In extreem koude mijngebieden in het noorden, zoals Mohe, waar de wintertemperaturen routinematig dalen tot -40 graden , wordt elektrische apparatuur die buiten wordt ingezet het hele jaar door geconfronteerd met extreme uitdagingen, waaronder ijsvorming, bevriezing, verbrossing bij lage- temperaturen en mechanisch vastlopen. In omgevingen met ultra-lage- temperaturen is standaard schakelapparatuur zeer gevoelig voor storingen zoals mechanisch vastlopen, falen van de isolatie, verharding van afdichtingen en stollen van smeermiddelen, waardoor normaal sluiten en opstarten wordt verhinderd. Dit leidt rechtstreeks tot stilstand van open- mijnbouwapparatuur en de verlamming van energiedistributiesystemen. Veel ingenieurs gaan ervan uit dat uitschakeling bij lage-temperaturen en opstartfouten de norm zijn in de branche, terwijl de apparatuur in werkelijkheid eenvoudigweg geen gespecialiseerde ontwerpaanpassingen voor extreme kou heeft. Deze gespecialiseerde schakelapparatuur, op maat-ontworpen voor de extreme bedrijfsomstandigheden van de Mohe open-mijn, overwint de lage-temperatuurbeperkingen van conventionele apparatuur en zorgt voor een betrouwbare sluiting-met één enkele poging, zelfs onder extreem vriespunt. Onder de verschillendesoorten schakelmateriaalDeze op maat{0}}ontworpen apparatuur voor extreme kou is aangepast voor industriële en mijnbouwscenario's en heeft de operationele normen voor stroomdistributie in open- pits in de noordelijke regio's opnieuw gedefinieerd. Zowel de24 kV-schakelapparatuurwant de hoofdstroomvoorziening van de mijn en de lucht{0}}geïsoleerde schakelapparatuur (AIS) die gewoonlijk buitenshuis wordt gebruikt, hebben gespecialiseerde lage--upgrades ondergaan, waardoor ze de voorkeur verdienen voor stroomdistributie in extreem koude mijngebieden.
De overgrote meerderheid van de schakelapparatuur voor algemene{0}} doeleinden is ontworpen om temperaturen van slechts -20 graden tot +40 graden te weerstaan, waardoor ze volledig ongeschikt zijn voor de extreme buitenomstandigheden van Mohe. Extreme kou kan de bescherming van conventionele apparatuur in meerdere dimensies in gevaar brengen-waaronder de mechanische structuur, isolatieprestaties, elektrische circuits en afdichtingsmaterialen-wat kan leiden tot opstartfouten. Dit artikel is gebaseerd op een project uit de echte{8}}wereld in een open-mijn in Mohe en ontleedt de belangrijkste technische logica achter de succesvolle eerste-sluiting van schakelinstallaties voor extreem-koude omstandigheden, vergelijkt de verschillen in aanpassing aan lage-temperaturen tussen verschillende soorten schakelapparatuur, en beschrijft de belangrijkste aanpassingsoplossingen voor 24 kV-schakelapparatuur en luchtgeïsoleerde schakelapparatuur (AIS) in extreem koude omstandigheden.
1. -40 graad Extreem koude omstandigheden: vier kernoorzaken van falen bij het sluiten van conventionele schakelapparatuur
De Mohe open-mijn vertegenwoordigt een onbeschutte buitenomgeving met extreme kou, waar lage nachttemperaturen in combinatie met wind, sneeuw en vorst ervoor zorgen dat dunne ijs- en rijplagen gemakkelijk worden gevormd op zowel de buiten- als de binnenoppervlakken van schakelkastkasten. Onder deze omstandigheden functioneert conventionele schakelapparatuur vaak niet goed en kan deze niet goed sluiten. De grondoorzaken zijn geconcentreerd in vier belangrijke aspecten-gemeenschappelijke zwakheden die door alle standaarden worden gedeeldsoorten schakelmateriaalin omgevingen met lage- temperaturen.
Ten eerste bevriezen mechanische componenten en lopen ze vast. Bij -40 graden stollen de smeermiddelen die worden gebruikt in typische mechanische veren, transmissiestangen en bedieningsmechanismen volledig en verliezen ze hun smerende functie. Dit verhoogt de mechanische weerstand dramatisch en vermindert het koppel dat nodig is voor het openen en sluiten, wat direct resulteert in vastzittende sluitmechanismen en operationele storingen.
