Технологија и тестiranje на среднонапоената тврдоизолирана кружна главна единица

1 Вовед​
Обичните методи за изолација на средноволтни кружни главни единици (RMUs) од 10кВ вклучуваат гасна изолација, тврда изолација и повеќеводна изолација.
• Гасната изолација обично користи SF₆ како изолативна средина. Меѓутоа, една молекула SF₆ има парников ефект 25.000 пати поголем од молекулата CO₂, а SF₆ присутствува во атмосферата за 3.400 години, што ја прави значајна еколошка ризика. Средноволтните RMUs се широко распределени, што прави трудно и скапо опоништувањето на SF₆ ако се обработува одговорно.
• Повеќеводната изолација бара поголеми изолативни размаки, што го предотвратува значаен намалување на големината на апаратурата.

Со брзото развивање на урбани мрежи за дистрибуција на електрична енергија, примените како високи згради и железнички превоз бараат подобрен перформанс на RMU-ите - со помали следи, висока безбедност/повољност, минимална одржба и еколошка прифатливост. Средноволтните RMUs со тврда изолација претставуваат растечка тенденција.

10кВ RMUs со тврда изолација користат технологија на тврда изолација наместо гас SF₆. Нивниот волумен е само 30% од споредливиот повеќеводен опрема, што нуди подобар изолативен перформанс и стабилно признање од страни на експерти и корисници.

​2 Изолативни материјали и дизајн​
Анализа на цената покажува дека изолативната структура составува над 40% од целокупната цена на RMUs со тврда изолација. Изборот на соодветни изолативни материјали, дизајнувањето на рационални изолативни структури и одредувањето на соодветни изолативни методи се критични за вредноста на RMU-ите.

Од својата прва синтеза во 1930 година, епоксидниот смола се непрекинато подобрувал со добавки. Известен е по својата висока диелектрична јачина, висока механичка јачина, мал объемен схракување при хардување и лесна машинска обработка. Затоа, ние го користиме како основен изолативен материал за средноволтни RMUs, подобрен со харднери, тешнењачки агенти, пластични материјали, пополнувачи и бои за формирање на високоперформансен епоксиден смола. Подобрувањата во топлотна одпорност, термичко ширеење и термичка проводна способност нудат противпламенски и одлични изолативни својства како под долготрајно рабочо напон и краткотрајни прекомерни напони.

Стандардните изолативни структури на RMU-ите создаваат неунIFORM электрични полиња. Само зголемувањето на размакот не е доволно за подобрување на изолативната јачина во такви полиња. Ние оптимизираме структурата на полето за подобрување на униформноста. Електричната јачина на епоксидниот смола се движи од 22 до 28 кВ/мм, што значи дека само неколку милиметри на размак се потребни помеѓу фазите во оптимизирани структури, што значително намалува големината на производот.

​3 Конструктивен дизајн на средноволтни RMUs со тврда изолација​
Вакуумни прекинувачи, изолатори, земјини прекинувачи и сите проводни компоненти се поставуваат во форми. Потоа, високоперформансен епоксиден смола се целински лее со автоматска технологија на гелација под притисок. Медиумот за угашување на дугата е вакуум, а изолацијата е осигурена со епоксидниот смола.

Кабинетската структура го користи модуларниот дизајн за лесна стандардизирана масовна производство. Секој RMU модул е разделен со метални партиции за да се ограничат дефектните дуги во индивидуалните модули. Користат се интегрирани конектори за главна шина и интегрирани контактни конектори. Главната шина се состои од сегментирана, затворена изолирана шина поврзана со телескопски интегрирани конектори за удобна инсталација и комисиона на местото. Вратата на кабинетот има дизајн за отстраниување на дуги и овозможува затварање, отварање и земјине (три-позиционско оперирање) со затворена врата. Статусот на прекинувачот е видлив преку прозорци за набљудување, што гарантира безбедно и надежно функционирање.

​4 Префрси и анализа на типот на испитување на средноволтни RMUs со тврда изолација​
​4.1 Клучни префрси:​​
(1) Користи високоперформансен епоксиден смола за надежна изолација и ниска делечна дисипација.
(2) Полно изолирана и затворена структура без изложени живи делови. Не е под влијание на прашање или контаминанти. Соодветна за различни околини (високи/низки температури, високи надморски висини, експлозивни/контаминирани области). Елиминира проблемите како флуктуации на притисокот на гасот SF₆ при работа на високи температури или замрзнување при екстремни мразови. Представува значајни предности во областа на обалата со висок солен магла.
(3) Без SF₆ и без опасни гаси - еколошко прифатлив производ. Дизајн без течење елиминира регуларната одржба. Подобрен експлозивен одпор е соодветен за опасни локации. Целосно изолираната трифазна структура го предотвратува фазно-фазниот дефект, што гарантира безбедност и надежност.
(4) Заема само 30% од просторот потребен за повеќеводни RMUs - уltra-компактно решение.

​4.2 Анализа на типот на испитување​
На база на овие предности, беше направено целосно типот на испитување, вклучувајќи:

• Изолативни испитувања (42кВ/48кВ издржување на напон)
• Мерење на делечна дисипација (≤ 5пC)
• Испитувања на високи/низки температури (+80°C / -45°C)
• Испитување на кондензација (Класа II контаминација)
• Испитување на интерни дуги (0.5с)
  Резултатите од испитувањето потврдија дека производот целосно ги исполнува спецификациите, валидирајќи сите наведени предности.

