Srednje-naponska tehnologija čvrsto izolovanih kolničnih jedinica i ispitivanje

1 Uvod​
Zajedničke metode izolacije za 10kV srednjepresne koloturne postrojave (RMU) uključuju plinsku izolaciju tečne izolacije i zračnu izolaciju.
• Plinska izolacija obično koristi SF₆ kao sredstvo za izolaciju. Međutim, jedan molekul SF₆ ima efekat staklenog stropa 25.000 puta veći od molekula CO₂, a SF₆ ostaje u atmosferi 3.400 godina, što predstavlja značajan ekološki rizik. Srednjepresne RMU su široko raspoređene, što čini oporavak SF₆ teškim i skupim ako se odgovorno obradi.
• Zračna izolacija zahteva veće razmakne izolacije, što sprečava značajno smanjenje dimenzija aparature.

Sa brzim razvojem gradske mreže za distribuciju struje, primene kao što su visoki zgrade i železnički prevoz zahtevaju poboljšane performanse RMU - potrebne su manje površine, visoka bezbednost/pouzdanost, minimalna održavanja i ekološka prihvatljivost. Srednjepresne solidne izolovane RMU predstavljaju rastuću tendenciju.

10kV solidne izolovane RMU koriste tehnologiju solidne izolacije umesto SF₆ gasa. Njihov volumen je samo 30% od komparabilne zračno izolovane opreme, pružajući pouzdaniju izolacionu performansu i konzistentno priznanje stručnjaka i korisnika.

​2 Materijali i dizajn za izolaciju​
Analiza troškova pokazuje da struktura izolacije čini preko 40% ukupne cene solidnih izolovanih RMU. Odabir odgovarajućih materijala za izolaciju, projektovanje racionalnih struktura izolacije i određivanje odgovarajućih metoda izolacije su ključni za vrednost RMU.

Od svoje prvobitne sinteze 1930. godine, epoksidna smola je neprekidno unapređena dodacima. Poznata je po svojoj visoko dielektričkoj čvrstoći, visokoj mehaničkoj čvrstoći, niskom volumenskom skupljanju tokom polimerizacije i lakoći obrade. Stoga je koristimo kao primarni materijal za izolaciju srednjepresnih RMU, poboljšan dodacima tvrdilaca, čvršćiva, plastifikatora, ispuna i pigmenta kako bi formirali visokoperformantnu epoksidnu smolu. Unapređenja u otpornosti na toplinu, termičkom ekspanziji i provodnosti toplote pružaju otpornost na vatru i izvrsne izolacione osobine pod dugotrajnim radnim napona i kratkotrajnim prenapona.

Konvencionalne strukture izolacije RMU stvaraju neuniformna električna polja. Samo povećanje razmaka nije dovoljno da se jača izolacijska čvrstoća u takvim poljima. Mi optimizujemo strukturu polja kako bismo poboljšali uniformnost. Električna čvrstoća epoksidne smole varira od 22-28 kV/mm, što znači da su potrebni samo nekoliko milimetara razmaka između faza u optimizovanim strukturama, drastično smanjujući veličinu proizvoda.

​3 Strukturno projektovanje srednjepresnih solidnih izolovanih RMU​
Prekidnici vakuumskog prekida, disjunktorski kontakti, zemljišni prekidnici i svi vodljivi elementi su postavljeni u forme. Visokoperformantna epoksidna smola se zatim integralno lituje automatskom tehnologijom gelacije pod pritiskom. Sredstvo za ugasevanje lukova je vakuum, dok izolaciju pruža epoksidna smola.

Struktura kabine usvaja modularni dizajn za lakše standardizovano masovno proizvodnju. Svaki modul RMU je odvojen metalnim particijama kako bi se ograničili grešci lukova na pojedinačne module. Koriste se integrisani spojnici za glavnu busbaru i integrisani kontakti. Glavna busbaru se sastoji od segmentiranih, zatvorenih izolovanih busbaru spojenih teleskopskim integrisanim spojnicama za lakšu montažu i komisionisanje na mestu. Vrata kabine imaju interni dizajn protiv lukova i omogućavaju zatvaranje, otvaranje i zemljište (tristrana operacija) sa zatvorenim vraticima. Status prekidnika je vidljiv kroz prozore za promatranje, obezbeđujući siguran i pouzdan rad.

