開閉装置内の電界分布に対する熱収縮チューブの影響の分析-

電力システムの規模が継続的に拡大し、産業機器の電力需要が増加するにつれて、電力網システムにおける高電圧開閉装置の信頼性要件も常に高まっています。{0}その中でも絶縁性能は機器の安定動作を左右する重要な要素の一つです。中電圧-および高電圧-の開閉装置では、通常、バスバーはキャビネット間の電気接続を確立するために壁のブッシュを通過する必要があります。バスバーの位置ずれ、エアギャップ、絶縁材の構成は電界分布に直接影響します。近年、バスバーシステムの絶縁信頼性と環境適応性を向上させるために、熱収縮チューブポリオレフィンバスバーやバスバースリーブ絶縁などの熱収縮性絶縁材料がバスバー絶縁構造に広く使用されています。-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

開閉装置構造では、主バスバー、分岐バスバー、および接続バスバーは通常、熱収縮チューブ バスバーや固体絶縁チューブ バスバーなどの一般的な形式の絶縁ブッシュによって保護されています。これらの絶縁構造は、導体表面の絶縁強度を向上させるだけでなく、金属導体が環境の湿気、汚染物質、または電気アークによる影響を受けるのを防ぎます。ただし、壁ブッシングを介してバスバーを取り付ける際、取り付けエラーや長期にわたる機械的ストレスにより、バスバーがブッシング内の中心に位置し、電界分布の変化が生じる可能性があります。-したがって、バスバーの位置と絶縁体の厚さが電界分布に及ぼす影響を分析することは、開閉装置設計の安全性を向上させるために非常に重要です。

 

一般的な 12 kV 開閉装置構造では、キャビネット間の電気接続を実現するために、主母線が絶縁壁ブッシュを通過する必要があります。バスバーは通常、銅バスバー PVC 絶縁または熱収縮バスバー構造など、表面に絶縁層を備えた銅バスバー構造を使用します。バスバーが壁ブッシュ内の中心にある場合、システムの電界分布は比較的均一になります。しかし、バスバーが水平または垂直に移動すると、導体と絶縁構造の間のエアギャップが変化し、電界強度分布に影響を与えます。シミュレーション研究によると、バスバーと壁ブッシュの間の距離が長い場合、バスバーの位置の変化は絶縁コンポーネントの最大電界強度にほとんど影響を与えません。ただし、ギャップが徐々に減少すると、局所的な電界強度が大幅に増加します。

 

バスバーに絶縁スリーブが取り付けられていない場合、最大電界は通常、銅バスバーの端または丸い角付近の空気領域で発生します。バスバーが壁貫通ブッシュに近づくと、空隙が狭くなり、局所的な電界強度が急速に増加します。最小間隔が約 2 mm 未満の場合、空気領域の電界強度が空気絶縁破壊電界強度を超える可能性があり、部分放電や絶縁破壊の危険性が高くなります。したがって、実際の設計では、システム全体の絶縁レベルを向上させ、電界集中を軽減するために、バスバー絶縁チューブやバスバー絶縁シートなどの絶縁構造が通常使用されます。

 

熱収縮性絶縁スリーブをバスバー表面に取り付けると、電界分布が変化します。-たとえば、熱収縮スリーブ バスバーまたはカスタマイズされたバスバー絶縁チューブを使用する場合、絶縁層によって導体と空気の間に誘電体層が追加されるため、局所的な電界経路が変更されます。シミュレーション結果は、バスバーと壁貫通ブッシュの間のギャップが大きい場合、異なる厚さの熱収縮性スリーブが最大電界強度に与える影響は大きくないことを示しています。-ただし、バスバーがブッシングに近づくにつれて、空気領域が最も電界が集中する場所のままとなり、距離が減少するにつれて電界強度が大幅に増加します。さまざまな絶縁厚さの影響についてさらに研究を進めた結果、バスバーとブッシングの間の距離が長い場合、システムの電界は主にエアギャップによって決まり、ブッシングの厚さの変化が最大電界強度に与える影響は限定的であることが明らかになりました。しかし、バスバーとブッシュの間の隙間が約 5 mm 未満になると、絶縁体の厚さが電界分布に大きな影響を及ぼし始めます。この場合、より厚い熱収縮チューブ バスバー構造を使用すると、導体とブッシングの間の空隙がさらに減少し、空気領域の電界強度が増大する可能性があり、部分放電のリスクが高まります。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

エアギャップが小さくなると、バスバーとブッシングの間の距離が短くなるにつれて、空気領域の最大電界強度は通常急速に増加します。同時に、絶縁層が厚くなると空気層がさらに圧縮され、局所的な電界がより集中します。したがって、バスバーの絶縁構造の設計には、絶縁厚さとエアギャップのバランスを総合的に考慮する必要があります。バスバー スリーブ絶縁や PVC 絶縁バスバーなどの適切な絶縁構造により、エア ギャップの過度の圧縮を回避しながら絶縁の安全性を確保できます。

 

シミュレーション結果を検証するために、部分放電実験を使用してさまざまな構造について比較テストが行​​われました。実験結果によると、バスバーが徐々に-壁貫通ブッシュに近づくと、システムの初期部分放電電圧が大幅に低下し、局所的な電界強度が部分放電が発生しやすいレベルに達したことが示されています。場合によっては、熱収縮チューブ構造を備えた絶縁銅バスバーなどの絶縁層を追加しても、エアギャップが小さすぎると依然として電界集中が発生する可能性があります。したがって、バスバーの取り付け位置を適切に管理することは、絶縁の安全性を確保するために依然として重要な手段です。

 

シミュレーション分析と実験結果を組み合わせると、いくつかの重要な結論を引き出すことができます。まず、バスバーと壁貫通ブッシュの間の距離が約 5 mm より大きい場合、バスバーの位置の変化が電界分布に及ぼす影響は比較的小さく、絶縁ブッシュの厚さによる最大電界強度への影響も限定的です。第二に、バスバーとブッシュの間のギャップが 5 mm 未満になると、空気領域の最大電界強度が大幅に増加し、絶縁層が厚くなるほど、空気領域での電界集中の度合いが高くなります。最後に、実際のエンジニアリング用途では、バスバーの設置位置と絶縁構造の設計を適切に制御することが、空気破壊を回避し、機器の絶縁信頼性を向上させるために重要です。これらの設計原則は、従来の開閉装置だけでなく、EV バッテリー コネクタ、EV バッテリー ターミナル バス バー、新エネルギー車の電気システムのバッテリー ターミナル バス バーなどの大電流接続構造にも適用されます。{7}}

 

 

高電圧開閉装置、配電システム、新エネルギー電気接続の分野では、バスバーの絶縁構造はシステムの信頼性に大きな影響を与えます。{0}当社は高性能バスバー絶縁ソリューションの研究、開発、製造に注力しており、さまざまなタイプの PE 熱収縮チューブ絶縁バスバー、バスバー絶縁チューブ、熱収縮スリーブ バスバー、およびカスタマイズされたバスバー絶縁チューブ製品。これらの絶縁部品は、配電開閉装置、エネルギー貯蔵システム、新エネルギー車のバッテリー接続システム、産業用電力機器などに広く使用されており、バスバーシステムの絶縁性能と動作安全性を効果的に向上させ、信頼性の高い電力接続の安定した保証を提供します。