Mediumspændings fast isoleret ringhovedenhedsteknologi og test

17yrs 700++ staff 108000m²+m² US$150,000,000+ China

1 Introduktion
Almindelige isoleringsmetoder for 10kV mellemspændingsringnetenheder (RMU'er) inkluderer gasisolering, fast isolering og luftisolering.
• Gasisolering bruger typisk SF₆ som isoleringsmedium. Dog har et enkelt SF₆-molekyle en drivhuseffekt, der er 25.000 gange større end et CO₂-molekyle, og SF₆ forbliver i atmosfæren i 3.400 år, hvilket indebærer betydelige miljørisici. Mellemspændings-RMU'er er bredt fordelt, hvilket gør det svært og dyrt at genoprette SF₆ på en ansvarlig måde.
• Luftisolering kræver større isoleringsafstande, hvilket forhindrer en betydelig nedbringelse af switchgear-størrelsen.

Med den hurtige udvikling af byernes eldistributionsnetværk, kræver applikationer som højhusser og jernbaneudbygning forbedret RMU-ydeevne – med mindre fodaftryk, høj sikkerhed/tilbageholdenhed, minimal vedligeholdelse og miljøegnethed. Mellemspændingsfast-isolerede RMU'er repræsenterer en stigende tendens.

10kV fast-isolerede RMU'er bruger fast isoleringsteknologi i stedet for SF₆-gas. Deres volumen er kun 30% af tilsvarende luft-isolerede udstyr, hvilket giver mere pålidelig isoleringsydeevne og modtager konstant anerkendelse fra eksperter og brugere.

2 Isoleringsmaterialer og -design
Kostnadsanalyse viser, at isoleringsstrukturen udgør over 40% af den samlede pris for fast-isolerede RMU'er. Vælgning af passende isoleringsmaterialer, design af rationelle isoleringsstrukturer og fastsættelse af passende isoleringsmetoder er afgørende for RMU-værdien.

Siden dets første syntese i 1930, er epoxiharder blevet kontinuerligt forbedret med tilsætningsstoffer. Det er kendt for sin høje dielektriske styrke, høj mekanisk styrke, lav volumetrisk skrumpning under hårdning og let bearbejdning. Vi bruger det som primært isoleringsmateriale for mellemspændings-RMU'er, forbedret med hårdner, toughening-agenter, plastificerende midler, fyller og pigmenter for at danne højprestations-epoxiharder. Forbedringer i varmebestandighed, termisk udvidelse og termisk ledning giver brandhæmmende egenskaber og fremragende isoleringsforhold både under langvarig driftsspænding og kortvarige overspændelser.

Konventionelle RMU-isoleringsstrukturer skaber ikke-uniforme elektriske felt. Bare øget afstand er utilstrækkeligt til at forbedre isoleringsstyrken i sådanne felt. Vi optimerer feltstrukturen for at forbedre uniformiteten. Epoxiharders elektriske styrke ligger mellem 22-28 kV/mm, hvilket betyder, at kun få millimeter afstand er nødvendige mellem faser i optimerede strukturer, hvilket drastisk reducerer produktstørrelsen.

3 Konstruktionsdesign af mellemspændingsfast-isolerede RMU'er
Vakuumafbrydere, afkoplingskontakter, jordkontakter og alle ledekompontanter placeres i formar. Højprestations-epoxiharder bliver derefter integralt gødet ved hjælp af automatiseret tryk-gel-teknologi. Bueudslukningsmediumet er vakuum, med isolering udført af epoxiharder.

Kabinetstrukturen anvender modulær design for nem standardiseret masseproduktion. Hvert RMU-bay er adskilt af metalpartitioner for at indeslutte fejlbaner i individuelle moduler. Integrerede busbar-forbindelser og integrerede kontaktforbindelser anvendes. Hovedbusbaren består af segmenterede, lukkede isolerede busbare forbundet ved telescoperende integrerede forbindelser for nem installation og justering på stedet. Kabinetdøren har en intern bue-sikker design og tillader lukket dør-lukning, åbning og jordforbindelse (tre-positionerings-operation). Switch-status er synlig gennem observationsskuer, hvilket sikrer sikkert og pålideligt drift.

4 Fordele og typeprøveanalyse af mellemspændingsfast-isolerede RMU'er
4.1 Nøglefordele:
(1) Bruger højprestations-epoxiharder til pålidelig isolering og lav partiell udladning.
(2) Fuldt isoleret og forseglet struktur uden udsatte levende dele. Uonberørt af støv eller forureninger. Egnede til diverse miljøer (høje/lave temperaturer, høje højder, eksplosions-/forureningstruede områder). Fjerner problemer som SF₆-gas trykfluktuationer under højetemperaturedrift eller væskelig gøring under ekstrem kulde. Udviser klare fordele i kystområder med højt saltfog-indhold.
(3) SF₆-fri og indeholder ingen farlige gasser – et miljøvenligt produkt. Tæthedsdesign fjerner regelmæssig vedligeholdelse. Forbedret eksplosionsmodstandsdygtighed passer til farlige lokationer. Den fuldt isolerede tre-fase struktur forhindrer fase-til-fase-fejl, hvilket sikrer sikkerhed og pålidelighed.
(4) Optager kun 30% af den plads, der kræves af luft-isolerede RMU'er – en ultrakompakt løsning.

4.2 Typeprøveanalyse
Baseret på disse fordele, blev en komplet typeprøve udført, herunder:

Isoleringstests (42kV/48kV holdbar spænding)
Partiell udladningsmåling (≤ 5pC)
Høje/lave temperaturtests (+80°C / -45°C)
Kondensationsprøve (Klasse II forurening)
Intern bue-prøve (0.5s)
Prøveresultater bekræftede, at produktet fuldt ud opfylder specifikationerne, validerer alle de angivne fordele.

