میڈیم-ولٹیج سلیڈ انسلیٹڈ رنگ مین یونٹ ٹیکنالوجی اور ٹیسٹنگ

1 تعارف​
طرائق العزل الشائعة لوحدات الحلقات الرئيسية ذات الجهد المتوسط 10kV تتضمن العزل بالغاز، العزل الصلب والعزل بالهواء.
• يستخدم العزل بالغاز عادة SF₆ كوسط عازل. ومع ذلك، فإن جزيء واحد من SF₆ له تأثير دفيئة يبلغ 25,000 مرة أكثر من جزيء CO₂، ويستمر SF₆ في الغلاف الجوي لمدة 3,400 سنة، مما يشكل مخاطر بيئية كبيرة. وحدات الحلقات الرئيسية ذات الجهد المتوسط منتشرة على نطاق واسع، مما يجعل استعادة SF₆ صعبة ومرتفعة التكلفة إذا تم التعامل معها بشكل مسؤول.
• يتطلب العزل بالهواء مسافات عازلة أكبر، مما يمنع تقليل حجم المعدات الكهربائية بشكل كبير.

مع التطور السريع للشبكات التوزيعية الحضرية، تتطلب التطبيقات مثل المباني الشاهقة والنقل بالسكك الحديدية تحسين أداء وحدات الحلقات الرئيسية - مما يتطلب مساحات أصغر، وأمان / موثوقية عالية، وصيانة أقل، ومناسبة بيئية. وحدات الحلقات الرئيسية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط تمثل اتجاهاً متزايداً.

تستخدم وحدات الحلقات الرئيسية ذات العزل الصلب 10kV تقنية العزل الصلب بدلاً من غاز SF₆. حجمها لا يتجاوز 30٪ من المعدات المعزولة بالهواء المماثلة، مما يوفر أداء عزل أكثر موثوقية وتلقى اعترافاً ثابتاً من الخبراء والمستخدمين.

​2 مواد العزل والتصميم​
يظهر التحليل التكاليف أن بنية العزل تمثل أكثر من 40٪ من السعر الإجمالي لوحدات الحلقات الرئيسية المعزولة بمواد صلبة. اختيار مواد العزل المناسبة، تصميم هياكل العزل المنطقية، وتحديد طرق العزل المناسبة أمر ضروري لقيمة وحدات الحلقات الرئيسية.

منذ أول عملية تركيب لها في عام 1930، تم تحسين راتنج الإبوكسي باستمرار بإضافة المواد المضافة. وهو معروف بقوته العازلة العالية، وقوته الميكانيكية العالية، والتقلص الحجمي المنخفض أثناء التصلب، وسهولة التشكيل. لذلك، نستخدمه كمادة عزل رئيسية لوحدات الحلقات الرئيسية ذات الجهد المتوسط، مع تعزيزه بمثبتات، ومادة تقوية، ومادة بلاستيكية، ومليئ، وأصباغ لتشكيل راتنج إبوكسي عالي الأداء. التحسينات في مقاومة الحرارة، والتوسع الحراري، وموصلية الحرارة توفر مقاومة للحريق وخواص عزل ممتازة تحت الجهد التشغيلي الطويل الأمد والجهد الزائد القصير الأمد.

تعمل هياكل العزل التقليدية لوحدات الحلقات الرئيسية على خلق مجالات كهربائية غير موحدة. زيادة المسافات الفاصلة ليست كافية لتعزيز قوة العزل في هذه المجالات. نحن نحسن بنية المجال لتحسين الوحدة. قوة الراتنج الإبوكسي الكهربائية تتراوح بين 22-28 kV/mm، مما يعني أن فقط بضع مليمترات من المسافة الفاصلة تكون مطلوبة بين المراحل في الهياكل المحسنة، مما يقلل بشكل كبير من حجم المنتج.

​3 تصميم الهيكل لوحدات الحلقات الرئيسية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط​
يتم وضع المقاطع الكهربائية، والمفاتيح المنفصلة، والمفاتيح الأرضية، وكافة المكونات الموصلة في القوالب. ثم يتم صب راتنج الإبوكسي عالي الأداء بشكل متكامل باستخدام تقنية الجيل الضغط الآلي. وسيكون الوسط المطفئ هو الفراغ، مع توفير العزل بواسطة الراتنج الإبوكسي.