Ten tweede worden afdichtingsmaterialen bros bij lage temperaturen. Gewone rubberen afdichtingen worden hard en barsten bij extreme kou, waardoor wind, sneeuw en vocht in de kast kunnen binnendringen en interne ijsvorming kunnen vormen, wat de werking van de schakelaar verstoort.
Ten derde verslechteren de isolatieprestaties. Standaard isolatiematerialen worden brosser en minder veerkrachtig bij ultra-lage temperaturen, waardoor ze vatbaar worden voor micro-scheurtjes en de isolatiemarges aanzienlijk kleiner worden.
Ten vierde treedt er elektrische drift op in secundaire circuits. Lage temperaturen veroorzaken parameterverschuivingen in relais en beveiligingsapparatuur, wat leidt tot onjuiste sluitlogica en het activeren van vergrendelingsmechanismen.
Deze problemen resulteren gezamenlijk in een scherpe stijging van het uitvalpercentage voor standaardlucht-geïsoleerde schakelapparatuur (AIS)in extreem koude, open-mijnbouwomgevingen. Zelfs conventioneel24 kV-schakelapparatuurAls ze niet speciaal zijn ontworpen voor werking bij lage-temperaturen, zullen ze vaak last hebben van sluitingsfouten en weigering van apparatuur om te werken, waardoor ze niet volledig kunnen voldoen aan de stroomvoorzieningseisen van continue open- mijnbouwproductie.
2. Selectie en aanpassing van apparatuur voor extreme kou: variaties in lage-temperatuurtolerantie tussen verschillende typen schakelapparatuur
Van de verschillende soorten schakelapparatuur die gewoonlijk worden gebruikt bij de energiedistributie in de industrie en de mijnbouw, vertoont apparatuur met verschillende structuren en isolatiemethoden aanzienlijke verschillen in aanpassingsvermogen bij koud-weer. Deze verschillen maken universele selectie onpraktisch; in plaats daarvan is nauwkeurig maatwerk volgens de bedrijfsomstandigheden in open-mijnmijnen essentieel.
Lucht{0}}geïsoleerd schakelmateriaal (AIS), dat afhankelijk is van luchtisolatie en een open ventilatieontwerp, heeft een eenvoudige structuur en uitstekende warmteafvoer. Het is echter slecht bestand tegen temperaturen onder het vriespunt. Conventionele AIS-eenheden hebben geen afgedichte thermische isolatie en actieve ontdooiingsmechanismen, waardoor ze zeer gevoelig zijn voor interne ijsvorming bij extreme kou. Vorst- en ijsophoping op isolerende oppervlakken kan leiden tot oppervlaktesporen, ontladingen en mechanische vastlopen. Als gevolg hiervan kan standaard AIS-apparatuur alleen betrouwbaar functioneren in omgevingen met omgevingstemperaturen binnen-. Om effectief te kunnen functioneren in de barre koude omstandigheden van Mohe's open-mijnen, zijn gespecialiseerde aanpassingen vereist.
24kV-schakelapparatuur vormt de kern van het belangrijkste stroomdistributiesysteem in het mijngebied en levert elektriciteit aan alle apparatuur die betrokken is bij mijnbouw-, transport- en drainagewerkzaamheden in open- mijnen, waardoor een extreem hoge betrouwbaarheid bij het sluiten en operationele stabiliteit vereist is. Standaard 24kV-schakelapparatuur heeft doorgaans complexe mechanische ontwerpen en talrijke precisiecomponenten, die gevoelig zijn voor onvoldoende koppel en parameterafwijking in omgevingen met lage- temperaturen. Dit maakt dergelijke apparatuur tot een belangrijk aandachtspunt voor aanpassing aan koud-weer en is tevens het belangrijkste aangepaste model in dit Mohe-project.
