טכנולוגיית יחידה מרכזית מעגלית מבודדת בקיטור לחץ בינוני ובדיקות
1 מבוא
שיטות בידוד נפוצות עבור תיבות מרכזיות מעגלי חישוק בינוני של 10kV כוללות בידוד גזי, בידוד מוצק ובידוד אווירי.
• הבידוד הגזי בדרך כלל משתמש בסולפט פלואוריד סולפורי (SF₆) כחומר הבידוד. עם זאת, מולקולת SF₆ אחת יש לה השפעה חממה פי 25,000 מאשר מולקולת CO₂, ו-SF₆ נשאר באטמוספירה במשך 3,400 שנים, מה שהופך אותה לסיכון סביבתי משמעותי. תיבות המרכז הבינוניות מתפשטות secara luas, menjadikan pemulihan SF₆ sulit dan mahal jika ditangani dengan bertanggung jawab.
• הבידוד האווירי דורש מרחקי בידוד גדולים יותר, מה שמונע הפחתה משמעותית בממדים של מכשירי הקישור.
עם התפתחות מהירה של רשתות הפצת החשמל העירונית, יישומים כגון בניינים קומתיים ותחבורה מסילתית דורשים שיפור בביצועים של תיבות המרכז - הדורשות שטח קטן, בטיחות/אמינות גבוהות, תחזוקה מינימלית וסיפוק לסביבה. תיבות מרכז בינוניות מבודדות מוצקות מייצגות מגמה צומחת.
תיבות מרכז בינוניות מבודדות מוצקות של 10kV משתמשות בטכנולוגיית בידוד מוצק במקום גז SF₆. הנפח שלהן הוא רק 30% ממכשירי הבידוד האווירי המשווים להם, מה שמציע ביצועי בידוד אמינים יותר ומקבל הכרה עקבית מהמומחים והמשתמשים.
2 חומרים ובידוד עיצוב
ניתוח עלויות מראה שהמבנה הבידודי מהווה מעל 40% מהמחיר הכולל של תיבות המרכז המבודדות מוצקות. בחירת חומרי בידוד מתאימים, העיצוב של מבני בידוד רציונליים והחלטה על שיטות בידוד מתאימות הן קריטיות עבור ערך תיבות המרכז.
מאז סינתזה ראשונה שלו ב-1930, רזין אפוקסי הושג באופן מתמשך עם תוספות. הוא ידוע בעוצמת דיאלקטרית גבוהה, עוצמה מכנית גבוהה, כיווץ נפחי נמוך במהלך הקציבה וקלנות מכאניקה. לכן, אנו משתמשים בו כחומר הבידוד העיקרי לתיבות מרכז בינוניות, משופר עם חומרי קשיחות, מחוזקים, פלסטיסטים, ממלאים וצבעונים כדי ליצור רזין אפוקסי בפרFORMANCE גבוה. שיפורים בעמידות לחום, הרחבת תרמית ונהיגה תרמית מספקים עמידות לשריפה וביצועי בידוד מצוינים הן תחת מתח פעולה ארוך טווח והן תחת מתח עודף קצר טווח.
מבנים בידודיים קונבנציונליים של תיבות המרכז יוצרים שדות חשמליים לא אחידים. ההגדלה של המרווחים בלבד אינה מספיקה לשיפור עוצמת הבידוד בשדות כאלה. אנחנו מעדכנים את מבנה השדה כדי לשפר את האחידות. עוצמת החשמל של רזין האפוקסי נע בין 22-28 kV/mm, מה שאומר כי רק מספר מילימטרים של מרווח נדרשים בין הפאזות במבנים מעודכנים, מה שמפחית בצורה דרמטית את גודל המוצר.
3 העיצוב המבני של תיבות מרכז בינוניות מבודדות מוצקות
מפרקי ריק, מפרקים, מפסקים מארץ וכל חלקי המוליכים מוכנסים למolds. אחר כך, רזין אפוקסי בפרFORMANCE גבוה מוטמע באמצעות טכנולוגיית ג'ל תחת לחץ אוטומטי. חומר הכיבוי הוא ריק, עם בידוד המסופק על ידי רזין האפוקסי.
