Teknolohiya at Pagsubok ng Medium-Voltage Solid-Insulated Ring Main Unit

1 Pagkakatawan​
Ang mga karaniwang paraan ng pag-insulate para sa 10kV medium-voltage ring main units (RMUs) ay kinabibilangan ng gas insulation, solid insulation, at air insulation.
• Ang gas insulation karaniwang gumagamit ng SF₆ bilang insulating medium. Gayunpaman, ang isang single SF₆ molecule ay may greenhouse effect na 25,000 beses mas malaki kaysa sa CO₂ molecule, at ang SF₆ ay nananatili sa atmosphere nang 3,400 taon, nagpapaharap ng mahalagang panganib sa kapaligiran. Ang mga medium-voltage RMUs ay malawakang nakalat, kaya ang pagkuha ng SF₆ ay mahirap at mahal kung gagamitin nang responsable.
• Ang air insulation nangangailangan ng mas malaking clearance para sa insulasyon, kaya hindi maaaring mabawasan ang laki ng switchgear nang malaki.

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 maayos na performance ng RMU—nangangailangan ng mas maliit na footprint, mataas na seguridad/reliability, kaunti o walang maintenance, at angkop sa kapaligiran. Ang mga medium-voltage solid-insulated RMUs ay kumakatawan sa isang lumalaking trend.

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

​2 Mga Materyales at disenyo ng Insulasyon​
Ang cost analysis ay nagpapakita na ang insulasyon structure ay umuukit ng higit sa 40% ng kabuuang presyo ng solid-insulated RMUs. Ang pagpili ng angkop na materyales ng insulasyon, pagdisenyo ng makatarungan na structures ng insulasyon, at pagtukoy ng angkop na mga paraan ng insulasyon ay mahalaga para sa value ng RMU.

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

Ang mga tradisyunal na structures ng insulasyon ng RMU ay lumilikha ng hindi pantay na electric fields. Ang simpleng pagtaas ng clearances ay hindi sapat upang mapataas ang lakas ng insulasyon sa mga field na ito. Ino-optimize namin ang field structure upang mapabuti ang pagkakapantay-pantay. Ang electrical strength ng epoxy resin ay nasa 22-28 kV/mm, kaya tanging ilang milimetro lamang ng clearance ang kailangan sa pagitan ng mga phase sa optimized structures, na malaking nagbabawas sa laki ng produkto.

​3 Structural Design ng 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 RMU bay ay nahahati ng metal partitions upang mapigilan ang fault arcs sa loob ng individual modules. Ginagamit ang integrated busbar connectors at integrated contact connectors. Ang main busbar ay binubuo ng segmented, enclosed insulated busbars na konektado ng telescopic integrated connectors para sa convenient on-site installation at commissioning. Ang cabinet door ay may internal arc-proof design at pinapayagan ang breaker closing, opening, at grounding (three-position operation) habang sarado ang pinto. Ang estado ng switch ay visible sa pamamagitan ng observation windows, nagpapahiwatig ng ligtas at maasahang operasyon.

​4 Mga Advantages at Type Testing Analysis ng Medium-Voltage Solid-Insulated RMUs​
​4.1 Key Advantages:​​
(1) Gumagamit ng high-performance epoxy resin para sa maasahang insulasyon at mababang partial discharge.
(2) Fully insulated at sealed structure na walang exposed live parts. Hindi naapektuhan ng dust o contaminants. Angkop sa iba't ibang kapaligiran (high/low temperatures, mataas na altitude, explosion/contamination-prone areas). Nag-eeliminate ng mga isyu tulad ng pagbabago ng presyon ng SF₆ gas sa panahon ng high-temperature operation o liquefaction sa extreme cold. May malinaw na advantages sa coastal areas na may mataas na salt-fog.
(3) Walang SF₆ at walang hazardous gases—eco-friendly product. Ang leak-proof design ay nag-eeliminate ng regular na maintenance. Ang enhanced explosion resistance ay angkop sa hazardous locations. Ang fully insulated three-phase structure ay nagpaprevent ng phase-to-phase faults, nagpapahiwatig ng ligtas at maasahang operasyon.
(4) Nangangailangan lamang ng 30% ng espasyo na kailangan ng air-insulated RMUs—ultra-compact solution.

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

• 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 nagpapatunay na ang produktong ito ay ganap na sumasakop sa mga specifications, nagpapatotoo sa lahat ng naitala na advantages.

Karagdagang national standard tests na isinagawa:

• 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 sumasakop sa national standards.

