Obiettivo della Sfida: Affrontare i punti di dolore dei tradizionali Trasformatori di Corrente (CT) degli Armadi a Isolamento Aereo (AIS) riguardanti la precisione di misura (in particolare in condizioni di sovraccarico e transitorio), la stabilità meccanica e l'affidabilità a lungo termine. Realizzare un'innovazione tecnologica di base per migliorare complessivamente le prestazioni del prodotto.
Soluzioni di Ottimizzazione delle Tecnologie di Base:
- Rivoluzione del Materiale del Nucleo: Lega Nanocristallina Sostituisce l'Acciaio Silicio
- Soluzione di Base: Abbandonare l'acciaio silicio tradizionale, adottando una lega nanocristallina a base di ferro ad alte prestazioni come materiale del nucleo.
- Vantaggi Tecnici:
- Perdite al Nucleo Ultra Basse (≤0,5W/kg): Riduce significativamente le perdite per isteresi e correnti indotte rispetto all'acciaio silicio, diminuendo notevolmente la generazione di calore e migliorando l'efficienza energetica.
- Densità di Flusso di Saturazione Ultra Alta (1,8T): Superiore di gran lunga al punto di saturazione dell'acciaio silicio (tipicamente <1,6T), migliorando significativamente la capacità anti-saturazione.
- Precisione Garantita: Mantiene un funzionamento stabile nella regione lineare anche in condizioni di sovraccarico del 120% della corrente nominale, assicurando il mantenimento costante dei requisiti di precisione di classe 0,2S.
- Risposta Frequnziaria Ampia: Caratteristiche eccellenti ad alta frequenza formano la base per una misurazione precisa del corrente transitoria.
- Progettazione Strutturale Anti-Vibrazione: Incapsulamento Composito Rigido-Flessibile
- Soluzione di Base: Utilizzare un processo di colata e polimerizzazione al vuoto integrato per le avvolgimenti secondari e i cavi principali, impiegando una resina epoxidica ad alta tenacità + un materiale composito con fibre di vetro rinforzate direzionalmente.
- Vantaggi Tecnici:
- Stabilità Meccanica Eccezionale: Forma una struttura monolitica ad alta resistenza e rigidità, assorbendo ed dissipando efficacemente lo stress meccanico ed l'energia vibratoria.
- Resistenza alle Vibrazioni Dimostrata: Ha superato test di vibrazione randomica a banda larga rigorosi (10-500Hz, simulando condizioni estreme), con uno spostamento misurato <0,1mm, ben al di sotto dei limiti standard. Elimina i rischi di allentamento dei terminali secondari e di rottura per fatica delle saldature causati dalle vibrazioni.
- Tolleranza Ambientale: Eccellente resistenza alle intemperie, all'umidità e alla polvere, proteggendo da ambienti operativi severi.
- Tecnologia dell'Aria Distribuita: Gestione Precisione del Rimanescente Magnetico
- Soluzione di Base: Introdurre in modo preciso una serie di interstizi distribuiti e controllati a livello micrometrico (~50µm) nelle regioni non critiche del percorso magnetico del nucleo attraverso un processo specializzato.
- Vantaggi Tecnici:
- Controllo Efficace del Rimanescente Magnetico: Limita efficacemente il flusso residuo (rimanescente) generato nel nucleo dopo l'interruzione della corrente di fault, riducendone significativamente l'impatto sulla precisione di misura successiva (soprattutto per piccole correnti).
- Balzo nelle Prestazioni Transitorie: Migliora significativamente la capacità di trasformazione del CT per componenti DC decrescenti non periodiche (offset DC) generate da fault del sistema elettrico (ad esempio, cortocircuiti), garantendo un errore di trasformazione di corrente transitoria <5%. Soddisfa i requisiti moderni di alta precisione transitoria per i CT di protezione (incorporando aspetti delle caratteristiche dei CT di classe TP).
- Mantenimento della Alta Precisione: Preserva l'integrità del nucleo nelle regioni critiche del percorso magnetico, assicurando una misurazione ad alta precisione (classe 0,2S) nelle correnti operative normali.
Vantaggi Complessivi (Valore Quantificabile):
- Garanzia di Precisione di Misura: Raggiunge costantemente i requisiti di precisione di classe 0,2S in condizioni impegnative (ad esempio, sovraccarico del 120%, transitori complessi), fornendo "occhi" più affidabili per i sistemi di misura e protezione dell'energia.
- Balzo nell'affidabilità: Riduzione significativa del tasso di guasti ≥60%. I guasti meccanici causati dalle vibrazioni sono virtualmente eliminati. Gli aggiornamenti del materiale del nucleo e della struttura migliorano sostanzialmente la stabilità complessiva.
- Vita Utile Prolungata: Il progetto ottimizzato riduce significativamente gli impatti dovuti all'invecchiamento del materiale, alla fatica dello stress e agli effetti termici, aumentando la durata prevista complessiva a ≥40 anni, riducendo drasticamente i costi di manutenzione e sostituzione nel ciclo di vita.
- Fondamento per la Sicurezza del Sistema Elettrico: La capacità di trasformazione ad alta precisione transitoria è cruciale per garantire l'eliminazione rapida e accurata dei fault da parte dei relè di protezione, supportando fortemente l'operazione sicura e stabile della rete.
Implementazione & Validazione:
Le tecnologie di base di questa soluzione (Nucleo Nanocristallino, Incapsulamento Composito Anti-Vibrazione, Interstizi Micro Distribuiti) sono state validate rigorosamente attraverso test di tipo, test ambientali (riscaldamento, umidità, condensa) e test di invecchiamento accelerato a lungo termine. I test di vibrazione hanno rigorosamente seguito gli standard inclusi IEC 60068-2-6. I test di prestazioni elettromagnetiche (precisione, caratteristiche transitorie, riscaldamento, isolamento, ecc.) sono stati condotti in conformità con IEC 61869-1, -2 e gli standard nazionali pertinenti. I dati dei report di test supportano robustamente l'efficacia della soluzione.
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