Gasisolierter Schaltanlagen Ultra-Tiefkühl-Selbstheizungs-Stromwandlerlösung

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​Betreff: Ultra-Tiefkühl-Selbstheizungs-Lösung für Stromtransformatoren​

In extrem kalten Umgebungen (z.B. sibirische Öl- und Gasfelder, antarktische Forschungsstationen) treten bei herkömmlichen GIS-Stromtransformatoren (CTs) kritische Ausfälle auf, wie Materialversprödung, drastischer Genauigkeitsverlust und Abdichtungsfehler. Diese Lösung ist speziell für den Betrieb unter -60°C entwickelt und integriert fortgeschrittene Materialwissenschaften, präzise Temperatursteuerungstechnologien und luft- und Raumfahrttaugliche Abdichtungsprozesse, um die langfristige Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit von GIS-Systemen bei extrem tiefen Temperaturen zu gewährleisten.

​Kernherausforderungen & technologische Durchbrüche​

1. ​Innovative kryogenbeständige Materialien​
   Spulenrahmen:​​ Epoxyharz (anfällig für Risse bei tiefen Temperaturen) wurde durch Polyimid (PI) als Kernrahmenmaterial ersetzt. Seine außergewöhnliche Temperaturbeständigkeit (-269°C bis 260°C) bietet eine überlegene mechanische Stärke und formstabile Eigenschaften bei extremer Kälte, was eine feste Spulenstütze zur Vermeidung von Verformungen ermöglicht.
   ​Isoliermedium:​​ SF₆-Gas in GIS bleibt auch bei ultratiefen Temperaturen physikalisch stabil. Dieses CT-Design garantiert volle Kompatibilität mit SF₆.
2. ​Aktives Präzisions-Selbstheizungstemperaturregulierungssystem​
   ​Integrierter Heizelement:​​ Nanokohlenstoff-Heizfilme sind präzise zwischen den Spulenwicklungen eingebettet. Dieses Material weist einen exzellenten Widerstands-Temperaturkoeffizienten (0,0035/°C) auf, was selbstregulierende Heizeigenschaften (PTC-Effekt) ermöglicht.
   ​Intelligente Temperatursteuerung:​​ Das System aktiviert automatisch die Heizung, wenn die Umgebungstemperatur auf -50°C sinkt. Die Nanokohlenstoff-Filme heizen die internen Komponenten des CTs (Wicklungen und Kern) effizient und gleichmäßig, wodurch sie im optimalen Betriebsbereich von -20°C bis 0°C gehalten werden. Diese Temperatur liegt erheblich über dem Materialversprödungsschwellenwert und gewährleistet eine stabile elektromagnetische Leistung.
3. ​Luft- und Raumfahrttaugliche Abdichtung und Schutz​
   Doppelte dynamische Dichtungen:​​ Nitrilkautschuk (NBR)-O-Ringe bieten elastische Vorspannkraft. Die Nutmaße sind präzise berechnet, um effektive Abdichtung bei -60°C zu garantieren. Kernkammern verwenden Voll-Laser-Schweißungen für gasdichte Abdichtung, was das Leckrisiko traditioneller Dichtschnittstellen beseitigt.
   Ultra-hohe Leckagedetektion:​​ Helium-Massenspektrometrie-Lecktests stellen sicher, dass die Gesamtausrüstungsleckraten unter 1×10⁻⁷ Pa·m³/s liegen (entspricht molekularer Abdichtung), was die effektive Blockierung externer Feuchtigkeit und Verunreinigungen und die Reinheit der GIS-Kammern für den langfristigen Betrieb gewährleistet.