Công nghệ và kiểm tra thiết bị phân phối trung thế cách điện rắn
1 Giới thiệu
Các phương pháp cách điện phổ biến cho tủ phân phối trung thế 10kV (RMUs) bao gồm cách điện bằng khí, cách điện rắn và cách điện bằng không khí.
• Cách điện bằng khí thường sử dụng SF₆ làm chất cách điện. Tuy nhiên, một phân tử SF₆ có hiệu ứng nhà kính lớn hơn 25.000 lần so với một phân tử CO₂, và SF₆ tồn tại trong khí quyển trong 3.400 năm, gây ra rủi ro môi trường đáng kể. RMUs trung thế được phân bố rộng rãi, khiến việc thu hồi SF₆ trở nên khó khăn và tốn kém nếu xử lý có trách nhiệm.
• Cách điện bằng không khí yêu cầu khoảng cách cách điện lớn hơn, ngăn cản việc giảm kích thước đáng kể của thiết bị đóng cắt.
Với sự phát triển nhanh chóng của mạng lưới phân phối điện đô thị, các ứng dụng như tòa nhà cao tầng và giao thông đường sắt đòi hỏi hiệu suất RMU được cải thiện - yêu cầu diện tích nhỏ gọn, an toàn/tính tin cậy cao, bảo trì tối thiểu và phù hợp với môi trường. RMUs trung thế cách điện rắn đại diện cho xu hướng đang phát triển.
RMUs cách điện rắn 10kV sử dụng công nghệ cách điện rắn thay vì khí SF₆. Thể tích của chúng chỉ bằng 30% so với thiết bị cách điện bằng không khí tương đương, mang lại hiệu suất cách điện đáng tin cậy hơn và nhận được sự công nhận nhất quán từ các chuyên gia và người dùng.
2 Chất liệu và thiết kế cách điện
Phân tích chi phí cho thấy cấu trúc cách điện chiếm hơn 40% tổng giá trị của RMUs cách điện rắn. Việc chọn chất liệu cách điện phù hợp, thiết kế cấu trúc cách điện hợp lý và xác định phương pháp cách điện thích hợp là quan trọng đối với giá trị của RMU.
Kể từ khi được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1930, nhựa epoxy đã được liên tục cải tiến với các phụ gia. Nó nổi tiếng với cường độ điện介质绝缘强度高、机械强度高、固化时体积收缩率低且易于加工。因此，我们将其作为中压环网柜的主要绝缘材料，并通过添加硬化剂、增韧剂、增塑剂、填料和颜料来形成高性能环氧树脂。通过提高耐热性、热膨胀性和导热性，使其在长期工作电压和短期过电压下具有阻燃性和优异的绝缘性能。
根据您的要求，以下是翻译结果：
Kể từ khi được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1930, nhựa epoxy đã được liên tục cải tiến với các phụ gia. Nó nổi tiếng với cường độ điện cao, cường độ cơ học cao, tỷ lệ co ngót thể tích thấp khi đông kết và dễ gia công. Do đó, chúng tôi sử dụng nó làm vật liệu cách điện chính cho RMUs trung thế, được tăng cường bằng các chất làm cứng, chất làm dẻo, chất làm mềm, chất độn và màu sắc để tạo thành nhựa epoxy hiệu suất cao. Cải tiến về khả năng chịu nhiệt, giãn nở nhiệt và dẫn nhiệt cung cấp khả năng chống cháy và tính cách điện xuất sắc dưới cả điện áp hoạt động dài hạn và quá điện áp ngắn hạn. Cấu trúc cách điện truyền thống của RMU tạo ra trường điện không đồng đều. Chỉ đơn giản tăng khoảng cách không đủ để nâng cao cường độ cách điện trong các trường này. Chúng tôi tối ưu hóa cấu trúc trường để cải thiện độ đồng đều. Cường độ điện của nhựa epoxy dao động từ 22-28 kV/mm, nghĩa là chỉ cần vài milimet khoảng cách giữa các pha trong các cấu trúc tối ưu, giúp giảm đáng kể kích thước sản phẩm. 3 Thiết kế cấu trúc của RMUs trung thế cách điện rắn Cấu trúc tủ áp dụng thiết kế mô-đun để dễ dàng sản xuất hàng loạt theo tiêu chuẩn. Mỗi ngăn RMU được phân cách bằng các vách kim loại để chứa hồ quang lỗi trong các mô-đun riêng lẻ. Các kết nối busbar tích hợp và các kết nối tiếp xúc