrete volume, at 46% formwork area kumpara sa conventional RC frame structures. Ang overall construction costs ay naka-reduce ng 26.3%.
③ Simplified Construction
Ang CBM formwork ay may mataas na lakas, light weight, impact resistance, at integrated support frames para sa easy installation. Sa hidden beams, ang ilalim ng slab ay flat, simplifying ang formwork/shoring operations.
④ Lighter Weight, Optimized Performance
Ang CBM hollow-core slabs ay naka-reduce ng 27.6% ng structural self-weight batay sa computations, optimizing ang disenyo ng beams, slabs, columns, at foundations.

​7 Discussion on CBM Formwork Construction Issues​
① Mahirap tiyakin ang compaction ng lower flange concrete. Ang leakage sa CBM hollow-core slabs ay mahirap lunasan.
Kumpara sa conventional slabs kung saan ang concrete ay directly placed sa single surface, ang CBM slabs ay may upper at lower flanges. Ang pagtiyak ng compaction sa lower flange ay nangangailangan ng meticulous na vibration gamit ang small-diameter vibrators at external vibrators. Pagkatapos nito, ang hidden beams at top slab ay poured, nangangailangan ng great care at dedicated QC oversight.
Ang frequency ng cracks sa CBM slabs ay katulad o kaunti lang mas mababa kaysa sa conventional slabs. Gayunpaman, ang leaks ay nangyari sa basement roofs at roof slabs ng parehong proyekto. Mahirap matukoy ang cause—potential sources include cracks sa upper flange, water seepage sa adjacent formwork, o conduits sa loob ng ribs. Per leak, ang repair effort/cost ay 5-8 beses mas mataas kaysa sa conventional slabs.
② Construction Joints & Expansion Strips Require Detailed Design
Ang location ng structural expansion joints ay karaniwang specified sa pamamagitan ng design codes. Gayunpaman, ang dual-flange nature ng CBM slabs ay nagpapahirap sa pouring kung ang joint ay abut sa isang formwork unit: tiyakin ang bond sa new/old concrete sa lower flange at contain grout ay mahirap. On-site, ang joint locations ay dapat i-adjust batay sa formwork layout upang siguraduhin na ang joints ay nasa within ribs between formwork units. Maaaring kinakailangan ang resizing ng adjacent units.
Sa CBM slabs na kadalasang covering large areas, madalas na in-overlook ng designers ang construction joint placement. Upang tiyakin ang proper bonding sa loob ng initial setting time, ang site team ay dapat mag-determine ng joint locations considering ang pour width limits at resource capabilities. Ang joints ay dapat sumunod sa code requirements at nasa within ribs.
③ Difficult Mitigation of Formwork Buoyancy
Kung ang formwork buoyancy ay nangyayari sa panahon ng pouring, ang existing countermeasures (removing top reinforcement, clearing concrete, re-fixing formwork) ay impractical at madalas hindi effective. Sa kasalukuyan, ang tanging solusyon ay ang breaking/removing ng floated unit, placing additional reinforcement, at pouring solid concrete doon. Ang rigorous onsite monitoring ng formwork securing at anti-buoyancy measures ay essential sa panahon ng construction.