ما هي المواد المستخدمة لعزل وحدة التوزيع الحلقية؟

هذا سؤال أسمعه باستمرار من المهندسين والمتخصصين في المشتريات. ومن المنطقي أن العزل في الوحدة الرئيسية الحلقية ليس مجرد مادة حشو. إنها العمود الفقري لموثوقية المفاتيح الكهربائية وسلامتها وأثرها. على مر السنين، شاهدت تكنولوجيا العزل تتطور بشكل كبير، وكل خيار يأتي مع مقايضاته الخاصة. دعونا نحلل ما هو موجود بالفعل داخل هذه الوحدات وسبب أهميته.

1. عزل الهواء

لنبدأ بالخيار الأكثر تقليدية. لقد كانت وحدات RMU المعزولة بالهواء موجودة منذ عقود، وما زالت قوية لأسباب وجيهة.

واقع الهواء كعزل

هذا هو ما يميز الهواء، فهو مجاني، وموجود في كل مكان، ولا يتطلب معالجة خاصة. لكن رقم قوة العزل الكهربائي الذي غالبًا ما تراه مقتبسًا؟ خذها مع حبة الملح. في تصميم RMU العملي، فإنك لا تعتمد على 3 كيلو فولت/مم أنيق عبر فجوة مثالية. يعتمد عزل الهواء في العالم الحقيقي بشكل كامل على مسافات الخلوص ومستويات التلوث والرطوبة. ولهذا السبب تكون وحدات RMU المعزولة بالهواء أكبر حجمًا من الناحية المادية، فهي تحتاج إلى مساحة للحفاظ على الخلوصات الكهربائية الآمنة.

حيث تتألق وحدات RMU المعزولة بالهواء

أرى أنها مخصصة في أغلب الأحيان للتطبيقات الصناعية الداخلية حيث لا تكون المساحة هي القيد الأساسي. فكر في محطات فرعية للمصانع، أو غرف التبديل الرئيسية للمباني التجارية، أو نقاط توزيع المرافق في المناطق الأقل كثافة. تتم الصيانة بشكل مباشر - في الغالب عمليات فحص بصرية والحفاظ على نظافة المقصورات. لا يوجد معالجة للغاز، ولا يوجد إغلاق معقد. الهواء فقط.

المقايضة؟ مقاس. إذا كنت تعمل في قبو حضري ضيق أو منصة بحرية، فقد لا يكون عزل الهواء صديقك.

2. عزل غاز SF6

الآن نحن ندخل في الضاربين الثقيلة. غيرت وحدات RMU المعزولة بـ SF6 قواعد اللعبة تمامًا فيما يتعلق بالمفاتيح الكهربائية المدمجة.

ما الذي يجعل SF6 مختلفًا؟

SF6 ليس مجرد "هواء أفضل". إنه وحش مختلف تمامًا. تسمح قوتها العازلة تحت الضغط بتقليل الخلوص من مرحلة إلى مرحلة ومن مرحلة إلى الأرض بشكل كبير. ولكن هذا ما لا تؤكده الكتب المدرسية دائمًا - السحر الحقيقي لـ SF6 يكمن في قدرته على إخماد القوس. عندما تنفصل الاتصالات تحت الحمل، يتجمع SF6 على الفور تقريبًا بعد امتصاص طاقة الإلكترون. ولهذا السبب يمكن أن تكون هذه الوحدات مدمجة للغاية ولكنها تتعامل مع طاقة خطأ كبيرة.

الفيل في الغرفة

SF6 ليس مجرد "هواء أفضل". إنه وحش مختلف تمامًا. تسمح قوتها العازلة تحت الضغط بتقليل الخلوص من مرحلة إلى مرحلة ومن مرحلة إلى الأرض بشكل كبير. ولكن هذا ما لا تؤكده الكتب المدرسية دائمًا - السحر الحقيقي لـ SF6 يكمن في قدرته على إخماد القوس. عندما تنفصل الاتصالات تحت الحمل، يتجمع SF6 على الفور تقريبًا بعد امتصاص طاقة الإلكترون. ولهذا السبب يمكن أن تكون هذه الوحدات مدمجة للغاية ولكنها تتعامل مع طاقة خطأ كبيرة.

ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات ذات الجهد العالي حيث تكون البصمة أمرًا بالغ الأهمية، يظل SF6 هو التكنولوجيا السائدة. ستجد هذه العناصر في المحطات الفرعية بوسط المدينة، والمنشآت الصناعية ذات المساحة المحدودة، وأنظمة تجميع الطاقة المتجددة. يمكنك استكشاف المزيد حول خيارات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، مثلالمفاتيح المعدنية المغلقة، والتي قد تستخدم عزل SF6، على موقعنا.

3. العزل الصلب

هذا هو المكان الذي يصبح فيه الابتكار مثيرًا للاهتمام. تمثل وحدات RMU المعزولة الصلبة تحولًا أساسيًا بعيدًا عن العوازل الغازية.

ما وراء الايبوكسي-ما هو المستخدم فعلا

يحظى راتنج الإيبوكسي بمعظم الاهتمام، ونعم، يتم استخدامه على نطاق واسع. لكن المواد ذات الجودة الهندسية في وحدات RMU الحديثة أكثر تطوراً من راتنجات الصب البسيطة. نحن نتحدث عن أنظمة إيبوكسي حلقية أليفاتية مع حشوات السيليكا التي تتحكم في التمدد الحراري وتحسن مقاومة التتبع. يتم صب هذه المواد بالفراغ حول الموصلات، مما يؤدي إلى إنشاء نظام عزل متجانس بدون فراغات - لأن الفراغات تعني التفريغ الجزئي، والتفريغ الجزئي يعني الفشل.

مطاط السيليكون - الخيار المرن
مطاط السيليكون يجلب شيئًا لا يستطيع الإيبوكسي مرونته. في وحدات RMU حيث يكون التدوير الحراري أو الاهتزاز أمرًا مثيرًا للقلق، فإن عزل مطاط السيليكون يستوعب الحركة دون التشقق. كما أنه يحافظ على خصائص كارهة للماء، مما يعني أن حبات الماء تتصاعد وتتدحرج بدلاً من تشكيل أفلام موصلة على الأسطح.

المزايا العملية

العزل الصلب يلغي مراقبة الغاز تمامًا. لا توجد تسريبات، ولا فحوصات للضغط، ولا مخاوف من الغازات الدفيئة. كما أنها بطبيعتها أكثر مقاومة للتلوث - رذاذ الملح والغبار والرطوبة - لأن الأجزاء الحية مغلفة. بالنسبة للمنشآت الساحلية أو البيئات الصناعية الملوثة، يعد هذا فوزًا هائلاً للموثوقية.

4. العزل المركب

هنا حيث الخطوط طمس. لا تعتمد معظم وحدات RMU الحديثة على نوع عزل واحد.

كيف يبدو المركب حقًا

خذ وحدة RMU نموذجية معزولة بالغاز. قد يكون العزل الأساسي هو SF6، ولكن داخل حجرة الغاز تلك، ستجد عوازل راتنجات الإيبوكسي تدعم الموصلات وتحافظ على موضعها. يجب أن تتحمل هذه العوازل نفس الضغوط الكهربائية التي يتحملها الغاز، بالإضافة إلى الأحمال الميكانيكية أثناء ظروف التبديل والخطأ.

في الوحدات المعزولة بالهواء، غالبًا ما ترى حواجز من ألياف الزجاج أو البوليستر أو الإيبوكسي بين المراحل أو بين الأجزاء الحية والأرض. وهي تسمح بتخفيض الخلوصات مع الحفاظ على السلامة - حيث يوفر الهواء العزل الأساسي، ولكن الحاجز الصلب يمنع مسارات الانحناء المباشرة.

لماذا خلط المواد؟

يتعلق الأمر باللعب على نقاط القوة. يتعامل الغاز أو الهواء مع العزل السائب عبر المسافات. توفر المواد الصلبة الدعم الميكانيكي، وحماية الحاجز، والتحكم في الضغط في الواجهات. احصل على المجموعة الصحيحة، وقم بتحسين الحجم والتكلفة والموثوقية في وقت واحد.