Yderligere nationale standardprøver blev udført:

Temperaturstigningstest
Hovedkredsløbs resistansmåling
Rettet peak holdbar strøm og kortvarig holdbar strøm prøver
Rettet kortslutningskapacitet prøve
Rettet kortslutningsbrydningskapacitet prøve
Elektrisk holdbarhedstest
Mekanisk test
Jordfejltest (fase-til-fase)
Rettet aktiv belastningsstrøm skiftningstest
Rettet kapacitiv strøm skiftningstest
Alle resultater overholder nationale standarder.

5 Nøglekonstruktionspunkter
① Når man hælder beton, hældes bjælke og søjler først, derefter plader. Hæld lagvis langs formar-rørretning (noter: oversættelse justeret for klar teknisk betydning), distribuer beton på CBM selvlavende formar, før man vibrerer nedad. Placer det første lag beton til halvdelen af formarnes højde, vibere symmetrisk på begge sider. Brug vibratorer ≤35mm diameter (typisk 30mm) for ensartet penetrering og vibration. Undgå huller, undervibration eller kontakt med formar. Afstand ≤25cm, varighed ≤3s pr. punkt. Efter bekræftet kompaktion, vibere overfladelaget igen med en screed vibrator før initial indstilling, fulgt af jævning og kompaktion med et træflade.
② Vand/el-ledninger skal gå inden for ribben mellem CBM selvlavende formar-enheder. Hvis de går gennem en enhed, brug en mindre formarstørrelse. Under formarinstallation og betonhældning, konstruer arbejdsplatforme. Positionér betonpumpe rørstøtter på disse platforme. Personale må ikke gå direkte på formar, og materialer må ikke opstilles direkte på dem.

6 Ingeniørfremtoning af CBM selvlavende formar
① Øget klarhøjde
Sammenlignet med konventionelle bjælke-pladesystemer, reducerede de to projekter, der anvendte tomhule plader, strukturel tykkelse pr. etage med 30-50cm, hvilket øgede klarhøjden. CBM selvlavende formar er ideel til store spænd, tung belastning industrielle/offentlige strukturer. Det sikrer ensartet kraftfordeling og tillader fleksibel placering af partitioner.
② Reduceret kost
CBM tomhule pladesystemet har en gridagtig ortogonal "I"-formet gitter og skjulte tætbeklædte ribber, hvilket muliggør balanceret kraftoverførsel. Baseret på de to projekter, reducerede det armering med 27%, betonvolumen med 29% og formarareal med 46% sammenlignet med konventionelle betonramme-strukturer. Samlede konstruktionsomkostninger blev reduceret med 26.3%.
③ Forenklet konstruktion
CBM formar tilbyder høj styrke, let vægt, slagmodstand og integrerede støtte rammer for nem installation. Med skjulte bjælke, bliver pladen underside flad, forenkler formar/støtteoperationer.
④ Lettere vægt, optimaliseret ydeevne
CBM tomhule plader reducerer strukturel selv-vægt med 27.6% baseret på beregninger, optimaliserer designet af bjælke, plade, søjle og fundament.

7 Diskussion af CBM formar konstruktionsproblemer
① At sikre nederste flanges beton kompaktion er udfordrende. Lækage i CBM tomhule plader er svær at rette.
Forskellig fra konventionelle plader, hvor beton placeres direkte på en enkelt overflade, har CBM plader øvre og nederste flanger. At opnå kompaktion i nederste flange kræver omhyggelig vibration ved hjælp af små-diameter vibratoren og eksterne vibratoren. Efter dette, hældes skjulte bjælke og topplade, kræver stor omsorg og dedikeret kvalitetskontrol-overvågning.
Sprækfrekvens i CBM plader er sammenlignelig med eller lidt lavere end konventionelle plader. Dog opstod lækager i kælder tag og tagplader i begge projekter. At identificere årsagen er svært – potentielle kilder inkluderer sprækker i øvre flange, vandindtrængen gennem nabos formar, eller ledninger inden for ribber. Per lækage, reparation indsats/kost er 5-8 gange højere end for konventionelle plader.
② Konstruktionsforbindelser & udvidelsesstriber kræver detaljeret design
Strukturelle udvidelsesforbindelses placeringer er typisk specificeret af designkoder. Dog, den dobbelt-flange natur af CBM plader komplicerer hældning, hvis en forbindelse møder en formar-enhed: at sikre binding mellem ny/gamle beton i nederste flange og indeslutning af murt er svært. På stedet, bør forbindelses placeringer justeres baseret på formarlayout for at sikre, at forbindelser falder inden for ribber mellem formar-enheder. Justering af naboenheder kan være nødvendig.
Med CBM plader, der typisk dækker store arealer, overseer ofte designer placering af konstruktionsforbindelser. For at sikre korrekt binding inden for den initielle indstillings tid, skal stedet team bestemme forbindelses placeringer, tager højde for hældningsbredde begrænsninger og ressource evner. Forbindelser skal opfylde kodekrav og placeres inden for ribber.
③ Svær reduktion af formar flydning
Hvis formar flydning opstår under hældning, er de eksisterende motiver (fjerne top armering, rydde beton, refix formar) upraktiske og ofte ineffektive. I øjeblikket, den eneste løsning er at knække/fjerne den flydende enhed, placere yderligere armering, og hæld solid beton der. Strenge stedlige overvågning af formar fastgørelse og anti-flydning foranstaltninger er afgørende under konstruktion.