Deseño e desenvolvemento do interruptor de circuito a vacío WVT-12

I. Investigación de mercado e técnica

Desde 2003, estiven envolvidos no proxecto clave de localización da tecnoloxía do interruptor de vacío WVT-12 para a compañía Anhui Longbo. Naquel momento, na clase de tensión de 12kV, os interruptores de vacío ocupaban máis do 98% do total dos interruptores. Con o adianto da construción da rede eléctrica e o crecemento da demanda de electricidade industrial e residencial, os mercados nacionais e internacionais mostraron unha tendencia de aumento continuo na demanda de interruptores de vacío avanzados de 12kV.

A tecnoloxía da serie WVT foi introducida con éxito desde Polonia en 1997. A súa tecnoloxía xeral está ao nivel avanzado do mundo e domina os mercados de Europa Oriental, Europa Central, a Comunidade de Estados Independentes (CIS) e outras rexións. A través dunha investigación técnica a fondo, observamos agudamente que os interruptores de vacío están dirixíndose cara a miniaturización, operación mínima (ou sen manutención) e alta fiabilidade. Entre eles, surxede a tecnoloxía de pólos fundidos, que funde hábilmente a cámara de extinción de arco e o circuito principal con resina epoxi de xeito integrado, logrando un excelente rendemento de operación sen manutención durante todo o ciclo de vida do produto, e xa se converteu na tendencia de desenvolvemento dominante na industria.

En termos de cumprimento de normas, os interruptores de vacío nacionais seguen principalmente as normas como JP3855-96 Condicións Técnicas Xerais para Interruptores de Vacío de Alta Tensión AC de 3.6～40.5kV e DL403-91 Condicións Técnicas para a Orde de Interruptores de Alta Tensión Interior de 10～35kV. A nivel internacional, aínda que non hai unha norma específica que corresponda totalmente ao JB3855 chino, a norma IEC 56 Interruptores de Alta Tensión AC é frecuentemente aplicada. É digno de mención que as normas chinas en términos de nivel de aislamento, nivel de resistencia a voltaxes da cámara de extinción de arco de vacío despois das probas de vida eléctrica, tempo de rebote de cierre dos contactos e corrente de proba para as probas de elevación de temperatura son todas superiores ou máis estritas que as normas IEC.

II. Diseño do esquema técnico
(A) Determinación do concepto do esquema técnico

Disecamos e analizamos as tecnoloxías típicas de interruptores de vacío na clase de tensión de 12kV, e comparamos tres produtos: ZN28, VEP e VD4:

• ZN28: Ten unha ampla cobertura de mercado e un prezo baixo, pertencente ao tipo económico, adecuado para ocasións xerais;

• VD4: Tecnoloxía ABB, en posición líder mundial, adecuada para lugares de altos parámetros e alta fiabilidade;

• VEP: Digiere a tecnoloxía alemá e cumple tanto coas normas nacionais chinas como cos estándares industriais alemáns.

O noso concepto de esquema técnico é: o rendemento eléctrico e as dimensións externas alcanzan o nivel do VD4, o rendemento do mecanismo de funcionamento é mellor que o do VEP e VD4, cunha estrutura máis compacta, un rendemento máis fiable e, ao mesmo tempo, ten prezos competitivos no mercado.

(B) Diseño específico do esquema

• Deseño xeral: As dimensións externas son intercambiables con VD4, VEP e tipos ZN□-12, e os parámetros eléctricos básicos e os indicadores principais de rendemento son consistentes cos de VD4 e VEP.

• Circuíto conductor principal: Adóptase pólos encapsulados. A través da tecnoloxía de formación APG, os compoñentes do circuito principal, como as cámaras de extinción de arco de vacío, están incorporados en resina epoxi e fundidos nun corpo integral, simplificando a montaxe, reducindo a resistencia do circuito conductor principal, mellorando o rendemento de aislamento e logrando miniaturización e operación sen manutención.

• Cámara de extinción de arco de vacío: Está equipada cunha cámara de extinción de arco de vacío sellada no medio, contactos de cobre-cromo e unha estrutura de campo magnético longitudinal en forma de copa, caracterizada por un alto nivel de resistencia a voltaxes, unha baixa taxa de desgaste eléctrico, longa vida eléctrica, etc.

• Mecanismo de funcionamento: Disposto fronte e detrás da cámara de extinción de arco de vacío, é un mecanismo de almacenamento de enerxía de molla plana con funcións de almacenamento manual e eléctrico. Adóptase un deseño modular, reduce os eslabóns intermedios no mecanismo de transmisión e usa un mecanismo de pino de media axa para a retención de cierre. O mecanismo de almacenamento de enerxía usa un deseño de deceleración de turbina e gusano, etc. O bobinado de disparo é de estructura directa totalmente cerrada, e o axuste de sobrecurso está conectado ao mecanismo a través dunha barra de tracción aislante, facilitando o axuste de sobrecurso do interruptor sen eliminar o circuito principal.

• Deseño de contactos: Adóptase contactos en forma de copa con campo magnético longitudinal. Durante o arco, a corrente xera un campo magnético longitudinal, facendo que o arco se difunda e distribúe uniformemente. Cando a corrente pasa por cero, a forza de aislamento recupérase rapidamente para lograr a interrupción.

III. Análise de beneficios económicos e sociais

Ao final de febreiro de 2006, fabricamos o interruptor de vacío de alta tensión interior WVT segundo o esquema de deseño. Despois da inspección de calidade, foi enviado ao centro nacional de probas para as probas de tipo o 2 de marzo. O 13 de abril, obteñuse o informe de inspección, e os resultados cumpriron os requisitos, satisfacendo as normas dos interruptores M2 e C2.

Este produto presenta tecnoloxía avanzada e dereitos de propiedade intelectual independentes, con longa vida e operación sen manutención, reducindo as perdas económicas debido á manutención eléctrica. Ten un rendemento de aislamento excelentes, pode usarse en entornos adversos, pode substituír produtos importados e ten un prezo inferior. A demanda anual do mercado nacional é de aproximadamente 350.000 unidades, mostrando un amplo panorama de mercado e bons beneficios económicos e sociais.