تستخدم بنية الخزان تصميماً مودولياً لتسهيل الإنتاج الضخم القياسي. يتم فصل كل خانة من وحدات الحلقات الرئيسية بواسطة أقسام معدنية لتقييد أقواس العطل داخل الوحدات الفردية. يتم استخدام متصالات الحافلة المتكاملة ومتصالات اللمس المتكاملة. تتكون الحافلة الرئيسية من أجزاء مقطعة، والحافلات المعزولة المغلقة المتصلة بواسطة متصالات متكاملة قابلة للانزلاق لتسهيل التركيب والتشغيل في الموقع. يتميز باب الخزان بتصميم مضاد للقوس الداخلي ويسمح بفتح وإغلاق المفتاح والأرض (عملية ثلاثية) مع بقاء الباب مغلقاً. يمكن رؤية حالة المفتاح من خلال النوافذ المرئية، مما يضمن التشغيل الآمن والموثوق به.

​4 مزايا وتحليل الاختبار النوعي لوحدات الحلقات الرئيسية ذات العزل الصلب ذات الجهد المتوسط​
​4.1 المزايا الرئيسية:​​
(1) يستخدم راتنج الإبوكسي عالي الأداء للعزل الموثوق به والإفراج الجزئي المنخفض.
(2) بنية مغلقة ومعزولة تماماً بدون أجزاء حية مكشوفة. غير متأثر بالغبار أو الملوثات. مناسب لمجموعة متنوعة من البيئات (درجات حرارة عالية / منخفضة، ارتفاعات عالية، المناطق المعرضة للانفجار / التلوث). يزيل مشاكل مثل تقلبات ضغط غاز SF₆ أثناء التشغيل في درجات الحرارة العالية أو التجمد في البرد الشديد. يقدم مزايا واضحة في المناطق الساحلية ذات الضباب المالح العالي.
(3) خالٍ من SF₆ ولا يحتوي على غازات خطيرة - منتج صديق للبيئة. تصميم مقاوم للتسرب يلغي الحاجة للصيانة الروتينية. مقاومة الانفجار المحسنة تناسب المواقع الخطرة. البنية الثلاثية المعزولة تماماً تمنع الأخطاء بين الأطوار، مما يضمن الأمان والموثوقية.
(4) يشغل فقط 30٪ من المساحة المطلوبة لوحدات الحلقات الرئيسية المعزولة بالهواء - حل فائق الصغر.

​4.2 تحليل الاختبار النوعي​
بناءً على هذه المزايا، تم إجراء اختبارات نوعية شاملة، بما في ذلك:

• اختبارات العزل (42kV/48kV تحمل الجهد)
• قياس الإفراج الجزئي (≤ 5pC)
• اختبارات درجات الحرارة العالية / المنخفضة (+80°C / -45°C)
• اختبار التكاثف (درجة تلوث II)
• اختبار القوس الداخلي (0.5s)
  أكدت نتائج الاختبار أن المنتج يتوافق تمامًا مع المواصفات، مما يؤكد جميع المزايا المعلنة.

تم إجراء اختبارات أخرى وفقًا للمعايير الوطنية:

• اختبار الارتفاع الحراري
• قياس مقاومة الدائرة الرئيسية
• اختبارات تحمل التيار الذروة المحدد والقدرة على تحمل التيار القصير
• اختبار القدرة على فتح الدائرة القصيرة المحددة
• اختبار القدرة على قطع الدائرة القصيرة المحددة
• اختبار الصمود الكهربائي
• اختبار الميكانيكي
• اختبار الخطأ الأرضي (بين الأطوار)
• اختبار التحويل الحالي النشط المحدد
• اختبار التحويل الحالي السعوي المحدد
  جميع النتائج تتوافق مع المعايير الوطنية.

​5 نقاط البناء الرئيسية​
① عند صب الخرسانة، صب الأعمدة والعتبات أولاً، ثم الألواح. صب الطبقة بطبقة على امتداد اتجاه أنابيب القوالب (ملاحظة: تم تعديل الترجمة لتحقيق معنى تقني أوضح)، توزيع الخرسانة على قالب CBM الذاتي الاستقرار قبل الاهتزاز للأسفل. ضع الطبقة الأولى من الخرسانة إلى نصف ارتفاع القالب، اهتزاز متناظر على الجانبين. استخدم مهتزات ≤35mm قطر (عادة 30mm) للتغلغل والاهتزاز المنتظم. تجنب الثغرات، الاهتزاز غير الكافي، أو الاتصال بالقالب. المسافة ≤25cm، المدة ≤3s لكل نقطة. بعد التأكيد على التكتل، اهتزاز الطبقة السطحية مرة أخرى بمصمت سطحي قبل التصلب الأولي، ثم التسوية والتكتل بملمع خشبي.
② يجب أن تمر الأنابيب المائية / الكهربائية داخل الأضلاع بين وحدات قالب CBM الذاتي الاستقرار. إذا كانت تمر خلال وحدة، استخدم حجم قالب أصغر. أثناء تركيب القوالب وصب الخرسانة، قم ببناء منصات العمل. ضع دعامات أنابيب مضخة الخرسانة على هذه المنصات. لا يجوز للموظفين المشي مباشرة على القوالب، ولا تخزن المواد مباشرة عليها.