3. Technische kernoplossing: vijf aangepaste ontwerpen voor het realiseren van één enkele- hengelsluiting bij -40 graden onder ijskoude omstandigheden
Als reactie op de extreme bedrijfsomstandigheden in de open-mijn-in Mohe, waaronder temperaturen zo laag als -40 graden, met ijs-bedekte oppervlakken en hevige wind en sneeuw- voerde het projectteam uitgebreide aanpassingen en upgrades bij lage- temperaturen uit aan de kernapparatuur voor stroomdistributie. Door vijf sleuteldimensies aan te pakken:-structuur, materialen, temperatuurbeheersing, logica en bescherming- heeft het team de uitdagingen van het sluiten bij-lage temperaturen volledig opgelost, waardoor het op maat-ontworpen 24 kV-schakelapparaat en het achteraf aangebrachte-luchtgeïsoleerde schakelapparaat (AIS) een precieze, enkele-sluiting kunnen bereiken, zelfs onder met ijs bedekte omstandigheden.
1. Gespecialiseerd mechanisch systeem bij lage- temperatuur om bevriezing en vastlopen van bedieningsmechanismen te voorkomen
Alle bedieningsmechanismen zijn vervangen door gespecialiseerde dempingssmeermiddelen die bestand zijn tegen ultra-lage temperaturen, waardoor werking over een breed temperatuurbereik van -45 graden tot +55 graden mogelijk is en het risico op stollen bij lage- temperaturen volledig wordt geëlimineerd; De koppelparameters van de veer-energie-opslagmechanismen zijn geoptimaliseerd met ingebouwde-in lage- weerstandsredundantie bij lage- om de verhoogde mechanische weerstand in extreem koude omgevingen te compenseren, waardoor voldoende kracht wordt gegarandeerd voor het sluiten en openen en het blokkeren van het sluiten en falen- bij de bron wordt geëlimineerd. Deze oplossing is tegelijkertijd compatibel met de mechanische structuren van alle soorten schakelapparatuur in het project.
2. Actief constant-temperatuur-ontdooiingssysteem-: elimineren van ijs-gerelateerde gevaren in de kast
De kast is uitgerust met een ingebouwd-intelligent constante- temperatuurverwarmings- en ontvochtigingssysteem dat de interne temperatuur en vochtigheid in realtime bewaakt. Het activeert automatisch de verwarming bij lage temperaturen en de ontvochtiging bij een hoge luchtvochtigheid, waardoor condensatie, ijsvorming en rijpvorming in de kast worden voorkomen. Om de ontwerpbeperkingen van de open structuur aan te pakkenlucht-geïsoleerde schakelapparatuur (AIS)Er zijn regelbare, afgesloten thermische isolatie en stof{0}}dichte componenten geïnstalleerd. Deze componenten balanceren ventilatie en warmteafvoer met vorstbescherming bij lage temperaturen, waardoor wordt voorkomen dat wind en sneeuw binnendringen en ervoor zorgen dat apparatuur bevriest.
3. Verbeterde lage-, broze-materialen die stabiele isolatie en afdichting garanderen
Alle kastafdichtingen zijn vervangen door laag{0}}temperatuur-siliconenrubber, waardoor de flexibele afdichting behouden blijft, zelfs bij -40 graden, zonder barsten of luchtlekkage. Isolatiecomponenten zijn gemaakt van gemodificeerde epoxyhars bij lage- temperaturen, waardoor problemen zoals broosheid bij lage temperaturen en verslechtering van de isolatie worden geëlimineerd. Dit zorgt voor stabiele isolatieprestaties voor24 kV-schakelapparatuuronder extreem lage -temperaturen, zonder risico op kruip of defecten.
4. Anti--trillingsontwerp bij lage- temperaturen voor secundaire circuits, waardoor stabiele sluitlogica wordt gegarandeerd
Beveiligingsapparaten, relais en secundaire componenten zijn allemaal apparatuur van industriële-kwaliteit die geschikt zijn voor een breed temperatuurbereik, geschikt voor gebruik bij ultra-lage temperaturen van -40 graden, waardoor problemen zoals parameterafwijking en verkeerde interpretatie van signalen bij lage temperaturen worden vermeden; de logica voor het sluiten van de vergrendeling is geoptimaliseerd en er is een zelf-testprogramma voor lage- omstandigheden toegevoegd. Sluitcommando's worden pas uitgevoerd nadat de status van de apparatuur aan de vereiste normen voldoet, waardoor het risico op verkeerde bediening of uitval van de werking wordt geëlimineerd.
