Teknologi dan Ujian Unit Utama Berongga Terpencil Bertegangan Sederhana Insulasi Pepejal

1 Pengenalan​
Kaedah isolasi biasa untuk unit utama gelung tegangan sederhana 10kV (RMUs) termasuk isolasi gas, isolasi pepejal, dan isolasi udara.
• Isolasi gas biasanya menggunakan SF₆ sebagai medium isolasi. Walau bagaimanapun, satu molekul SF₆ mempunyai kesan rumah hijau 25,000 kali lebih besar daripada molekul CO₂, dan SF₆ bertahan di atmosfera selama 3,400 tahun, menimbulkan risiko alam sekitar yang signifikan. RMU tegangan sederhana tersebar luas, menjadikan pemulihan SF₆ sukar dan mahal jika ditangani dengan bertanggungjawab.
• Isolasi udara memerlukan jarak isolasi yang lebih besar, mencegah pengecilan ukuran peralatan beralih secara signifikan.

Dengan perkembangan pesat rangkaian pengagihan elektrik bandar, aplikasi seperti bangunan tinggi dan transit rel memerlukan prestasi RMU yang ditingkatkan—mengharuskan jejak kaki yang lebih kecil, keselamatan/kebolehpercayaan yang tinggi, pemeliharaan minimum, dan kesesuaian alam sekitar. RMU isolasi pepejal tegangan sederhana mewakili trend yang semakin meningkat.

RMU isolasi pepejal 10kV menggunakan teknologi isolasi pepejal berbanding gas SF₆. Volumenya hanya 30% daripada peralatan isolasi udara yang setanding, menawarkan prestasi isolasi yang lebih boleh dipercayai dan mendapat pengiktirafan konsisten dari pakar dan pengguna.

​2 Bahan dan Reka Bentuk Isolasi​
Analisis kos menunjukkan bahawa struktur isolasi merangkumi lebih daripada 40% harga total RMU isolasi pepejal. Memilih bahan isolasi yang sesuai, merancang struktur isolasi yang rasional, dan menentukan kaedah isolasi yang sesuai adalah penting untuk nilai RMU.

Sejak sintesis pertamanya pada tahun 1930, resin epoksi telah diperbaiki secara berterusan dengan tambahan. Ia terkenal dengan kekuatan dielektrik yang tinggi, kekuatan mekanikal yang tinggi, penyusutan volumetrik yang rendah semasa penyembuhan, dan mudah dibentuk. Oleh itu, kami menggunakannya sebagai bahan isolasi utama untuk RMU tegangan sederhana, diperkaya dengan penguat, agen ketegaran, plastisizer, filler, dan pigmen untuk membentuk resin epoksi berprestasi tinggi. Penambahbaikan dalam ketahanan haba, pengembangan termal, dan konduktiviti termal memberikan tahan api dan sifat isolasi yang cemerlang di bawah voltan operasi jangka panjang dan overvoltan jangka pendek.

Struktur isolasi RMU konvensional mencipta medan elektrik yang tidak seragam. Hanya meningkatkan jarak tidak cukup untuk meningkatkan kekuatan isolasi dalam medan tersebut. Kami mengoptimumkan struktur medan untuk meningkatkan seragam. Kekuatan elektrik resin epoksi berkisar antara 22–28 kV/mm, bermaksud hanya beberapa milimeter jarak diperlukan antara fasa dalam struktur yang dioptimumkan, mengurangkan saiz produk secara drastik.

​3 Reka Bentuk Struktur RMU Isolasi Pepejal Tegangan Sederhana​
Pemutus vakum, disconnector, switch grounding, dan semua komponen konduksi ditempatkan ke dalam cetakan. Resin epoksi berprestasi tinggi kemudian dicetak secara integral menggunakan teknologi penggelapan tekanan automatik. Medium pemadam busur adalah vakum, dengan isolasi disediakan oleh resin epoksi.

Struktur kabinet mengadaptasi reka bentuk modul untuk memudahkan pengeluaran berskala besar yang piawai. Setiap bay RMU dipisahkan oleh partisi logam untuk mengandungi busur arca dalam modul individu. Penghubung busbar terpadu dan penghubung kontak terpadu digunakan. Busbar utama terdiri daripada busbar isolasi tertutup yang tersegmen, dihubungkan oleh penghubung terpadu teleskopik untuk memudahkan pemasangan dan komisioning di tapak. Pintu kabinet mempunyai reka bentuk anti-busur dalaman dan membolehkan pemutus, pembukaan, dan grounding (operasi tiga posisi) dengan pintu tertutup. Status pemutus boleh dilihat melalui tetingkap pemerhatian, memastikan operasi yang selamat dan boleh dipercayai.

