Projeto e Desenvolvimento do Disjuntor a Vácuo WVT-12

I. Pesquisa de Mercado e Técnica

Desde 2003, tenho estado envolvido no projeto-chave de localização da tecnologia do disjuntor a vácuo WVT-12 para a Anhui Longbo Company. Naquela época, na classe de tensão de 12kV, os disjuntores a vácuo ocupavam mais de 98% dos disjuntores totais. Com o avanço da construção da rede elétrica e o crescimento da demanda por eletricidade industrial e residencial, os mercados doméstico e internacional mostraram uma tendência contínua de alta na demanda por disjuntores a vácuo avançados de 12kV.

A tecnologia da série WVT foi introduzida com sucesso da Polônia em 1997. Sua tecnologia geral está em nível avançado mundial e domina os mercados da Europa Oriental, Europa Central, Comunidade dos Estados Independentes (CIS) e outras regiões. Através de pesquisa técnica aprofundada, observamos atentamente que os disjuntores a vácuo estão se movendo em direção à miniaturização, operação mínima (ou sem manutenção) e alta confiabilidade. Entre eles, surgiu a tecnologia de pólo fundido, que funde inteligentemente a câmara de extinção de arco e o circuito principal com resina epóxi em uma única etapa, alcançando um excelente desempenho de operação sem manutenção durante todo o ciclo de vida do produto e já se tornando a tendência de desenvolvimento principal na indústria.

Em termos de conformidade com padrões, os disjuntores a vácuo domésticos seguem principalmente padrões como JP3855-96 Condições Gerais Técnicas para Disjuntores a Vácuo de Alta Tensão AC de 3,6～40,5kV e DL403-91 Condições Técnicas para Pedido de Disjuntores de Alta Tensão Internos de 10～35kV. Internacionalmente, embora não haja um padrão específico totalmente correspondente ao JB3855 da China, o padrão IEC 56 Disjuntores de Alta Tensão AC é frequentemente aplicado. Vale mencionar que os padrões chineses em termos de nível de isolamento, nível de resistência à tensão após testes de vida útil elétrica das câmaras de extinção de arco a vácuo, tempo de retração de fechamento dos contatos e corrente de teste para testes de aquecimento são todos superiores ou mais rigorosos que os padrões IEC.

II. Projeto de Esquema Técnico
(A) Determinação do Conceito do Esquema Técnico

Analisamos e comparamos as tecnologias típicas de disjuntores a vácuo na classe de tensão de 12kV, e comparamos três produtos: ZN28, VEP e VD4:

• ZN28: Tem ampla cobertura de mercado e baixo preço, pertencendo ao tipo econômico, adequado para ocasiões gerais;

• VD4: Tecnologia ABB, em posição líder mundial, adequada para locais de alto parâmetro e alta confiabilidade;

• VEP: Digesta a tecnologia alemã e cumpre tanto os padrões nacionais chineses quanto os padrões industriais alemães.

Nosso conceito de esquema técnico é: o desempenho elétrico e as dimensões externas atingem o nível do VD4, o desempenho do mecanismo de operação é superior ao do VEP e VD4, com estrutura mais compacta, desempenho mais confiável e, ao mesmo tempo, tem preços competitivos no mercado.

(B) Projeto de Esquema Específico

• Projeto Geral: As dimensões externas são intercambiáveis com VD4, VEP e tipos ZN□-12, e os parâmetros elétricos básicos e os principais indicadores de desempenho são consistentes com os do VD4 e VEP.

• Circuito Conduzido Primário: Adota polos encapsulados. Através da tecnologia de formação APG, componentes do circuito principal, como as câmaras de extinção de arco a vácuo, são incorporados em resina epóxi e fundidos em um corpo integral, simplificando a montagem, reduzindo a resistência do circuito conduzido primário, melhorando o desempenho de isolamento e alcançando a miniaturização e operação sem manutenção.

• Câmara de Extinção de Arco a Vácuo: Equipada com uma câmara de extinção de arco a vácuo de cerâmica selada no meio, contatos de cobre-cromo e uma estrutura de campo magnético longitudinal em forma de taça, apresentando alta resistência à tensão, baixa taxa de desgaste elétrico, longa vida útil elétrica, etc.

• Mecanismo de Operação: Disposto na frente e atrás da câmara de extinção de arco a vácuo, é um mecanismo de armazenamento de energia de mola plana com funções de armazenamento de energia manual e elétrica. Adota design modular, reduz os elos intermediários no mecanismo de transmissão e usa um mecanismo de pino de semi-eixo secundário para retenção de fechamento. O mecanismo de armazenamento de energia usa design de deceleração de turbina e engrenagem, etc. A bobina de disparo é de estrutura totalmente fechada e de ação direta, e o ajuste de sobrecurso está conectado ao mecanismo através de um varão de tração isolante, facilitando o ajuste de sobrecurso do interruptor sem remover o circuito principal.

• Design de Contato: Adota contatos de campo magnético longitudinal em forma de taça. Durante o arco, a corrente gera um campo magnético longitudinal, fazendo com que o arco se difunda e distribua uniformemente. Quando a corrente passa por zero, a resistência dielétrica recupera-se rapidamente para realizar a interrupção.

III. Análise de Benefícios Econômicos e Sociais

No final de fevereiro de 2006, fabricamos o disjuntor a vácuo de alta tensão para interior WVT de acordo com o esquema de projeto. Após a inspeção de qualidade, foi enviado ao centro nacional de testes para testes de tipo em 2 de março. Em 13 de abril, o relatório de inspeção foi obtido, e os resultados atenderam aos requisitos, satisfazendo os padrões de disjuntores M2 e C2.

Este produto possui tecnologia avançada e propriedade intelectual independente, com longa vida e operação sem manutenção, reduzindo perdas econômicas decorrentes da manutenção elétrica. Possui bom desempenho de isolamento, pode ser usado em ambientes adversos, pode substituir produtos importados e tem um preço menor. A demanda anual do mercado doméstico é de cerca de 350.000 unidades, mostrando um amplo prospecto de mercado e bons benefícios econômicos e sociais.