tích hợp được sử dụng. Busbar chính bao gồm các busbar cách điện kín được chia thành nhiều đoạn và được kết nối bằng các kết nối tích hợp có thể thu vào, thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành tại hiện trường. Cửa tủ có thiết kế chống hồ quang nội bộ và cho phép đóng, mở và nối đất (thao tác ba vị trí) khi cửa đóng. Trạng thái công tắc có thể nhìn thấy qua các cửa sổ quan sát, đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy. 4 Ưu điểm và phân tích thử nghiệm loại của RMUs trung thế cách điện rắn 4.2 Phân tích thử nghiệm loại Các thử nghiệm theo tiêu chuẩn quốc gia bổ sung cũng đã được thực hiện: 5 Điểm xây dựng chính 6 Hiệu suất kỹ thuật của cốp pha tự ổn định CBM 7 Thảo luận về các vấn đề xây dựng cốp pha CBM
Các bộ phận ngắt mạch chân không, bộ ngắt, công tắc nối đất và tất cả các bộ phận dẫn điện được đặt vào khuôn. Sau đó, nhựa epoxy hiệu suất cao được đúc nguyên khối bằng công nghệ gel hóa áp lực tự động. Chất dập hồ quang là chân không, với cách điện được cung cấp bởi nhựa epoxy.
4.1 Ưu điểm chính:
(1) Sử dụng nhựa epoxy hiệu suất cao để cách điện đáng tin cậy và xả cục bộ thấp.
(2) Cấu trúc cách điện hoàn toàn và kín, không có bộ phận sống hở. Không bị ảnh hưởng bởi bụi hoặc chất ô nhiễm. Phù hợp với nhiều môi trường khác nhau (nhiệt độ cao/thấp, độ cao lớn, khu vực dễ cháy/nhiễm bẩn). Loại bỏ các vấn đề như biến động áp suất khí SF₆ trong quá trình vận hành ở nhiệt độ cao hoặc ngưng tụ ở nhiệt độ cực lạnh. Có lợi thế rõ rệt trong các khu vực ven biển có độ mặn cao.
(3) Không chứa SF₆ và không chứa khí độc hại - là sản phẩm thân thiện với môi trường. Thiết kế không rò rỉ loại bỏ nhu cầu bảo dưỡng định kỳ. Khả năng chống nổ được cải thiện phù hợp với các khu vực nguy hiểm. Cấu trúc ba pha cách điện hoàn toàn ngăn chặn lỗi giữa các pha, đảm bảo an toàn và đáng tin cậy.
(4) Chiếm chỉ 30% diện tích so với RMUs cách điện bằng không khí - giải pháp siêu nhỏ gọn.
Dựa trên những ưu điểm này, các thử nghiệm loại toàn diện đã được thực hiện, bao gồm:
Kết quả thử nghiệm xác nhận sản phẩm đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn, chứng minh tất cả các ưu điểm đã nêu.
Tất cả các kết quả tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia.
① Khi đổ bê tông, đổ dầm và cột trước, sau đó đổ sàn. Đổ từng lớp theo hướng của ống cốp pha (ghi chú: bản dịch được điều chỉnh để rõ ràng hơn về mặt kỹ thuật), phân phối bê tông lên cốp pha tự ổn định CBM trước khi rung xuống. Đổ lớp bê tông đầu tiên đến nửa chiều cao của cốp pha, rung đều hai bên. Sử dụng máy rung có đường kính ≤35mm (thông thường là 30mm) để xuyên thấu và rung đều. Tránh các khoảng trống, rung không đủ hoặc tiếp xúc với cốp pha. Khoảng cách ≤25cm, thời gian mỗi điểm ≤3s. Sau khi xác nhận đã nén chặt, rung lại bề mặt lớp trên trước khi bắt đầu đông kết, sau đó làm phẳng và nén chặt bằng cây phào gỗ.
② Đường ống nước/điện nên chạy trong các sườn giữa các đơn vị cốp pha tự ổn định CBM. Nếu đi qua một đơn vị, sử dụng kích thước cốp pha nhỏ hơn. Trong quá trình lắp đặt cốp pha và đổ bê tông, xây dựng các sàn làm việc. Đặt các giá đỡ ống bơm bê tông trên các sàn này. Nhân viên không được đi trực tiếp trên cốp pha, và vật liệu không được xếp trực tiếp lên cốp pha.