​4 Prednosti i analiza tip testiranja srednjepresnih solidnih izolovanih RMU​
​4.1 Ključne prednosti:​​
(1) Koristi visokoperformantnu epoksidnu smolu za pouzdanu izolaciju i niske parcijalne ispitivanje.
(2) Potpuno izolovana i zatvorena struktura bez izloženih živih delova. Ne utiče na prašinu ili kontaminate. Prilagođeno različitim okruženjima (visoke/niske temperature, visoke nadmorske visine, eksplozivne/kontaminirane zone). Eliminiše probleme kao što su fluktuacije pritiska SF₆ gasa tokom rada na visokoj temperaturi ili likvefikacija u ekstremno hladnom stanju. Nudi posebne prednosti u oblastima obala sa visokim stepenom solanog magle.
(3) Bez SF₆ i bez opasnih gasova - ekološki prihvatljiv proizvod. Dizajn bez propusnosti eliminira redovno održavanje. Poboljšana otpornost na eksploziju odgovara opasnim lokacijama. Potpuno izolovana tri-fazna struktura sprečava greške između faza, osiguravajući bezbednost i pouzdanost.
(4) Zauzima samo 30% prostora potrebnog za zračno izolovane RMU - ultra-kompaktno rešenje.

​4.2 Analiza tip testiranja​
Na osnovu ovih prednosti, provedena je kompleksna tip testiranja, uključujući:

• Izolaciona testiranja (42kV/48kV izdržljivost napona)
• Merenje parcijalne ispitivanje (≤ 5pC)
• Testovi na visoku/nisku temperaturu (+80°C / -45°C)
• Test kondenzacije (Klasa II zagađenja)
• Interno test lukova (0.5s)
  Rezultati testova su potvrdili da proizvod potpuno ispunjava specifikacije, validirajući sve navedene prednosti.

Dodatno su izvršeni nacionalni standardni testovi:

• Test porasta temperature
• Merenje otpora glavnog kruga
• Testovi izdržljivosti maksimalnog vrhunskog struja i kratkotrajne izdržljivosti struja
• Test kapaciteta krca na kratkom struju
• Test kapaciteta prekida na kratkom struju
• Test električne izdržljivosti
• Mechanički test
• Test zemljišta (između faza)
• Test prebacivanja aktivne radne struje
• Test prebacivanja kapacitivne struje
  Svi rezultati su u skladu sa nacionalnim standardima.

​5 Ključni konstruktivni aspekti​
① Kada se leje beton, najpre se leje grede i stubi, zatim ploče. Leje se slojevito duž smera cevova za formu (napomena: prevod prilagođen za jasniji tehnički značaj), raspodeljujući beton na CBM samostabilnu formu pre nego što se vibrira prema dole. Postavi prvi sloj betona do polovine visine forme, vibriraj simetrično sa obe strane. Koristi vibratore ≤35mm prečnika (obično 30mm) za ravnomeran prodor i vibraciju. Izbegavaj praznine, nedovibraciju ili kontakt sa formom. Razmak ≤25cm, trajanje ≤3s po tački. Nakon potvrde utapanja, ponovo vibriraj površinski sloj sa vibracijom površine pre inicijalnog čvršćenja, zatim uradi ravnanje i utapanje drvenim ravnom.
② Cevi za vodu/struju treba da prolaze unutar riba između CBM samostabilnih formi. Ako prolaze kroz jedinicu, koristi manju formu. Tijekom instalacije forme i lejanja betona, konstruiši radne platforme. Pozicioniraj podrške za pumpu betona na tim platformama. Osoblje ne sme hodati direktno na formu, a materijal ne sme biti skladišten direktno na nju.

