Inngangur
Í nútíma raforkukerfum starfa spennar sem eftirlitsaðilar rafheimsins og styðja við stöðugan rekstur raforkukerfisins. Hvort sem það eru algengu tegundirnar við veginn eða risaeiningarnar í tengivirkjum, þá deila kjarnabygging þeirra sameiginlegri rökfræði sem á rætur í efnisvísindum. Í dag munum við tala um þessi nauðsynlegu efni í spennum.
Kjarni
Mikilvægasti hluti spenni-kjarnans-notar nánast eingöngu kísilstálplötur. Þetta efni er langt frá venjulegu stáli. Það er byggt á venjulegu stáli að viðbættum 2-5% sílikoni og fer í gegnum sérstaka vals- og glæðingarferli.
Af hverju kísilstál?
-Að bæta við sílikoni dregur verulega úr járntapi (hysteresis og hvirfilstraumstapi).
-Korn-stillt kísilstál býður upp á yfirburða segulgegndræpi í valsáttinni.
-Yfirborðs einangrunarhúðin kemur í veg fyrir skammhlaup milli laga á meðan hún þolir háan glæðuhita.
Athyglisvert er að lagskipunaraðferð kjarnans endurspeglar einnig hversu mikla framleiðsluþekkingu er. Núna-almenna skrefa-aðferðin við hringstöflun gerir ráð fyrir samfelldri segulbraut, sem dregur úr-álagstapi um 10-15% samanborið við hefðbundnar rasslotuaðferðir.
Vinda
Val á vafningsefni er í meginatriðum keppni milli kopar og áls, þar sem hvert efni hefur sitt sérstaka notkunarsvið.
Koparvindingar eru áfram ákjósanlegur kostur fyrir-afkastamikla spennubreyta:
-Leiðni er um það bil 58 MS/m, sem leiðir til minna vafningsrúmmáls fyrir sömu afkastagetu.
-Mikil vélrænni styrkur gerir það kleift að standast meiri skammhlaupsrafsegulkrafta-.
-Þroskuð sameiginleg vinnslutækni tryggir rekstraráreiðanleika sem hefur verið staðfest yfir aldar notkun.
Álvafningar hafa kosti í-kostnaðarviðkvæmum forritum:
-Verðið er venjulega aðeins einn-þriðjungur til einn-helmingur á við kopar.
-Minni þéttleiki dregur úr heildarþyngd spenni um 20-30%.
-Nýlegar framfarir í tækni álblöndu hafa tekið á vandamálum sem tengjast skrið og tengingum.
Einangrunarkerfi
Þróun einangrunarefna endurspeglar framfarir í spennitækni.
Sterk einangrunarefni hafa þróast í fullkomið kerfi
-Einangrandi þrýstiplata þjónar sem aðal einangrunarrammi.
-Nomex® aramíðpappír er notaður við háan-hitasviðsmynd (flokkur H og hærri).
-Epoxý trefjaglerplötur eru notaðar fyrir vélræna stuðningshluta.
Val á fljótandi einangrunarefni endurspeglar aðlögunarvitund byggða á staðbundnum aðstæðum
-Matarolía er enn ráðandi og er meira en 75% af heimsmarkaðshlutdeild.
-Náttúrulegir esterar (jurtaolíur) eru að vaxa hratt á svæðum með ströngum umhverfiskröfum.
-Kísilolía og flúoraðir vökvar eru notaðir í sérhæfðum-eldþolnum notkun.
Einangrun fyrir þurra-gerð spenna stefnir í fjölbreytni
-Epoxý plastefni steyputækni er þroskuð og býður upp á framúrskarandi rakaþol.
-Vacuum-pressure impregnation (VPI) með opinni-byggingarkælingu býður upp á betri hitaleiðni.
-Umhverfisvæn hálf-föst einangrunarefni sem hafa verið þróuð á undanförnum árum koma í veg fyrir árangur og endurvinnanleika.
Byggingaríhlutir
Þessir óáberandi byggingarhlutar leyna í raun fjölmörgum ranghalum:
Efnið í olíutanka hefur þróast úr venjulegu kolefnisstáli í veðrunarstál. Nú á dögum eru sífellt fleiri spennubreytar að samþykkja fóðurhönnun úr ryðfríu stáli, sérstaklega á strandsvæðum og mjög menguðum svæðum.
Lítið en mikilvægt smáatriði:-tæringarvörnin í olíutönkum er nú aðallega hálf-leiðandi málning. Þetta er ekki bara fyrir fagurfræði-það þjónar til að dreifa rafsviðinu jafnt innan tanksins og kemur þannig í veg fyrir að hluta losun.
Breytingar drifin áfram af umhverfisþróun
Lífbrjótanleg einangrunarolía
Niðurbrotsspenna plöntu-einangrunarolíu eins og sojaolíu og repjuolíu fer nú yfir 60kV/2,5 mm.
Króm-ókeypis aðgerðaleysi
Húðun á kísilstálplötum er að breytast úr krómat-undirstaða yfir í umhverfisvæna fosfat-kosti.
Endurnýjanleg efni
Bambustrefja-styrkt einangrunarpressaplata er komin á prufustigið.
Lítið-kolefnisstál
Stál framleitt með stuttri-ferlistækni með rafbogaofni minnkar kolefnisfótspor þess um 40%.
Val
Við val á spenniefni eru verkfræðingar í meginatriðum að leysa fjölbreytu jöfnu: þar sem upphafskostnaður, rekstrartap, væntingar um líftíma, viðhaldskröfur og umhverfissjónarmið þjóna allir sem breytur. Til dæmis:
Gagnaver
Gagnaver gætu valið náttúrulega esterolíuspenna sem eru 30% hærra verð, og meta K4-stig eldþolinn árangur þeirra.
vindorkuvera á hafi úti
Transformerar fyrir vindorkuvera á hafi úti verða með endurbættri-tæringarvörn, jafnvel með 15% kostnaðarhækkun.
þéttbýliskjarna
Dreifingarspennar í þéttbýli hafa tilhneigingu til að styðja við þurra-gerð, sem, þrátt fyrir aðeins minni skilvirkni, útilokar hættu á olíuleka.
Niðurstaða
Næst þegar þú sérð spenni við götuna muntu kannski skoða hann með aðeins meiri skilningi-inni í þessum kassa er aldar speki frá efnisfræðingum og rafmagnsverkfræðingum. Frá malbikseinangrun Edison tímum til nanósamsettra einangrunarefna nútímans, sérhver þróun í spenniefnum táknar viðkvæmt jafnvægi milli öryggis, skilvirkni og kostnaðar.
Hvernig mun framtíðarefni fyrir spennubreyta líta út? Há-ofurleiðarar hafa þegar slegið í gegn á rannsóknarstofum og einkaleyfi fyrir grafen-bætta einangrunarpappír eykst ár frá ári. Samt, sama hvernig efni breytast, er kjarnamarkmiðið óbreytt: að gera orkuskipti öruggari, skilvirkari og áreiðanlegri.