① Tăng chiều cao tĩnh không
So với hệ thống dầm-sàn thông thường, hai dự án sử dụng sàn rỗng đã giảm độ dày cấu trúc mỗi tầng từ 30-50cm, tăng chiều cao tĩnh không. Cốp pha tự ổn định CBM lý tưởng cho các cấu trúc công nghiệp/công cộng có khẩu độ lớn và tải nặng. Nó đảm bảo phân phối lực đồng đều và cho phép đặt tường ngăn linh hoạt.
② Giảm chi phí
Hệ thống sàn rỗng CBM có lưới hình chữ nhật "I" ẩn và các sườn gần nhau, cho phép chuyển lực cân bằng. Dựa trên hai dự án, nó đã giảm thép cốt 27%, thể tích bê tông 29% và diện tích cốp pha 46% so với cấu trúc khung bê tông cốt thép thông thường. Tổng chi phí xây dựng giảm 26,3%.
③ Giản hóa thi công
Cốp pha CBM có cường độ cao, trọng lượng nhẹ, chịu va đập và có khung đỡ tích hợp, dễ lắp đặt. Với dầm ẩn, đáy sàn vẫn phẳng, giản hóa công tác cốp pha và chống đỡ.
④ Trọng lượng nhẹ hơn, hiệu suất tối ưu
Sàn rỗng CBM giảm trọng lượng tự thân của cấu trúc 27,6% theo tính toán, tối ưu hóa thiết kế dầm, sàn, cột và móng.
① Đảm bảo nén chặt bê tông cánh dưới là thách thức. Rò rỉ trong sàn rỗng CBM khó khắc phục.
Không giống như sàn thông thường, bê tông được đặt trực tiếp trên một bề mặt, sàn CBM có cánh trên và cánh dưới. Để đạt được nén chặt ở cánh dưới, cần rung kỹ bằng máy rung đường kính nhỏ và máy rung ngoài. Sau đó, đổ dầm ẩn và tấm trên, đòi hỏi sự cẩn thận và giám sát chất lượng chuyên biệt.
Tần suất nứt của sàn CBM tương đương hoặc thấp hơn một chút so với sàn thông thường. Tuy nhiên, rò rỉ đã xảy ra ở mái hầm và mái nhà của cả hai dự án. Xác định nguyên nhân rất khó - có thể do nứt cánh trên, thấm nước qua cốp pha bên cạnh hoặc ống trong sườn. Mỗi rò rỉ, nỗ lực và chi phí sửa chữa cao 5-8 lần so với sàn thông thường.
② Các khớp xây dựng và thanh giãn cần thiết kế chi tiết
Vị trí khớp giãn thường được quy định bởi các tiêu chuẩn thiết kế. Tuy nhiên, đặc tính hai cánh của sàn CBM làm phức tạp việc đổ nếu khớp chạm vào một đơn vị cốp pha: đảm bảo kết dính giữa bê tông mới và cũ ở cánh dưới và chứa vữa là khó. Tại hiện trường, vị trí khớp nên được điều chỉnh dựa trên bố trí cốp pha để đảm bảo khớp nằm trong sườn giữa các đơn vị cốp pha. Có thể cần điều chỉnh kích thước các đơn vị bên cạnh.
Với sàn CBM thường phủ diện tích lớn, các nhà thiết kế thường bỏ qua vị trí khớp xây dựng. Để đảm bảo kết dính đúng trong thời gian đông kết ban đầu, đội ngũ hiện trường phải xác định vị trí khớp, xem xét giới hạn chiều rộng đổ và khả năng nguồn lực. Khớp phải đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn và nằm trong sườn.
③ Khó khắc phục sự nổi của cốp pha
Nếu cốp pha nổi trong quá trình đổ, các biện pháp đối phó hiện tại (loại bỏ thép cốt trên, dọn sạch bê tông, cố định lại cốp pha) không thực tế và thường không hiệu quả. Hiện tại, giải pháp duy nhất là phá hủy/loại bỏ đơn vị nổi, đặt thêm thép cốt và đổ bê tông đặc. Giám sát nghiêm ngặt việc cố định cốp pha và các biện pháp chống nổi tại hiện trường là cần thiết.
