Död Tank Kretsavbrytare Optimering: 3D-simuleringsdriven spänningsbalansering och elektrisk fältsäkerhetskontroll

I. Problem Diagnos: Spänningsobalansmekanismer och empiriska fallstudier

Rationaliteten i spänningsgradningskonfigurationen påverkar direkt brytningsegenskaperna och isoleringsrelibiliteten för högspänningsbrytare med död tank. På grund av den betydande ströpariteten till mark som finns i döda tankstrukturer är spänningsfördelningen över brytningspunkter ofta ojämn; spänningen över den högspänningsbrytningspunkten kan till och med överstiga 70%. Just nu lider industrin av otillräcklig forskning om gradningskonfigurationer och orimlig kondensatorval. Detta leder ofta till att elektriska fältstyrkan vid metallkopplingar blir alltför hög, vilket utlöser partiell utsläppning (PD) och förkortar utrustningens livslängd.

Typisk Fallstudie: Ett energiprojekt använde en 126 kV död tank-trippelbrytare. Först användes en tvåsidig gradningskondensatorkonfiguration. Efter inrättning visade elektriska fältsimulationer en allvarlig obalans i spänningsfördelningen: den högspänningsbrytningspunkten utgjorde 74% av spänningen, den mittersta brytningspunkten 19% och den lågspänningsbrytningspunkten endast 7%. Dessutom uppnådde den maximala elektriska fältstyrkan vid metallkopplingar 18 kV/mm, vilket ligger långt över säkerhetsskärpan på ≤3 kV/mm. Efter sex månaders drift upptäcktes ovanliga PD-ljud i den högspänningsbrytningspunkten. Det bekräftades att den olämpliga gradningskonfigurationen orsakade koncentration av elektriska fält, vilket om det lämnas obehandlat skulle leda till isoleringsåldring och brytningsfel.

II. Precisionsoptimering: Rekonstruktion av gradningssystemet drivet av 3D-simulation

Fokuserat på gradningsoptimering och förbättring av spänningsfördelningen, och med hänsyn till egenskaperna hos döda tankstrukturer, antas en tre-delad strategi - val av konfiguration, kapacitetsmatchning och strukturell samverkan - för att lösa de centrala frågorna:

• Optimering av gradningskonfigurationsstruktur: Prioritet ges till cylindriska gradningskondensatorkonfigurationer, vilka erbjuder den bästa gradningseffekten. Detta kan kontrollera den maximala elektriska fältstyrkan vid metallkopplingar till inom 3 kV/mm, vilket effektivt förbättrar spänningsfördelningen och säkerställer att den högspänningsbrytningspunkten hålls inom ett rimligt område.

• Precisionsmatchning av gradningskapacitans: Genom att kombinera 3D-elektriska fältsimuleringsmodeller för olika spänningsnivåer (t.ex. 126 kV, 252 kV) och antalet brytningspunkter beräknas den optimala gradningskapacitansen. Detta förhindrar att felaktig kapacitans påverkar dielektriska återhämtningsegenskaperna hos brytaren och säkerställer att jämlikheten i spänningsfördelningen över brytningspunkterna förbättras till över 90%.

• Strukturell samverkande optimering: Inre ledande stänger och skärmhöljen i brytaren optimeras för att minska ströpariteten till mark, vilket ytterligare förbättrar spänningsfördelningen. Brytare använder koppar-krom (CuCr) legerningskontakter för att förbättra bågeutsläcksprestanda, vilket i samverkan med gradningskonfigurationen säkerställer tillförlitlig brytning under kortslutningsströmspåverkan.

III. Verifikation av effektivitet: Dubbel efterlevnad i spänningsbalans och elektrisk fältsäkerhet

Genomförandet av detta schema löser effektivt problemen med irrationella gradningskonfigurationer och ojämn spänningsfördelning, eliminering av PD orsakad av koncentration av elektriska fält. Baserat på praktisk ombyggnadsupplevelse återstår spänningsfördelningen över brytningspunkter jämn efter optimering, elektriska fältstyrkan vid metallkopplingar uppfyller säkerhetsstandarder och inga PD-fenomen inträffar. Utrustningens brytningsförmåga och isoleringsrelibilitet förbättras betydligt, vilket effektivt förlänger dess livslängd.

Detaljer om framgångsfall:126 kV död tank CB PD elimineras genom 3D-simulerad optimerad gradningskondensatoromdesign. Spänningsjämnhet 93%, E-fält <2.6 kV/mm, noll PD på 24 månader.-Rockwill