Rockwill предоставляет комплексные электрические решения для умных сетей, городской инфраструктуры, интеграции возобновляемых источников энергии и промышленных применений. От автоматизации среднего напряжения до сетей зарядки электромобилей и сборных подстанций, наши системы обеспечивают стабильное, эффективное и готовое к будущему распределение электроэнергии. Индивидуальные. Подключенные. Надежные.

GIS Voltage Transformer Technology Optimization Solution: Технологическое инновационное решение для улучшения изоляционных характеристик и точности измерений

Rockwill 07/11/2025

Ⅰ. Анализ технических проблем

Традиционные ГИС (газоизолированные выключатели) напряжения сталкиваются с двумя ключевыми проблемами в сложных сетевых условиях:

Недостаточная надежность системы изоляции

Импуриты газа SF₆ (влага, продукты разложения) вызывают поверхностные разряды, что приводит к деградации изоляции.
Колебания температуры (-40°C до +80°C) вызывают изменения плотности газа, снижая напряжение начала частичного разряда (PDIV).

Ухудшение точности измерений

Дрейф магнитной проницаемости сердечника (типичный дрейф: 0,05%/K).
Колебания частоты системы (±2Гц) вызывают ошибки отношения и фазового угла, превышающие допустимые значения.

Полевые данные показывают: традиционные устройства могут демонстрировать погрешности измерений до класса 0,5 в экстремальных условиях, с годовой частотой отказов, превышающей 3%.

II. Основные технические оптимизационные решения

(1) Обновление нанокомпозитной системы изоляции

Технический модуль	Особенности реализации
Нанокомпозитный материал изоляции	Покрытие из нанокомпозита Al₂O₃-SiO₂ (размер частиц: 50-80 нм) используется для повышения устойчивости поверхности эпоксидной смолы к следам на ≥35%.
Оптимизация гибридного газа	Заполнение смесью SF₆/N₂ (80:20), снижающее температуру конденсации до -45°C и уменьшающее риск утечки на 40%.
Улучшенный дизайн герметизации	Двухсекционная конструкция металлической гофрированной оболочки + процесс лазерной сварки, скорость утечки ≤ 0,1%/год (стандарт IEC 62271-203).

Техническое подтверждение: Прошло испытание на электрическую прочность при частоте 150 кВ и 1000 термических циклов; уровень частичного разряда ≤3 пК.

(2) Система цифровой компенсации для всех условий

A[Датчик температуры] --> B(Процессор компенсации МКУ)

C[Модуль мониторинга частоты] --> B(Процессор компенсации МКУ)

D[ЦАП] --> E(Алгоритм компенсации ошибок)

B(Процессор компенсации МКУ) --> E(Алгоритм компенсации ошибок)

E(Алгоритм компенсации ошибок) --> F[Стандартный выход класса 0,2]

Реализация основного алгоритма:
\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}
Где:

k_1 = 0,0035/°C (коэффициент компенсации температуры)
k_2 = 0,01/Гц (коэффициент компенсации частоты)
k_3 = фактор компенсации старения

Время реакции на коррекцию в реальном времени <20 мс; диапазон рабочих температур расширен до -40°C ~ +85°C.

III. Прогноз количественных преимуществ

Показатель	Традиционное решение	Это техническое решение	Степень оптимизации
Класс точности измерений	Класс 0,5	Класс 0,2	↑150%
Напряжение начала частичного разряда (PDIV)	30 кВ	≥50 кВ	↑66,7%
Срок службы	25 лет	>32 года	↑30%
Частота ежегодного осмотра	2 раза в год	1 раз в год	↓50%
Стоимость жизненного цикла эксплуатации и обслуживания	$180к/единица	$95к/единица	↓47,2%

IV. Результаты технического подтверждения

Данные типовых испытаний (сертифицированы третьей стороной):

Тест на циклы температур: после 100 циклов (-40°C ~ +85°C) изменение относительной ошибки < ±0,05%.
Долгосрочная стабильность: после 2000 часов ускоренного теста на старение, смещение ошибки ≤ 0,05 класса.

Демонстрационный проект (подстанция 750 кВ):
Нет записей о неисправностях за 18 месяцев эксплуатации. Максимальная измеренная ошибка: 0,12% (превосходя требования класса 0,2).

V. Путь инженерной реализации