​5 Key Construction Points​
① Kapag inilalagay ang concrete, unang inilalagay ang beams at columns, kasunod ang slabs. Ilalagay layer-by-layer sa direksyon ng formwork tubes, na ididistribute ang concrete sa CBM self-stabilizing formwork bago ito i-vibrate pababa. Ilalagay ang unang layer ng concrete hanggang sa kalahati ng taas ng formwork, i-vibrate 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 kumpirmahin ang compaction, i-vibrate ulit ang surface layer gamit ang screed vibrator bago ang initial setting, kasunod ng 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 gitna 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 na ito. Ang mga personnel ay hindi dapat lumingon diretso sa formwork, at ang mga materials ay hindi dapat istack diretso sa ito.

​6 Engineering Performance ng CBM Self-Stabilizing Formwork​
① Increased Clear Height
Kumpara sa conventional beam-slab systems, ang dalawang proyekto na gumagamit ng hollow-core slabs ay naka-reduce ng 30-50cm ang thickness ng bawat floor, na nagpapataas ng clear height. Ang CBM self-stabilizing formwork ay ideal para sa large-span, heavy-load industrial/public structures. Ito ay nagpapatunay ng uniform force distribution at nagbibigay ng 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, na nagbibigay ng balanced force transfer. Batay sa dalawang proyekto, ito ay naka-reduce ng 27% ang reinforcement steel, 29% ang volume ng concrete, at 46% ang area ng formwork kumpara sa conventional RC frame structures. Ang kabuuang 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 madaling installation. May hidden beams, ang ilalim ng slab ay flat, na nagpapahusay ng formwork/shoring operations.
④ Lighter Weight, Optimized Performance
Ang CBM hollow-core slabs ay naka-reduce ng 27.6% ang self-weight ng structure batay sa computations, na nag-o-optimize ng disenyo ng beams, slabs, columns, at foundations.

​7 Discussion sa CBM Formwork Construction Issues​
① Mahirap tiyakin ang concrete compaction sa lower flange. Ang leakage sa CBM hollow-core slabs ay mahirap ayusin.
Kumpara sa conventional slabs kung saan ang concrete ay inilalagay direktso sa isang surface, ang CBM slabs ay may upper at lower flanges. Ang pagtiyak na kompaktado ang lower flange ay nangangailangan ng detalyadong vibration gamit ang small-diameter vibrators at external vibrators. Pagkatapos nito, inilalagay ang hidden beams at top slab, na nangangailangan ng mahalagang care at dedicated QC oversight.
Ang frequency ng cracks sa CBM slabs ay katumbas o mas mababa kaysa sa conventional slabs. Gayunpaman, ang leaks ay nangyari sa basement roofs at roof slabs ng parehong proyekto. Mahirap tiyakin ang dahilan—ang mga possible sources ay kinabibilangan ng cracks sa upper flange, water seepage sa pamamagitan ng adjacent formwork, o conduits sa loob ng ribs. Bawat leak, ang repair effort/cost ay 5-8 beses mas mataas kaysa sa conventional slabs.
② Construction Joints & Expansion Strips Require Detailed Design
Ang mga lokasyon ng structural expansion joints ay karaniwang ipinapasya ng design codes. Gayunpaman, ang dual-flange nature ng CBM slabs ay nagpapahirap sa pouring kung ang joint ay nasa tabi ng isang formwork unit: mahirap tiyakin ang bond sa new/old concrete sa lower flange at ang containment ng grout. Sa site, dapat ay i-adjust ang mga lokasyon ng joint batay sa layout ng formwork upang matiyak na ang joints ay nasa loob ng ribs sa pagitan ng formwork units. Maaaring kailanganin ang resizing ng adjacent units.
Dahil ang CBM slabs ay karaniwang nakakakopya ng malaking lugar, maaaring maging napakalimutan ng mga designers ang placement ng construction joint. Upang matiyak ang proper bonding sa loob ng initial setting time, ang site team ay dapat magtukoy ng mga lokasyon ng joint na iniisip ang limits ng pour width at resource capabilities. Ang mga joints ay dapat sumunod sa code requirements at nasa loob ng ribs.
③ Difficult Mitigation ng 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 kadalasang hindi epektibo. Sa kasalukuyan, ang tanging solusyon ay ang pag-break/removal ng floated unit, paglagay ng additional reinforcement, at pouring ng solid concrete doon. Mahalagang onsite monitoring ng formwork securing at anti-buoyancy measures ay kinakailangan sa panahon ng construction.