מבנה הקופסה אומץ עיצוב מודולרי לצורך ייצור סטנדרטי מאסיבי קל. כל תיבת מרכז מופרדת על ידי מחיצות מתכת כדי להכיל קשתות תקלה בתוך מודולים בודדים. מתקנים מתחברים אינטגרליים ומתקנים מתחברים מגע אינטגרליים נמצאים בשימוש. המוט הראשי מורכב ממוטות מבודדים מקטעים, מובלים באמצעות מתחברים אינטגרליים מתכפלים, לשירות התקנה ושחרור נוח באתר. דלת הקופסה כוללת עיצוב אנטי-קשת פנימית מאפשרת סגירה, פתיחה ומארה (פעולות של שלוש מיקומים) עם הדלת סגורה. מצב המפסק נראה דרך חלונות תצפית, המבטיחים פעולה בטוחה ומוצלחת.
4 יתרונות ואנליזה של בדיקות סוג לתיבות מרכז בינוניות מבודדות מוצקות
4.1 יתרונות עיקריים:
(1) משתמש ברזין אפוקסי בפרFORMANCE גבוה לבידוד אמין ומפלט 국부적 방전이 적음.
(2) 완전히 절연되고 밀봉된 구조로 노출된 전도 부위가 없습니다. 먼지나 오염물질의 영향을 받지 않으며 다양한 환경(고온/저온, 고도, 폭발 또는 오염 위험이 있는 지역)에 적합합니다. 고온 작동 중 SF₆ 가스 압력 변동이나 극한 저온에서의 액화와 같은 문제를 제거합니다. 높은 염분 안개가 있는 해안 지역에서 특히 유리합니다.
(3) SF₆ 없음 및 위험한 기체가 포함되지 않은 친환경 제품입니다. 누출 방지 설계로 정기적인 유지보수가 필요 없습니다. 향상된 폭발 내성이 위험한 장소에 적합합니다. 완전히 절연된 3상 구조는 상간 고장(fault)을 방지하여 안전성과 신뢰성을 보장합니다.
(4) 공기 절연형 RMU의 30%만 차지하는 초 컴팩트 솔루션입니다.
4.2 종류 시험 분석
이러한 이점들을 바탕으로, 포괄적인 종류 시험이 수행되었습니다. 시험 내용은 다음과 같습니다:
- 절연 시험 (42kV/48kV 내압)
- 국부적 방전 측정 (≤ 5pC)
- 고/저온 시험 (+80°C / -45°C)
- 응축 시험 (오염 등급 II)
- 내부 아크 시험 (0.5초)
시험 결과, 제품이 모든 사양을 충족하며 모든 언급된 이점을 검증했습니다.
추가로 국가 표준 시험도 수행되었습니다:
- 온도 상승 시험
- 주 회로 저항 측정
- 정격 피크 내구 전류 및 단시간 내구 전류 시험
- 정격 단락 접속 용량 시험
- 정격 단락 절단 용량 시험
- 전기 내구 시험
- 기계 시험
- 접지 고장 시험 (상간)
- 정격 활성 부하 전류 스위칭 시험
- 정격 용량 전류 스위칭 시험
모든 결과는 국가 표준을 준수합니다.
5 주요 건설 포인트
① 콘크리트를 붓을 때, 먼저 보와 기둥을 붓고 그 다음 플레이트를 붓습니다. formwork 튜브의 방향을 따라 계층적으로 붓습니다. CBM 자가 안정화 formwork에 콘크리트를 분배한 후 아래로 진동시킵니다. 첫 번째 층의 콘크리트를 formwork 높이의 절반까지 붓고, 양쪽에서 대칭적으로 진동시킵니다. 직경 ≤35mm (일반적으로 30mm)의 진동기를 사용하여 균일하게 관입하고 진동시킵니다. 간극, 부진동, 또는 formwork와의 접촉을 피해야 합니다. 간격 ≤25cm, 각 지점당 지속 시간 ≤3초. 압축이 완료되었음을 확인한 후, 초기 경화 전에 표면 층을 다시 진동시키고, 나무 판으로 평탄화 및 압축합니다.
