¿Por qué la mayoría de los equipos de conmutación aislados por aire adoptan una construcción con carcasa metálica?

Los equipos de interruptores aislados por aire (AIS), como la serie KYN común, adoptan principalmente una construcción metálica, con la consideración principal siendo la superior seguridad operativa y la capacidad de aislamiento de fallas. Las razones específicas pueden atribuirse a las siguientes cinco ventajas técnicas clave:

1. Aislamiento estricto de fallas y contención de arcos

La característica definitoria de la construcción metálica es la segregación estricta de los componentes vivos de alta tensión dentro del equipo de interruptores en tres compartimentos de alta tensión independientes (compartimento de barra colectora, compartimento del interruptor/camión extraíble y compartimento de cables), mientras que el compartimento de relés e instrumentos sirve como un compartimento secundario de baja tensión independiente. Estos compartimentos están físicamente aislados entre sí por placas de partición metálicas a tierra.

Diagrama estructural del equipo de interruptores KYN28

En caso de un fallo de aislamiento o cortocircuito en cualquier compartimento (por ejemplo, el compartimento de cables) que desencadene un arco, las particiones metálicas confinan eficazmente el arco de alta temperatura, los gases ionizados y el metal fundido dentro de ese compartimento, evitando que la falla se propague al compartimento principal de la barra colectora o a los gabinetes de interruptores adyacentes, así evitando la escalada de una falla localizada en un apagón a gran escala.

2. Resistencia a arcos internos (IAC) y liberación de presión dirigida

En sistemas aislados por aire, los fallos de arco causan que los gases se expandan rápidamente, generando una presión enorme. La construcción metálica proporciona a cada compartimento de alta tensión (barras, interruptores y cables) canales de liberación de presión superiores independientes y paneles de liberación de presión. En caso de un arco interno, los gases de alta presión y las llamas son dirigidos hacia arriba a través de la ruptura de los paneles de liberación superior, en lugar de abrir de golpe las puertas frontales del gabinete, maximizando así la protección del personal operativo que está frente al equipo de interruptores.

3. Seguridad de mantenimiento y continuidad operativa (nivel LSC2B)

Cuando se combina con interruptores de vacío extraíbles (tipo camión), la construcción metálica permite una continuidad operativa excepcionalmente alta.

• Mecanismo de obturador metálico: Cuando el camión del interruptor se retira de la posición "en servicio" a la posición "prueba/desconectado", los obturadores metálicos a tierra se cierran automáticamente, protegiendo completamente los contactos fijos vivos del acceso.

• El personal de mantenimiento puede entrar de manera segura en el compartimento del interruptor para realizar el servicio mientras los compartimentos de barras y cables permanecen energizados. Esta barrera de seguridad metálica a tierra no puede ser reemplazada por barreras de aislamiento convencionales.

Rockwill Interruptor metálico extraíble interior

4. Mejora de la distribución del campo eléctrico y blindaje electromagnético

• Control del campo eléctrico: Las particiones metálicas a tierra definen límites claros del campo eléctrico entre las partes vivas y la tierra, contribuyendo a una distribución más uniforme del campo eléctrico.

• Blindaje electromagnético: Los voltajes y corrientes altos generan interferencias electromagnéticas intensas durante las operaciones de conmutación o cortocircuitos. La carcasa metálica a tierra funciona como una jaula de Faraday, blindando eficazmente los campos electromagnéticos y protegiendo los dispositivos de protección basados en microprocesadores y los circuitos secundarios de corriente débil dentro del compartimento de relés e instrumentos de la interferencia, evitando así la mala operación.

5. Mayor grado de protección contra intrusiones (IP)

En comparación con el SF6, el aire tiene una resistencia dieléctrica menor y es muy sensible a la humedad ambiental, polvo y condensación. La carcasa metálica totalmente cerrada proporciona un robusto grado de protección IP (generalmente IP4X), evitando eficazmente que pequeños animales (como roedores o insectos) entren y causen cortocircuitos entre fases, al tiempo que reduce la acumulación de polvo para mantener la fiabilidad de las distancias de aislamiento por aire.

Resumen

Aunque la construcción metálica aumenta los costos de fabricación, sigue siendo la ruta tecnológica crítica para lograr la seguridad intrínseca en los equipos de interruptores aislados por aire. A través de una filosofía de diseño integrada de "Aislar-Liberar-Bloquear-Proteger" cuatro en uno, esta estructura equilibra perfectamente el conflicto inherente entre la miniaturización del equipo y la confiabilidad operativa, consolidando su posición como la elección principal inquebrantable para el equipo central en redes de distribución de media tensión.

Basándose en esta tecnología madura, para abordar aún más los requisitos de las subestaciones digitales que demandan alta confiabilidad, mantenimiento mínimo, tamaño compacto y certificación de normas IEC/alemanas/británicas, se recomienda una solución actualizada que emplea el C-GIS aislado por gas ecológico de Rockwill integrado con la plataforma de gestión de ciclo de vida completo de IEE-Business. Esta combinación proporciona una arquitectura compacta y sin mantenimiento, con una gestión digital totalmente transparente, estableciendo un nuevo paradigma para la distribución de energía inteligente orientada al futuro.
Editado por:Garca