​6 Inženjerske performanse CBM samostabilne forme​
① Povećana visina
U poređenju sa konvencionalnim sistemima grede-ploča, dva projekta koristeći ploče s prazninama smanjile su debljinu strukture po spratu za 30-50cm, povećavajući visinu. CBM samostabilna forma je idealna za veliki raspon, teške opterećenje industrijskih/javnih struktura. Obezbeđuje ravnomernu distribuciju sile i omogućava fleksibilno postavljanje particija.
② Smanjeni troškovi
CBM sistema s prazninama karakteriše mrežni ortogonalni "I" oblik i sakrivene gusto raspoređene ribe, omogućavajući ravnomernu transfer sila. Na osnovu dva projekta, smanjio je armiranje za 27%, zapreminu betona za 29% i površinu forme za 46% u poređenju sa konvencionalnim RC ramnim strukturama. Ukupni građevinski troškovi su smanjeni za 26.3%.
③ Pojednostavljen gradnja
CBM forma nudi visoku čvrstoću, lagani težinu, otpornost na udar i integrirane okvirne podrške za lakšu instalaciju. Sa sakrivenim gređama, donja strana ploče ostaje ravna, pojednostavljajući rad sa formom i podupiranjem.
④ Lagana težina, optimizovane performanse
CBM ploče s prazninama smanjile su samu težinu strukture za 27.6% na osnovu izračunavanja, optimizirajući dizajn grede, ploče, stuba i temelja.

​7 Rasprava o problemima konstrukcije CBM forme​
① Obezbeđivanje utapanja betona donje flange je izazov. Propusnost CBM ploča s prazninama je teško popraviti.
U suprotnosti sa konvencionalnim pločama gde se beton postavlja direktno na jednu površinu, CBM ploče imaju gornju i donju flangu. Postizanje utapanja u donjoj flangi zahteva pažljivu vibraciju koristeći male prečnika vibratore i spoljne vibratore. Nakon toga, sakrivene grede i gornja ploča se leju, zahtevajući veliku pažnju i posvećeno nadzor kvaliteta.
Frekvencija pukotina u CBM plocama je slična ili malo niža od konvencionalnih ploča. Međutim, propusnost se dogodila na podrumskim krovovima i krovima oba projekta. Identifikacija uzroka je teška - potencijalne izvore uključuju pukotine u gornjoj flangi, propusnost kroz susedne forme ili cevi unutar riba. Za svaku propusnost, napor/cena popravke je 5-8 puta veći od konvencionalnih ploča.
② Konstrukcioni spojevi i proširenja zahtevaju detaljno projektovanje
Lokacije strukturnih proširennih spojeva obično su određene normama. Međutim, dvoflanka priroda CBM ploča komplicira lejanje ako spoj dotiče jedinicu forme: osiguranje vezanja između novog/starih betona u donjoj flangi i sadržavanje gruta je teško. Na mestu, lokacije spojeva treba prilagoditi na osnovu rasporeda forme kako bi spojevi pali unutar riba između jedinica forme. Može biti potrebno prilagoditi susedne jedinice.
Sa CBM pločama koje obično pokrivaju velike površine, dizajneri često zanemaruju lokaciju konstrukcionih spojeva. Da bi se osiguralo pravilno vezanje unutar inicijalnog vremena čvršćenja, terenski tim mora odrediti lokacije spojeva uzimajući u obzir ograničenja širine lejanja i resurse. Spojevi moraju ispunjavati zahteve normi i biti postavljeni unutar riba.
③ Teško ublažavanje flotiranja forme
Ako se flotiranje forme desi tijekom lejanja, postojeće kontra mere (uklanjanje gornjeg armiranja, čišćenje betona, ponovno fiksiranje forme) su nemoguće i često neučinkovite. Trenutno, jedino rešenje je rušenje/uklanjanje flotirane jedinice, postavljanje dodatnog armiranja i lejanje čvrstog betona tamo. Rigurozni nadzor na mestu za fiksiranje forme i mere protiv flotiranja su esencijalni tijekom gradnje.