Дополнителни национални стандардни испитувања беа изведени:

• Испитување на температурски пораст
• Мерење на отпорот на главната кола
• Испитување на назначениот врвни напон и краткотрајни напони
• Испитување на капацитетот за вклучување на краткотрајни напони
• Испитување на капацитетот за прекинување на краткотрајни напони
• Електричко издржување испитување
• Механички испитување
• Испитување на земјин дефект (фаза-фаза)
• Испитување на капацитетот за вклучување на активна нагрузка
• Испитување на капацитетот за вклучување на капацитивна нагрузка
  Сите резултати се во согласност со националните стандарди.

​5 Клучни точки на конструкција​
① При лејањето на бетон, прво се лејат балки и стубови, а потоа плочи. Лејте слоевито по правецот на формите (белешка: преводот е подобрен за појасно техничко значење), распределете го бетонот на CBM самостабилни форми пред да го вибрирате надолу. Депонирајте првиот слој бетон до половина од висината на формите, вибрирајте симетрично од двете страни. Користете вибраци со дијаметар ≤35мм (обично 30мм) за униформна пенетрација и вибрација. Избегнувајте празни простори, недовољна вибрација или контакт со формите. Размак ≤25см, продолжителност ≤3с по точка. По потврдата за тясно спојување, повторно вибрирајте го површинскиот слој со вибрација на површина пред првото застивање, а потоа равнајте и тясно спојувајте со дрвена лопта.
② Водни/електрични канали треба да текат меѓу ребрата меѓу CBM самостабилни форми. Ако минуваат надвор од единица, користете помала форма. Токму при инсталацијата на форми и лејањето на бетон, конструирајте работни платформи. Поставете поддршечки за бетонски помпи на овие платформи. Лицата не треба директно да се вртат на формите, а материјалите не треба да се ставаат директно на нив.

​6 Инженерски перформанс на CBM самостабилни форми​
① Зголемена чиста висина
Споредено со конвенционалните системи на балки и плочи, двата проекти кои користат холоцентрични плочи намалија дебелината на структурата по секоја ниво за 30-50см, зголемувајќи чистата висина. CBM самостабилните форми се идеални за големи простираности, тешки нагрузувања индустријски/јавни структури. Осигурува униформна дистрибуција на силата и овозможува флексибилна поставување на парчиња на стена.
② Намалени трошоци
CBM холоцентричниот систем на плочи има мрежест ортогонален "I"-образен решетки и скриени тесни ребра, што овозможува балансирана передача на сила. Според двата проекти, тоа намали желеозината за 27%, волуменот на бетон за 29% и површината на форми за 46% споредено со конвенционалните RC рамни структури. Общите трошоци на конструкција се намалија за 26.3%.
③ Поедноставена конструкција
CBM формите нудат висока јачина, легка тежина, отпорност на удар и интегрирани поддршечки рамови за лесна инсталација. Со скриени балки, дното на плочата останува рамно, поедноставувајќи операциите со форми и поддршка.
④ Легка тежина, оптимизирана перформанса
CBM холоцентричните плочи намалија само-теглото на структурата за 27.6% според пресметките, оптимизирајќи дизајнот на балки, плочи, стубови и фундаменти.

​7 Дискусија на проблеми во конструкцијата на CBM форми​
① Осигурувањето на тясно спојување на долниот фланг на бетонот е предизвик. Течењето во CBM холоцентричните плочи е тешко за поправка.
Споредено со конвенционалните плочи каде бетонот се поставува директно на една површина, CBM плочите имаат горен и долен фланг. Да се постигне тясно спојување во долната фланга бара внимателна вибрација со мал дијаметар на вибрација и надворешни вибрации. Потоа, се лејат скриените балки и горната плоча, што бара многу внимание и посветено контрола на квалитетот.
Фреквенцијата на пукнатини во CBM плочите е слична или лесно пониска од конвенционалните плочи. Меѓутоа, течења се појавија во покривите на подземни простории и покривите на плочите во двата проекти. Определувањето на причината е тешко - потенцијални извори вклучуваат пукнатини во горниот фланг, просачување на вода низ соседни форми или каналите во ребрата. За секое течење, напорот/цената за поправка е 5-8 пати поголема од конвенционалните плочи.
② Конструктивни јази и елементи за ширење бараат детален дизајн
Локациите на конструктивните јази обично се одредени со стандардни кодови. Меѓутоа, двојниот фланг на CBM плочите го комплицира лејањето ако јазот се притиска на единица на форми: осигурувањето на поврзување на нов/стар бетон во долната фланга и содржание на мур на место е тешко. На местото, локациите на јази треба да се прилагодат според распоредот на форми за да се осигура дека јазите се наоѓаат меѓу ребрата на форми. Може да биде потребно да се преправат соседните единици.
Бидејќи CBM плочите обично покриваат големи површини, дизајнерите често го игнорираат поставувањето на конструктивни јази. За да се осигура правилно поврзување во рамки на времето на прво застивање, екипата на местото треба да определи локациите на јази, имајќи ги на ум границите на ширината на лејање и капацитетот на ресурсите. Јазите треба да ги исполнуваат стандардите и да се постават во ребра.
③ Тешко управување со поплавување на форми
Ако се случи поплавување на форми во време на лејање, постојните мерки (исклучување на горниот јак, чистење на бетон, рефиксација на форми) се непрактични и често неефективни. Тренутно, единственото решение е да се счупи/извади поплавената единица, да се постават дополнителни јакови и да се леја тврд бетон таму. Ригорозно надзорување на фиксирањето на форми и мерките за поплавување е суштинско во време на конструкција.