② 수도/전기 배관은 CBM 자가 안정화 formwork 단위 사이의 리브 내에서 통과해야 합니다. 만약 단위를 통과한다면, 더 작은 formwork 크기를 사용해야 합니다. formwork 설치 및 콘크리트 붓기 동안 작업 플랫폼을 구성합니다. 콘크리트 펌프 파이프 지지대는 이러한 플랫폼에 위치시킵니다. 작업자는 직접 formwork 위를 걷지 않아야 하며, 재료는 직접 formwork 위에 쌓아두지 않아야 합니다.
6 CBM 자가 안정화 formwork의 공학적 성능
① 증가된 깊이
통상적인 보-슬래브 시스템과 비교하여, 두 프로젝트에서 사용된 공극 슬래브는 각 층의 구조 두께를 30~50cm 줄여 깊이를 늘렸습니다. CBM 자가 안정화 formwork는 대형 스패닝, 중량 부하 산업/공용 구조물에 이상적입니다. 균일한 힘 분포를 보장하고 벽 분할의 유연한 배치를 가능하게 합니다.
② 비용 절감
CBM 공극 슬래브 시스템은 격자형 직교 "I"형 격자와 숨겨진 밀집된 리브를 특징으로 하여 균형 잡힌 힘 전달을 가능하게 합니다. 두 프로젝트에 따르면, 통상적인 RC 프레임 구조와 비교하여 강철을 27%, 콘크리트 부피를 29%, formwork 면적을 46% 줄였습니다. 전체 건설 비용은 26.3% 감소했습니다.
③ 간소화된 건설
CBM formwork는 높은 강도, 경량, 충격 저항, 통합 지원 프레임을 제공하여 설치가 쉽습니다. 숨겨진 보 덕분에 슬래브 바닥은 평평하여 formwork 및 shoring 작업이 간소화됩니다.
④ 경량, 최적화된 성능
계산에 따르면, CBM 공극 슬래브는 구조 자체 무게를 27.6% 줄여 보, 슬래브, 기둥, 기초의 설계를 최적화합니다.
7 CBM formwork 건설 문제에 대한 논의
① 하부 플랜지 콘크리트의 압축을 보장하는 것이 어렵습니다. CBM 공극 슬래브의 누출은 수정하기 어려울 수 있습니다.
통상적인 슬래브와 달리, CBM 슬래브는 상부와 하부 플랜지를 가지고 있습니다. 하부 플랜지의 압축을 달성하려면 소직경 진동기와 외부 진동기를 사용하여 세심한 진동이 필요합니다. 이후, 숨겨진 보와 상부 슬래브를 붓는데, 이는 매우 신중하고 전문적인 QC 감독이 필요합니다.
CBM 슬래브의 균열 빈도는 통상적인 슬래브와 비슷하거나 약간 낮습니다. 그러나 두 프로젝트의 지하실 지붕과 지붕 슬래브에서 누출이 발생했습니다. 원인을 찾기는 어렵습니다 - 가능한 원인으로는 상부 플랜지의 균열, 인접 formwork를 통한 물 유입, 또는 리브 내의 배관 등이 있습니다. 통상적인 슬래브에 비해, 각 누출당 수정 작업 및 비용은 5~8배 더 큽니다.
② Construction Joints & Expansion Strips Require Detailed Design
Structural expansion joint locations are typically specified by design codes. However, the dual-flange nature of CBM slabs complicates pouring if a joint abuts a formwork unit: ensuring bond between new/old concrete in the lower flange and containing grout is difficult. On-site, joint locations should be adjusted based on formwork layout to ensure joints fall within ribs between formwork units. Resizing adjacent units may be necessary.
With CBM slabs typically covering large areas, designers often overlook construction joint placement. To ensure proper bonding within the initial setting time, the site team must determine joint locations considering pour width limits and resource capabilities. Joints must meet code requirements and be placed within ribs.
③ Difficult Mitigation of Formwork Buoyancy
If formwork buoyancy occurs during pouring, the existing countermeasures (removing top reinforcement, clearing concrete, re-fixing formwork) are impractical and often ineffective. Currently, the only solution is breaking/removing the floated unit, placing additional reinforcement, and pouring solid concrete there. Rigorous onsite monitoring of formwork securing and anti-buoyancy measures is essential during construction.