5. ما الذي يدفع في الواقع إلى الاختيار؟

عندما أعمل مع العملاء الذين يحددون وحدات RMU، نادرًا ما يعتمد قرار العزل على عامل واحد. إليك ما نناقشه في الواقع:

فئة الجهد ليست بسيطة

نعم، تتطلب الفولتية الأعلى أداءً عازلًا أفضل. ولكن ضمن نفس فئة الجهد، يمكنك اختيار الهواء للبساطة، أو SF6 للضغط، أو الصلبة للامتثال البيئي. التطبيق يحدد الأولوية.

حساب التفاضل والتكامل البيئي

يعتبر SF6 ممتازًا من الناحية الفنية، لكن المسار التنظيمي واضح. إذا كان عمر مشروعك 30 عامًا، فهل سيظل SF6 مقبولاً في عام 2050؟ يتجه العديد من عملائي بشكل استباقي نحو تقنيات الغاز الصلب أو البديل (مثل مخاليط الفلورونيتريل أو الفلوروكيتون) لتأمين منشآتهم في المستقبل.

التكلفة الإجمالية للملكية

تتميز الوحدات المعزولة بالهواء بتكلفة أولية أقل ولكن بمساحة أكبر. تكلف وحدات SF6 أكثر في البداية ولكنها توفر العقارات. تعمل الوحدات المعزولة الصلبة على التخلص من تكاليف إدارة الغاز طوال دورة الحياة. أطلب دائمًا من العملاء وضع نموذج للتكاليف على مدار 20 عامًا، وليس سعر الشراء فقط.

ماذا أقول للعملاء

إذا كنت تقوم بالتركيب في بيئة داخلية خاضعة للرقابة مع توفير مساحة كافية، فإن عزل الهواء يكون قابلاً للتطبيق تمامًا وفعالاً من حيث التكلفة.

إذا كنت تضغط على محطة فرعية حضرية أو تتعامل مع مستويات خطأ عالية في مساحة صغيرة، فإن SF6 (أو بدائله الناشئة) لا يزال هو الخيار العملي في الوقت الحالي.

إذا كنت في بيئة حساسة، أو منطقة ساحلية، أو لديك متطلبات الاستدامة، فإن العزل الصلب يستحق دراسة جادة. لقد نضجت التكنولوجيا، وأثبتت الموثوقية.

خاتمة

يعتمد اختيار المواد العازلة للوحدة الرئيسية الحلقية على مجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك مستوى الجهد والظروف البيئية والتكلفة والسلامة. الهواء وغاز SF6 والعزل الصلب والعزل المركب جميعها لها خصائصها وتطبيقاتها الفريدة. باعتبارنا موردًا لوحدات RMU، نحن ملتزمون بتزويد عملائنا بأفضل حلول العزل بناءً على احتياجاتهم الخاصة.

إذا كنت في السوق لشراء وحدة رئيسية حلقية وترغب في مناقشة خيارات العزل بشكل أكبر، فنحن ندعوك للاتصال بنا للحصول على استشارة مفصلة. يمكن لفريق الخبراء لدينا مساعدتك في اختيار المواد العازلة الأكثر ملاءمة وتصميم RMU لمشروعك.

مراجع

• IEC 62271-201، مجموعة المفاتيح الكهربائية وأجهزة التحكم ذات الجهد العالي - الجزء 201: مجموعة المفاتيح الكهربائية وأجهزة التحكم المغلقة بعزل التيار المتردد للجهود المقدرة التي تزيد عن 1 كيلو فولت وما يصل إلى 52 كيلو فولت.

• الكتيب الفني لـ CIGRE رقم 589، "دليل المستخدم لتطبيق المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز (GIS) للجهود المقدرة التي تزيد عن 52 كيلو فولت."

• "العزل الصلب للمفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط،" معاملات IEEE بشأن المواد العازلة والعزل الكهربائي، المجلد. 27، العدد 3، يونيو 2020.