Srednje-napetostna tehnologija čvrsto izoliranih kolobarjem povezanih enot in preskušanje
1 Uvod
Obične metode izolacije za 10kV srednje-naponske krožne glavne enote (RMU) vključujejo plinsko izolacijo, trdno izolacijo in zračno izolacijo.
• Plinska izolacija običajno uporablja SF₆ kot izolacijsko sredstvo. Vendar je ena molekula SF₆ 25.000-krat boljši steklenični učinek od ene molekule CO₂, SF₆ pa ostaja v atmosferi 3.400 let, kar predstavlja veliko okoljsko tveganje. Srednje-naponske RMU so široko porazdeljene, kar črpače SF₆ težko in dragoceno obdržati, če se to počne odgovorno.
• Zračna izolacija zahteva večji razmik med izolatorji, kar preprečuje bistveno zmanjšanje velikosti preklopnih naprav.
Z hitrim razvojem mrež za distribucijo električne energije v mestih, aplikacije, kot so visoki stavbi in železniški promet, zahtevajo izboljšano zmogljivost RMU - manjšo površino, visoko varnost/varnost, minimalno vzdrževanje in okoljsko primerenost. Srednje-naponske RMU z trdno izolacijo predstavljajo naraščajočo trend.
10kV RMU z trdno izolacijo uporabljajo tehnologijo trdne izolacije namesto plina SF₆. Njihov prostorni obseg znaša le 30 % obsega primerljive opreme z zračno izolacijo, ponujajo pa bolj zanesljivo izolacijsko zmogljivost in pridobivajo konzistentno priznanje strokovnjakov in uporabnikov.
2 Materiali in dizajn za izolacijo
Analiza stroškov kaže, da struktura izolacije znaša več kot 40 % skupne cene RMU z trdno izolacijo. Izbor primernih materialov za izolacijo, racionalni dizajn struktur izolacije in določitev primerne metode izolacije so ključni za vrednost RMU.
Kot je bil epoksidni smole prvi sintetiziran leta 1930, je bil neprekinjeno izboljšan z dodatki. Priznan je zaradi svoje visoke dielektrične trdnosti, visoke mehanske trdnosti, nizke volumenske sušitve med tvrdnjo in lahkosti obrabe. Zato ga uporabljamo kot glavni material za izolacijo srednje-naponskih RMU, do katerega dodajamo tvrdilca, prožilca, plastifikante, napolnila in barve, da tvorimo visoko zmogljivi epoksidni smoli. Izboljšave v odpornosti na toplotu, termični širjenosti in vodnosti toplote zagotavljajo odpornost na požar in odlične izolacijske lastnosti pod dolgoročnim delovnim naponom in kratkoročnimi prekomernimi naponi.
Konvencionalne strukture izolacije RMU ustvarjajo neenakomerno električno polje. Samo povečanje razmikov ni dovolj, da bi izboljšali izolacijsko trdnost v takšnih poljih. Optimiziramo strukturo polja, da izboljšamo enakomernost. Električna trdnost epoksidne smoli znaša 22-28 kV/mm, kar pomeni, da je potrebno le nekaj milimetrov razmika med fazami v optimiziranih strukturah, kar drastično zmanjša velikost izdelka.
3 Strukturni dizajn srednje-naponskih RMU z trdno izolacijo
Vakuumski preklopniki, ločilniki, zazemljevalni preklopniki in vsi vodljivi elementi so postavljeni v forme. Visoko zmogljiva epoksidna smola je nato celostno litana z avtomatsko tehnologijo tlakovanega geliranja. Sredstvo za uglaševanje loka je vakuum, izolacija pa je zagotovljena z epoksidno smolo.
Struktura omare uporablja modularen dizajn za lažjo standardizirano masovno proizvodnjo. Vsaka celica RMU je ločena s kovinskimi ločili, ki omejujejo kazalne loki na posamezne module. Uporabljajo se integrirani spojni elementi za glavno busbar in integrirani stiki. Glavni busbar sestavlja segmentirane, zaprtinsko izolirane busbare, povezane s teleskopskimi integriranimi spojniki za lažjo namestitveno in komisijonsko delo na mestu. Vrata omare imajo notranji protiarkni dizajn in omogočajo zapiranje, odpiranje in zazemljevanje (tro-pozicijsko delo) z zaprtimi vrati. Stanje preklopnika je vidno skozi opazovalna okna, kar zagotavlja varno in zanesljivo delo.
4 Prednosti in analiza tipiziranja srednje-naponskih RMU z trdno izolacijo
4.1 Ključne prednosti:
(1) Uporablja visoko zmogljivo epoksidno smolo za zanesljivo izolacijo in nizko lokalno izpuščanje.
(2) Popolnoma izolirana in zaprta struktura brez izpostavljenih živih delov. Ne vpliva prašno ali onesnaženje. Primeren za različne okolja (visoke/nizke temperature, visoke nadmorske višine, eksplozivne/onesnažene območja). Eliminira probleme, kot so fluktuacije tlaka SF₆ pri delovanju na visokih temperaturah ali kapljanje ob ekstremno nizkih temperaturah. Ponuja posebne prednosti v območjih z visokim solnim mlakom ob obalah.
(3) Brez SF₆ in nevaren plinov - ekološki izdelek. Čeztečna konstrukcija eliminira redno vzdrževanje. Povečana odpornost na eksplozije je primeren za nevarna območja. Popolnoma izolirana tri-fazna struktura preprečuje faza-faza napake, kar zagotavlja varnost in zanesljivost.
(4) Zasede le 30 % prostora, ki ga zasedajo RMU z zračno izolacijo - ultra-kompaktno rešitev.