​4 Kelebihan dan Analisis Ujian Jenis RMU Isolasi Pepejal Tegangan Sederhana​
​4.1 Kelebihan Utama:​​
(1) Menggunakan resin epoksi berprestasi tinggi untuk isolasi yang boleh dipercayai dan pelepasan separa yang rendah.
(2) Struktur sepenuhnya terisolasi dan tertutup tanpa bahagian hidup yang terdedah. Tidak terjejas oleh debu atau pencemaran. Sesuai untuk pelbagai persekitaran (suhu tinggi/rendah, ketinggian, kawasan berisiko letupan/pencemaran). Menghapuskan masalah seperti fluktuasi tekanan gas SF₆ semasa operasi suhu tinggi atau likuefaksi dalam cuaca sangat sejuk. Menawarkan kelebihan yang jelas di kawasan pantai berangin garam tinggi.
(3) Bebas SF₆ dan tidak mengandungi gas berbahaya—produk yang mesra alam. Reka bentuk kedap rembesan menghapuskan pemeliharaan berkala. Ketahanan letupan yang ditingkatkan sesuai untuk lokasi berisiko. Struktur tiga fasa sepenuhnya terisolasi mencegah kesalahan fasa-ke-fasa, memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan.
(4) Mempunyai ruang hanya 30% daripada RMU isolasi udara—penyelesaian yang sangat padat.

​4.2 Analisis Ujian Jenis​
Berdasarkan kelebihan ini, ujian jenis menyeluruh telah dijalankan, termasuk:

• Ujian isolasi (tegangan tahan 42kV/48kV)
• Pengukuran pelepasan separa (≤ 5pC)
• Ujian suhu tinggi/rendah (+80°C / -45°C)
• Ujian kondensasi (Pencemaran Kelas II)
• Ujian busur dalaman (0.5s)
  Keputusan ujian mengesahkan produk sepenuhnya memenuhi spesifikasi, mengesahkan semua kelebihan yang dinyatakan.

Ujian piawaian nasional tambahan telah dijalankan:

• Ujian peningkatan suhu
• Pengukuran rintangan litar utama
• Ujian rintangan puncak dan rintangan singkat yang ditetapkan
• Ujian kapasiti pemutusan ringkas yang ditetapkan
• Ujian kapasiti pemutusan ringkas yang ditetapkan
• Ujian ketahanan elektrik
• Ujian mekanikal
• Ujian arca bumi (fasa-ke-fasa)
• Ujian pemindahan arus beban aktif yang ditetapkan
• Ujian pemindahan arus kapasitif yang ditetapkan
  Semua hasil mematuhi piawaian nasional.

​5 Titik-titik Pembinaan Utama​
① Semasa menuangkan konkrit, tuangkan balok dan tiang terlebih dahulu, diikuti oleh pelat. Tuangkan lapis demi lapis mengikut arah tabung bekas (nota: terjemahan disesuaikan untuk maksud teknikal yang lebih jelas), mengedarkan konkrit ke atas bekas CBM self-stabilizing sebelum menggetarkan ke bawah. Tempatkan lapisan konkrit pertama hingga setengah ketinggian bekas, getarkan secara simetri di kedua-dua sisi. Gunakan getaran ≤35mm diameter (biasanya 30mm) untuk penetrasi dan getaran yang seragam. Elakkan jurang, getaran kurang, atau sentuhan dengan bekas. Jarak ≤25cm, tempoh ≤3s setiap titik. Selepas mengesahkan padatan, getarkan lapisan permukaan sekali lagi dengan getaran screed sebelum set awal, diikuti oleh perataan dan padatan dengan kayu float.
② Pipa air/elektrik harus berjalan di dalam tulang antara unit bekas CBM self-stabilizing. Jika melalui melalui unit, gunakan saiz bekas yang lebih kecil. Semasa pemasangan bekas dan menuangkan konkrit, buat platform kerja. Letakkan sokongan pipa pam konkrit di platform ini. Orang tidak boleh berjalan langsung di atas bekas, dan bahan tidak boleh ditumpuk langsung di atasnya.

