Con la aceleración de la automatización del equipo eléctrico, diversos tipos de equipos de conmutación de media tensión han surgido en el mercado. Clasificados por medio de aislamiento, se dividen principalmente en aislados por aire, aislados por gas SF₆ y aislados sólidos, cada uno con sus propias ventajas y desventajas: el aislamiento sólido ofrece un buen rendimiento pero es poco amigable con el medio ambiente, el SF₆ tiene una excelente capacidad de extinción de arco pero es un gas de efecto invernadero, y el aislamiento por aire tiene una alta relación calidad-precio pero un volumen mayor. Las empresas necesitan una selección integral para mejorar la eficiencia de la aplicación.
Características de Desarrollo
Después de un siglo de desarrollo, los equipos de conmutación de media tensión tienen un sistema técnico de estándares sólido. Las demandas de los usuarios han cambiado de funciones/parámetros básicos a alta confiabilidad y bajo costo operativo; la fijación de estándares se centra más en la continuidad de operación y la seguridad; los equipos primarios/secundarios muestran una clara división del trabajo con estructuras de productos diversificadas; las tecnologías digitales y de detección en línea promueven la inteligencia, reduciendo los costos operativos.
Estado Actual de Desarrollo
Equipos de Conmutación Aislados por Aire
Usando el aire como medio de aislamiento, incluyendo unidades de anillo principal y equipos metálicos extraíbles, que son seguros y ecológicos. Los equipos metálicos de gran capacidad son adecuados para escenarios de suministro de alta potencia, mientras que las unidades de anillo principal son compactas, de bajo costo y fáciles de instalar, aplicadas principalmente en terminales de media tensión. Equipados con dispositivos de protección integrados y transformadores, pueden formar un sistema completo de automatización de distribución.
Equipos de Conmutación Aislados por Gas SF₆
El gas SF₆ destaca en la extinción de arcos y aislamiento, adecuado para aplicaciones de media-alta tensión, pero está regulado debido a su efecto invernadero. Los interruptores de circuito de vacío (ICV) están limitados a ≤35kV debido a restricciones de aislamiento, por lo que el equipo de SF₆ sigue siendo esencial para tensiones más altas. Las soluciones incluyen el uso de mezclas de gases para reducir el consumo de SF₆ y mejorar las tecnologías de prevención de fugas/reciclaje.
Equipos de Conmutación Aislados Sólidos
Con fundición de resina epoxi totalmente sellada, es resistente a la contaminación y no depende de la altitud, aplicable a sistemas de ≤35kV. Sin embargo, el alto costo, los desafíos de disipación de calor y la difícil degradación de la resina epoxi dificultan su adopción generalizada. Se necesita una optimización del diseño para equilibrar el sellado y la disipación de calor.
Avances Técnicos Clave
Tecnología de Interrupción
Los ICV con contactos de CuCr y estructura de campo magnético longitudinal mejoran la capacidad de interrupción. Las cubiertas de cerámica permiten la miniaturización y la producción en masa de bajo costo.
Tecnología de Aislamiento
Los equipos de conmutación aislados por gas utilizan N₂/aire en lugar de SF₆, mientras que los equipos aislados sólidos mejoran la resistencia ambiental mediante encapsulación de resina epoxi. Ambos adoptan simulación de campo eléctrico para la confiabilidad.
Actualizaciones Inteligentes
Los sensores integrados y módulos de comunicación permiten el monitoreo en línea de la condición. Los dispositivos de protección digitales y transformadores electrónicos están reemplazando a los componentes tradicionales.
Tendencias de Desarrollo
La miniaturización y la inteligencia son tendencias principales: el equipo miniaturizado reduce la huella de la subestación en más de un 30%, disminuyendo los costos de tierra; la inteligencia mejora la eficiencia de mantenimiento a través de tecnologías de gemelo digital y 5G. Los esfuerzos futuros deben eliminar gradualmente el equipo de SF₆ no esencial, promover el aislamiento por vacío/sólido y apoyar el desarrollo de la red inteligente.
Conclusión
Actualmente, los equipos de conmutación de vacío dominan el mercado, mientras que los productos aislados por SF₆ y sólidos tienen una penetración baja. Acelerar las aplicaciones inteligentes de interruptores de vacío y resolver los problemas ambientales del aislamiento sólido satisfará mejor las necesidades verdes e inteligentes de los sistemas de energía.
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