Disseny i desenvolupament del interruptor de circuit vacuï WVT-12

I. Recerca de mercat i tècnica

Des del 2003, he estat involucrat en el projecte clau de localitzar la tecnologia del interruptor de circuit baix buit WVT-12 per a la companyia Anhui Longbo. En aquell moment, en la classe de tensió de 12kV, els interruptors de circuit baix buit ocupaven més del 98% dels interruptors de circuit totals. Amb l'avanç de la construcció de la xarxa elèctrica i el creixement de la demanda d'electricitat industrial i residencial, tant el mercat domèstic com el internacional han mostrat una tendència ascendent contínua en la demanda d'interruptors de circuit baix buit avançats de 12kV.

La tecnologia de la sèrie WVT va ser introduïda amb èxit des de Polònia el 1997. La seva tecnologia general és al nivell més avantguardista del món i domina els mercats d'Europa Oriental, Europa Central, la Comunitat d'Estats Independents (CEI) i altres regions. A través d'una recerca tècnica en profunditat, hem observat que els interruptors de circuit baix buit es dirigeixen cap a la miniaturització, operació mínima (o sense manteniment) i alta fiabilitat. Entre aquests, ha emergit la tecnologia de pols fundits, que fondeix elegantment la cambra d'extinció d'arc i el circuit principal amb resina epoxi en un sol procés, assolint un excel·lent rendiment sense necessitat de manteniment durant tot el cicle de vida del producte, i ja s'ha convertit en la tendència de desenvolupament dominant de la indústria.

En termes de conformitat amb les normes, els interruptors de circuit baix buit domèstics segueixen principalment normes com el JP3855-96 Condicions Tècniques Generals per a Interruptors de Circuit Buit d'Alta Tensió AC de 3.6～40.5kV i el DL403-91 Condicions Tècniques per a la Compra d'Interruptors de Circuit d'Interior d'Alta Tensió de 10～35kV. A nivell internacional, encara que no hi ha una norma específica que correspongui completament al JB3855 de la Xina, sovint s'aplica la norma IEC 56 Interruptors de Circuit d'Alta Tensió AC. Cal destacar que les normes xineses en termes de nivell d'aislament, nivell de suport de tensió de les cambres d'extinció d'arc després de les proves de vida elèctrica, temps de rebot del contacte en tancament i corrent de prova per a les proves de pujada de temperatura són totes més altes o més estrictes que les normes IEC.

II. Disseny del pla tècnic
(A) Determinació del concepte del pla tècnic

Hem dissecat i analitzat les tecnologies típiques d'interruptors de circuit baix buit en la classe de tensió de 12kV, i hem comparat tres productes: ZN28, VEP i VD4:

• ZN28: Té una àmplia cobertura de mercat i un preu baix, pertany al tipus econòmic, adequat per a ocasions generals;

• VD4: Tecnologia ABB, en una posició líder mundial, adequada per a llocs amb paràmetres alts i fiabilitat elevada;

• VEP: Assimila la tecnologia alemanya i compleix amb les normes nacionals xineses i les normes industrials alemanyes.

El nostre concepte del pla tècnic és: el rendiment elèctric i les dimensions externes arriben al nivell del VD4, el rendiment de l'operador és millor que el del VEP i VD4, amb una estructura més compacta, rendiment més fiable, i alhora, té preus competitius en el mercat.

(B) Disseny específic del pla

• Disseny general: Les dimensions externes són intercanviables amb el VD4, VEP i ZN□-12, i els paràmetres elèctrics bàsics i els indicadors de rendiment principal són consistents amb els del VD4 i VEP.

• Circuit conductiu principal: Utilitza pols encapsulats. A través de la tecnologia de formació APG, els components del circuit principal com les cambres d'extinció d'arc s'encapsulen en resina epoxi i es fan un cos integral, simplificant l'ensamblat, reduint la resistència del circuit conductiu principal, millorant el rendiment d'aislament i assolint la miniaturització i operació sense manteniment.

• Cambra d'extinció d'arc baix buit: Equipada amb una cambra d'extinció d'arc baix buit de ceràmica sellada al mig, contacts de cobre-cromi i una estructura de camp magnètic longitudinal en forma de got, caracteritzada per un alt nivell de suport de tensió, baixa taxa d'usura elèctrica, llarga vida elèctrica, etc.

• Mecanisme d'operació: Disposat davant i darrere de la cambra d'extinció d'arc baix buit, és un mecanisme d'emmagatzematge d'energia de molla plana amb funcions d'emmagatzematge manual i elèctric. Adopta un disseny modular, redueix els enllaços intermediaris en el mecanisme de transmissió i utilitza un mecanisme de retenció de tancament de semi-eix secundari. El mecanisme d'emmagatzematge d'energia utilitza un disseny de reducció de velocitat de turbina i volant, etc. La bobina de trip és d'estructura directa totalment tancada, i l'ajustament de sobretorn es connecta al mecanisme a través d'una barra tirant aïllada, facilitant l'ajustament de sobretorn del commutador sense treure el circuit principal.

• Disseny del contacte: Utilitza contacts de camp magnètic longitudinal en forma de got. Durant l'arc, la corrent genera un camp magnètic longitudinal, fent que l'arc es difonja i es distribueixi uniformement. Quan la corrent passa per zero, la força d'aislament es recupera ràpidament per aconseguir la interrupció.

III. Anàlisi dels beneficis econòmics i socials

A finals de febrer de 2006, varem fabricar l'interruptor de circuit baix buit interior WVT segons el pla de disseny. Després de l'inspecció de qualitat, el 2 de març es va enviar al centre nacional de proves per a les proves de tipus. El 13 d'abril, es va obtenir el informe d'inspecció, i els resultats van complir amb els requisits, satisfent els estàndards dels interruptors M2 i C2.

Aquest producte disposa d'una tecnologia avançada i drets de propietat intel·lectual independents, amb una vida llarga i operació sense manteniment, reduint les pèrdues econòmiques degudes al manteniment elèctric. Té un bon rendiment d'aislament, pot ser utilitzat en entorns adversos, pot substituir els productes importats i té un preu més baix. La demanda anual del mercat domèstic és d'uns 350.000 unitats, mostrant un ampli horitzó de mercat i bons beneficis econòmics i socials.