4.2 Analiza tipiziranja
Na podlagi teh prednosti je bila izvedena celostna tipizacija, vključno z:
- Izolacijski testi (42kV/48kV vzdrževanje napona)
- Meritev lokalne izpuščaje (≤ 5pC)
- Testi visokih/nizkih temperatur (+80°C / -45°C)
- Test kondenzacije (razred II onesnaženja)
- Notranji ark test (0,5s)
Rezultati testov so potrdili, da izdelek v celoti izpolnjuje specifikacije, kar je potrdilo vse navedene prednosti.
Dodatni nacionalni standardni testi so bili izvedeni:
- Test povišanja temperature
- Meritev upornosti glavne krinke
- Testi vzdrževanja vrha in kratkoročnega vzdrževanja naznačenega napačnega toka
- Test kapaciteta nastanka kratkega napačnega toka
- Test kapaciteta prekinitve kratkega napačnega toka
- Test električne izdržljivosti
- Mehanski test
- Test zazemljenja (faza-faza)
- Test preklopa naznačenega dejanskega napačnega toka
- Test preklopa naznačenega kapacitivnega toka
Vsi rezultati so v skladu s nacionalnimi standardi.
5 Ključne točke gradnje
① Pri livanju betona najprej livi grede in stolpi, nato pa ploščice. Livite slojno v smeri cevnih cevljev (opomba: prevod je prilagojen za jasnejši tehnični pomen), razdelite beton na CBM samostojne formwork pred tem, da ga vibrirate navzdol. Postavite prvi sloj betona na pol visine formwork, simetrično vibrirate na obeh straneh. Uporabite vibratore ≤35mm premer (običajno 30mm) za enakomerno penetracijo in vibracijo. Izognite se vrtilcem, nedovoljno vibriranju ali stiku s formwork. Razmik ≤25cm, trajanje ≤3s na točko. Po potrditvi utrdenja ponovno vibrirate površinski sloj z vibracijo pred prvotnim stvarjenjem, nato pa ravnite in utrdite z leseno paleto.
② Vodi/električni cevi bi morale biti postavljene med rebri med CBM samostojnimi formwork enotami. Če gre skozi enoto, uporabite manjšo formwork velikost. Med nameščanjem formwork in livanjem betona zgradite delovne platforme. Postavite podpore za betonski pumpni cev na teh platformah. Osebje ne sme hoditi neposredno na formwork, materiali pa ne smejo biti skladiščeni neposredno na njem.
6 Inženirske zmogljivosti CBM samostojnih formwork
① Povečana svobodna višina
V primerjavi z običajnimi sistemom grede-ploščice sta dva projekta z iskrepanimi ploščicami zmanjšala strukturno debelino na podlagi posameznih nadstropij za 30-50cm, kar je povečalo svobodno višino. CBM samostojni formwork je idealen za velike razponi, težke obremenitve industrijskih/javnih struktur. Zagotavlja enakomerno razporeditev sil in omogoča fleksibilno postavljanje delilnih sten.
② Zmanjšani stroški
Sistem CBM iskrepanih ploščic vključuje ortogonalno "I"-obliko mreže in skrite gosto razporejene rebre, ki omogočajo uravnoteženo prenos sil. Na podlagi dveh projektov je zmanjšal armiranje za 27%, prostornino betona za 29% in površino formwork za 46% v primerjavi z običajnimi RC okvirnimi strukturami. Skupni gradbeni stroški so se zmanjšali za 26,3%.
③ Poenostavljena gradnja
CBM formwork ponuja visoko trdnost, lahkost, odpornost na udare in integrirane podporni okvirje za lažjo namestitveno. Z skritimi grebmi ostane dno ploščice raven, kar poenostavlja formwork/shoring operacije.
④ Manjša teža, optimizirane zmogljivosti
CBM iskrepane ploščice zmanjšajo strukturno lastno težo za 27,6% glede na račune, optimizirajo pa tudi dizajn greb, ploščic, stolpov in temeljev.
7 Razprava o problemih gradnje CBM formwork
① Zagotavljanje utrdenja betona spodnjega flanga je izziv. Teka iz CBM iskrepanih ploščic je težko odpraviti.
V nasprotju z običajnimi ploščicami, kjer je beton postavljen neposredno na eno površino, CBM ploščice imajo zgornji in spodnji flang. Za dosego utrdenja v spodnjem flangu je potrebno skrbno vibrirati z majhnimi vibratori in zunanji vibratori. Po tem so livljeni skriti greb in zgornja ploščica, kar zahteva veliko skrbi in posvečeno QC nadzor.
Frekvenca razpadlin v CBM ploščicah je primerljiva ali malenkostno nižja od običajnih ploščic. Vendar so v baznih strehah in strehah obeh projektov nastale teče. Določitev vzroka je težka - možni viri vključujejo razpadline v zgornjem flangu, pretok vode skozi sosednje formwork ali cevi v rebrih. Za popravilo vsake teče je potrebno 5-8-krat več naporu/stroškov kot za običajne ploščice.
② Stroški gradnje in razširilne trake zahtevajo podrobno oblikovanje
Lokacije strukturnih razširilnih povezav so običajno določene z določili. Vendar dvoflangasta narava CBM ploščic zapletajo livanje, če povezava sega formwork enoto: zagotavljanje povezanosti med novim/starem betonom v spodnjem flangu in omejevanje gruta je težko. Na mestu bi morali lokacije povezav prilagoditi glede na postavitev formwork, da bi povezave padle med rebri formwork enot. Morda bo potrebno prilagoditi velikost sosednjih enot.
Ker CBM ploščice običajno pokrivajo velike površine, običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno običajno......