5. Geoptimaliseerde buitenvries-veilige kaststructuur
Er is gebruik gemaakt van een dubbel-geïsoleerde kaststructuur, waarbij de tussenlaag gevuld is met isolerend en vlamvertragend materiaal- om de vorstbestendigheid en het thermische isolatievermogen van de kast te verbeteren. Op de boven- en zijkanten van de kast zijn sneeuw{3}} en ijs-structuren geïnstalleerd om te voorkomen dat sneeuw- en ijsophopingen de apparatuur belasten, waardoor een uitgebreide aanpassing aan de extreem koude omstandigheden van open-mijnen zonder beschutting wordt gegarandeerd.
4. Veldtesten op locatie-: praktische test van het sluiten van een enkele- cyclus onder ijzige omstandigheden
In een veldtestscenario met extreem lage- temperaturen in Mohe tijdens de winter werd de apparatuur gedurende 72 opeenvolgende uren stilgezet bij -40 graden onder vriesomstandigheden. Er vormde zich ijs aan de buitenkant van de schakelkast en dun ijs bedekte bepaalde gebieden, wat de zwaarste stilstandsomstandigheden in een mijnbouwgebied simuleerde. Na het speciaal op maat gemaakte24 kV switchgearen de gewijzigdelucht-geïsoleerde schakelapparatuur (AIS)hun zelf-testprocedures startten, deed het temperatuur-gecontroleerde systeem de minimale ijsvorming snel smelten. Het bedrijfskoppel, de isolatieparameters en de circuitsignalen voldeden allemaal aan de vereiste normen, en de sluitingsoperatie werd bij de eerste poging met succes voltooid-zonder enige storing, bedieningsstoring of alarm. De bedrijfsparameters van de apparatuur voldeden volledig aan de industriële en mijnbouwnormen voor energiedistributie.
Veldtesten bewijzen dat de betrouwbaarheid van de opstart-van schakelapparatuur bij extreme kou nooit een kwestie van geluk is, maar eerder het resultaat is van een systematisch, op maat gemaakt ontwerp bij lage- lage temperaturen. Storingen bij lage-temperaturen in standaardapparatuur kunnen volledig worden vermeden door technische aanpassingen, waardoor dit allemaal mogelijk issoorten schakelmateriaalom zich aan te passen aan de extreme kou van de noordelijke buitenomgevingen.
Conclusie
Van het veelvuldig falen van conventionele apparatuur om bij lage temperaturen te werken tot de succesvolle eerste -sluiting van extreem-koude-aangepaste apparatuur bij -40 graden onder ijskoude omstandigheden: technologische verbeteringen hebben de uitdagingen op het gebied van energiedistributie in noordelijke mijngebieden met extreme kou volledig overwonnen. Of het nu gaat om 24 kV-schakelapparatuur voor hoofdstroomdistributie of algemene -buitenlucht-geïsoleerde schakelapparatuur (AIS), de stabiele werking van alle soorten schakelapparatuur onder extreme omstandigheden is afhankelijk van gerichte ontwerpaanpassingen aan specifieke bedrijfsomstandigheden. De kernlogica van de stroomverdeling bij extreme kou is niet alleen het dwingen van apparatuur om zich aan te passen aan lage temperaturen, maar het volledig reconstrueren van de prestaties van apparatuur in alle dimensies-inclusief materialen, structuur, temperatuurregeling en operationele logica, om een betrouwbare verdedigingslinie voor de stroomvoorziening te bouwen voor veilige productie in extreem koude mijnbouwgebieden in de open lucht, zoals Mohe.
Over ons
Sinds 2018 kan Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. bogen op 17 jaar ervaring-in de elektrische sector. Als een ISO 9001:2015-gecertificeerde onderneming blinken we uit in de productie van intelligente schakelsystemen en betrouwbare olie-ondergedompelde en droge distributietransformatoren, die exporteren naar Europa, het Midden-Oosten, Zuid-Amerika, Zuidoost-Azië en Afrika.
Gesteund door meer dan 40 patenten, drijft onze R&D-kracht onze evolutie naar intelligente en milieuvriendelijke energiedistributie. Door gedigitaliseerde activiteiten en slimme monitoring leveren we consequent producten die innovatie, veiligheid en duurzaamheid op de lange- termijn combineren.