​6 Prestasi Kejuruteraan Bekas CBM Self-Stabilizing​
① Ketinggian Jelas Bertambah
Berbanding dengan sistem balok-pelat konvensional, dua projek yang menggunakan pelat berongga mengurangkan ketebalan struktur setiap lantai sebanyak 30–50cm, meningkatkan ketinggian jelas. Bekas CBM self-stabilizing ideal untuk struktur industri/awam dengan rentang besar dan beban berat. Ia memastikan penyebaran daya yang seragam dan membolehkan penempatan fleksibel dinding pembatas.
② Kos Berkurang
Sistem pelat berongga CBM mempunyai grid ortogonal "I"-shaped dan tulang tersembunyi yang rapat, membolehkan pemindahan daya yang seimbang. Berdasarkan dua projek, ia mengurangkan baja penguat sebanyak 27%, jumlah konkrit sebanyak 29%, dan kawasan bekas sebanyak 46% berbanding dengan struktur rangka RC konvensional. Kos pembinaan secara keseluruhan berkurang sebanyak 26.3%.
③ Pembinaan Dipermudahkan
Bekas CBM menawarkan kekuatan yang tinggi, berat yang ringan, ketahanan benturan, dan rangka sokongan terintegrasi untuk pemasangan yang mudah. Dengan balok tersembunyi, dasar pelat tetap rata, mempermudah operasi bekas/shoring.
④ Berat Lebih Ringan, Prestasi Dioptimumkan
Pelat berongga CBM mengurangkan berat struktur sendiri sebanyak 27.6% berdasarkan pengiraan, mengoptimumkan reka bentuk balok, pelat, tiang, dan asas.

​7 Perbincangan tentang Isu-isu Pembinaan Bekas CBM​
① Menjamin pemadatan konkrit flensa bawah adalah cabaran. Rembesan di pelat berongga CBM sukar diperbaiki.
Berbeza dengan pelat konvensional di mana konkrit diletakkan secara langsung pada satu permukaan, pelat CBM mempunyai flensa atas dan bawah. Mencapai pemadatan di flensa bawah memerlukan getaran teliti menggunakan getaran berdiameter kecil dan getaran luar. Selepas itu, balok tersembunyi dan pelat atas dituang, memerlukan perhatian yang besar dan pengawasan QC yang khusus.
Frekuensi retak di pelat CBM adalah sama atau sedikit lebih rendah daripada pelat konvensional. Walau bagaimanapun, rembesan berlaku di bumbung bawah tanah dan pelat bumbung kedua-dua projek. Menentukan punca rembesan sukar—sumber potensial termasuk retak di flensa atas, rembesan air melalui bekas bersebelahan, atau pipa dalam tulang. Untuk setiap rembesan, usaha/perkara pembaikan adalah 5–8 kali lebih tinggi daripada pelat konvensional.
② Sendi Pembinaan & Jalur Ekspansi Memerlukan Reka Bentuk Terperinci
Lokasi sendi ekspansi struktur biasanya ditentukan oleh kod reka bentuk. Walau bagaimanapun, sifat dual-flensa pelat CBM mempersulit pengecoran jika sendi bersebelahan unit bekas: memastikan ikatan antara konkrit baru/tua di flensa bawah dan mengandungi grout adalah sukar. Di tapak, lokasi sendi harus disesuaikan berdasarkan susunan bekas untuk memastikan sendi jatuh dalam tulang antara unit bekas. Penyesuaian saiz unit bersebelahan mungkin diperlukan.
Dengan pelat CBM biasanya meliputi kawasan yang luas, pereka sering mengabaikan penempatan sendi pembinaan. Untuk memastikan ikatan yang betul dalam masa set awal, pasukan tapak harus menentukan lokasi sendi dengan mempertimbangkan had lebar pengecoran dan keupayaan sumber. Sendi harus memenuhi keperluan kod dan diletakkan dalam tulang.
③ Penyelesaian Kesukaran Flotasi Bekas
Jika flotasi bekas berlaku semasa pengecoran, langkah-langkah semasa (mengeluarkan penguat atas, membersihkan konkrit, memperbaiki bekas) tidak praktikal dan sering tidak efektif. Saat ini, satu-satunya penyelesaian adalah memecah/mengeluarkan unit yang terapung, meletakkan penguat tambahan, dan menuang konkrit padat di sana. Pemantauan ketat di tapak terhadap pemakaian bekas dan langkah-langkah anti-flotasi adalah penting semasa pembinaan.