Ventajas del diseño de doble cámara de Rockwill SF6-Free C-GIS RGIS-12/24

En el interruptor de media tensión aislado con gas sin SF6, la adopción de una "estructura de doble cámara de gas" — que generalmente consta de una cámara independiente para la barra principal y el seccionador de tres posiciones, y una cámara separada para el interruptor de vacío — representa una tendencia de diseño clave en los equipos de conmutación ecológicos de alta calidad. Rockwill ha incorporado esta filosofía en su equipo de conmutación metálico aislado con gas RGIS-12 / 24.

En comparación con los diseños convencionales de "cámara única", esta configuración ofrece ventajas notables de ingeniería en el contexto de la tecnología sin SF6, principalmente en los siguientes cinco aspectos:

1. Perfectamente Adaptado a los Requisitos de Mayor Presión de los Gases Ecológicos (Ventaja de Mecánica Estructural)

• Contexto: La resistencia dieléctrica de los gases ecológicos, como el aire seco o el nitrógeno, es generalmente menor que la del SF6. Para lograr un rendimiento de aislamiento equivalente, los equipos sin SF6 a menudo requieren una presión de llenado más alta (por ejemplo, aumentada de alrededor de 0,03 MPa (presión manométrica) para el SF6 a 0,13 MPa (presión manométrica) o incluso mayor).

• Ventaja: Bajo presión elevada, un tanque de acero inoxidable de gran volumen con una sola cámara es propenso a abombamiento y deformación. La estructura de doble cámara utiliza una partición para dividir físicamente el tanque grande en dos cavidades más pequeñas e independientes, mejorando significativamente la rigidez mecánica general y la capacidad de soportar presión del alojamiento. Esto permite que el tanque resista las presiones de operación más altas de los gases ecológicos sin necesidad de un aumento sustancial en el grosor de la placa de acero.

Fotografías Físicas de la Serie RGIS Sin SF6 de Rockwill

2. Aislamiento de Contaminantes Metálicos para Garantizar la Estabilidad del Aislamiento (Optimización del Campo Eléctrico)

• Contexto: Los gases aislantes ecológicos tienen un peso molecular y una resistencia dieléctrica inferiores al SF6, dejando un margen de tolerancia más estrecho para las distorsiones locales del campo eléctrico y las partículas metálicas libres en el espacio de gas. La presencia de tales partículas puede inducir fácilmente descargas parciales (DP).

• Ventaja: Durante la operación frecuente del interruptor de vacío, el rebote del contacto móvil genera productos de ablación metálica minúsculos, mientras que la operación mecánica produce desgaste, ambos son fuentes significativas de partículas metálicas dentro de la cámara de gas. El diseño de doble cámara aísla físicamente esta fuente de contaminación dinámica de la cámara de la barra principal, que permanece bajo un campo eléctrico estático durante largos períodos. Este diseño no solo evita que las partículas metálicas migren a lo largo del fondo de la cámara hacia el área de la barra, evitando así la distorsión del campo eléctrico causada por partículas suspendidas o adheridas, sino que también confina los riesgos potenciales de DP dentro de la unidad del interruptor. Como resultado, el sistema de barras principales mantiene una limpieza y fiabilidad de aislamiento excepcionalmente altas a lo largo de su larga vida útil.

3. Capacidad Superior de Contención de Fallos (Prevención de la Escalada de Fallos)

• Ventaja: Si ocurre un fallo interno dentro de la cámara del interruptor, como una fuga del interruptor de vacío, un fallo dieléctrico o un arco interno, la válvula de alivio de presión independiente de esa cámara operará por separado para liberar la presión. Dado que la cámara de la barra principal está aislada, el fallo no se propaga al sistema de barras principales. Esto significa que un fallo grave en una rama de alimentación individual no paralizará toda la sección de barras, reduciendo sustancialmente el alcance del corte de energía y mejorando la fiabilidad del suministro de energía de la red de distribución.

Vista en Sección del Gabinete RGIS 

4. Flexibilidad Mejorada en Operación, Mantenimiento y Sustitución

• Ventaja: Los interruptores de vacío, que se encargan de interrumpir las corrientes de cortocircuito, generalmente agotan sus vidas útiles eléctricas y mecánicas antes que la barra principal estática, lo que los hace más propensos a requerir inspección o sustitución. Con la estructura de doble cámara, si la cámara del interruptor desarrolla una fuga o necesita la sustitución del interruptor de vacío, las operaciones de recuperación de gas, evacuación, rellenado y comprobación de fugas pueden realizarse únicamente en la cámara del interruptor, mientras que la cámara de la barra principal permanece en su estado original sellado en fábrica. Esto no solo reduce la complejidad del trabajo en el sitio, sino que también evita que el sistema de barras se exponga a la humedad o al polvo externo.

5. Gestión Independiente de la Presión de Gas y el Aumento de Temperatura

• Contexto: Las conexiones conductoras en el circuito del interruptor, como las conexiones de terminales, las conexiones flexibles y las uniones de contacto, constituyen los puntos principales de calentamiento concentrado dentro del equipo de conmutación. El aumento dinámico de temperatura en estos puntos causa fluctuaciones correspondientes de presión en la cámara del interruptor.

• Ventaja: La estructura de doble cámara desacopla completamente los parámetros de monitorización de presión y los parámetros de diseño de la cámara del interruptor respecto a los de la cámara de barras colectoras. Cada cámara dispone de su propia unidad independiente de monitorización de la densidad del gas. La cámara de barras colectoras, al estar libre de fuentes de calor y presentar una presión estable, puede servir como cámara de referencia. La presión en la cámara del interruptor varía con las fluctuaciones de carga. Al comparar las curvas de densidad derivadas de presión y temperatura de ambas cámaras, el sistema de mantenimiento puede identificar con precisión la ubicación de la fuga: una disminución simultánea de la densidad en ambas cámaras indica una fuga total externa, mientras que una disminución exclusiva en la cámara del interruptor apunta a una fuga en esa unidad específica, superando así la dificultad de localizar fugas en un diseño de cámara única. Además, las dos cámaras pueden configurarse con niveles de presión independientes; por ejemplo, la cámara del interruptor puede adoptar una presión más elevada para cumplir los requisitos de interrupción, mientras que la cámara de barras colectoras utiliza una presión más baja para reducir las tensiones mecánicas en la envolvente, logrando así un equilibrio optimizado entre diseño y coste.

Resumen

En el desarrollo de equipos libres de SF6, la estructura de doble cámara de gas no solo constituye una manifestación del diseño modular, sino también una compensación eficaz de las «debilidades» inherentes de los gases ecológicos, es decir, su sensibilidad a presiones más elevadas y a partículas metálicas.

Al separar físicamente la unidad con mayor tasa de fallos (el interruptor) de la unidad principal (la barra colectora), esta configuración representa una de las soluciones de ingeniería óptimas para equilibrar respeto medioambiental y alta fiabilidad, así como para satisfacer las exigencias de redes eléctricas de alto nivel de seguridad.

La serie Rockwill RGIS de C-GIS es un ejemplo típico de este enfoque; sus modelos aislados con nitrógeno de 12 kV / 24 kV, mediante un diseño de partición en múltiples cámaras, han validado con éxito el valor ingenieril de la estructura de doble cámara en la aislación de fallos, la prevención de partículas y la gestión diferenciada de la presión.
Editado por：Garca