​6 الأداء الهندسي لقالب CBM الذاتي الاستقرار​
① زيادة الارتفاع الصافي
مقارنة بأنظمة العتبات التقليدية، قللت المشاريع التي استخدمت ألواح فارغة سمك الهيكل لكل طابق بنسبة 30-50 سم، مما زاد الارتفاع الصافي. قالب CBM الذاتي الاستقرار مثالي للهياكل الصناعية / العامة ذات الأبعاد الكبيرة والأحمال الثقيلة. يضمن توزيع القوى بشكل متساوٍ ويجعل وضع الجدران القابلة للإزالة مرناً.
② تقليل التكاليف
يتضمن نظام الألواح الفارغة CBM شبكة متعامدة "I" الشكل ذات الأضلاع المخفية المقربة، مما يتيح نقل القوى بشكل متوازن. بناءً على المشاريع الثلاثة، قلل من كمية حديد التسليح بنسبة 27٪، وحجم الخرسانة بنسبة 29٪، ومساحة القوالب بنسبة 46٪ مقارنة بالهياكل التقليدية. انخفضت التكاليف الإجمالية للبناء بنسبة 26.3٪.
③ تبسيط البناء
يوفر قالب CBM قوة عالية وزناً خفيفاً ومقاومة للصدمات وأطر دعم متكاملة لسهولة التركيب. مع الأعمدة المخفية، يظل قاع اللوحة مستوياً، مما يسهل عمليات القوالب والدعائم.
④ وزن أخف، أداء محسن
تخفض الألواح الفارغة CBM وزن الهيكل الذاتي بنسبة 27.6٪ بناءً على الحسابات، مما يحسن تصميم الأعمدة والألواح والأعمدة والأساسات.

​7 مناقشة حول قضايا البناء لقالب CBM​
① يصعب ضمان تكتل الخرسانة في الفلين السفلي. تسرب الألواح الفارغة CBM صعب الإصلاح.
على عكس الألواح التقليدية حيث يتم وضع الخرسانة مباشرة على سطح واحد، تحتوي الألواح CBM على فلينين علوي وسفلي. تحقيق التكتل في الفلين السفلي يتطلب اهتزازًا دقيقًا باستخدام مهتزات صغيرة القطر والمهتزات الخارجية. بعد ذلك، يتم صب الأعمدة المخفية واللوح العلوي، مما يتطلب رعاية كبيرة وإشراف جودة مخصص.
تردد الشروخ في الألواح CBM مماثل أو أقل قليلاً من الألواح التقليدية. ومع ذلك، حدث تسريب في سقف القبو وأسطح الألواح في المشروعين. تحديد السبب صعب - المصادر المحتملة تشمل شروخ في الفلين العلوي، تسرب الماء عبر القوالب المجاورة، أو الأنابيب داخل الأضلاع. لكل تسريب، يكون الجهد / التكلفة لإصلاحه 5-8 مرات أعلى من الألواح التقليدية.
② يحتاج مفاصل البناء والشرائح التوسعية إلى تصميم مفصل
يتم تحديد مواقع مفاصل التوسع الهيكلية عادةً بموجب معايير التصميم. ومع ذلك، فإن طبيعة الفلينين المزدوج للألواح CBM تجعل الصب صعبًا إذا كان المفصل يقع بجانب وحدة قالب: ضمان الترابط بين الخرسانة الجديدة / القديمة في الفلين السفلي واحتواء الركام صعب. على الموقع، يجب تعديل مواقع المفاصل بناءً على تخطيط القوالب لضمان أن المفاصل تقع داخل الأضلاع بين وحدات القوالب. قد يكون من الضروري إعادة تحجيم الوحدات المجاورة.
نظرًا لأن الألواح CBM عادة ما تغطي مساحات كبيرة، غالبًا ما يغفل المصممون عن وضع مفاصل البناء. لضمان الترابط المناسب ضمن وقت التصلب الأولي، يجب على فريق الموقع تحديد مواقع المفاصل بالنظر إلى حدود عرض الصب وقدرات الموارد. يجب أن تفي المفاصل بمتطلبات المعايير وتوضع داخل الأضلاع.
③ صعوبة التخفيف من طفو القوالب
إذا حدث طفو القوالب أثناء الصب، فإن الإجراءات المضادة الحالية (إزالة التسليح العلوي، إزالة الخرسانة، إعادة تثبيت القوالب) غير عملية وغير فعالة غالباً. حالياً، الحل الوحيد هو كسر / إزالة الوحدة الطافية، وضع تسليح إضافي، وصب خرسانة صلبة هناك. الرصد الدقيق للموقع لأمان القوالب وإجراءات مكافحة الطفو ضروري أثناء البناء.