Características Chave e Desenvolvimento de Unidades de Anel Principal com Isolamento a Nitrogênio

1 Características das Unidades de Anel Isoladas com Nitrogênio

A nova geração de unidades de anel isoladas com nitrogênio tem as seguintes características principais:

• Excelente desempenho de isolamento. Todos os componentes ativos estão selados internamente, com superfícies externas feitas de material isolante, bloqueando efetivamente o fluxo de corrente e prevenindo interferências de objetos carregados externos.

• Alta resistência a condições ambientais externas. Tanto a caixa quanto os materiais de isolamento internos possuem alta resiliência contra desastres naturais e se adaptam bem a condições climáticas severas.

• Baixa pressão de operação, geralmente não excedendo 0,2 MPa.

• Estrutura compacta com espaçamento mínimo entre componentes, permitindo um layout racional e centralizado em um único espaço.

2 Desenvolvimento
2.1 Redução de Lacunas de Gás

Reduzir lacunas de gás é uma maneira eficaz de melhorar o isolamento. Menores lacunas resultam em melhor isolamento. Os métodos-chave incluem:

• Uso de barras coletoras redondas: ajuda a reduzir a não-uniformidade do campo elétrico e cria espaço para outros componentes, diminuindo a intensidade do campo;

• Emprego de materiais isolantes de alto desempenho: bloqueia o movimento de elétrons, reduz significativamente a distribuição de carga e variações de campo;

• Adoção de interruptores rotativos: fornece interrupções de isolamento duplo, protege campos elétricos em contatos estáticos e incorpora flanges dentro do material isolante.

2.2 Design da Estrutura de Isolamento

O design envolve dois aspectos:

• Redução da intensidade do campo elétrico ao redor dos bushings: alcançada através do reforço da resistência ao isolamento, otimização da altura dos componentes de aterramento e modelagem de flanges e bushings (formas circulares superam as retangulares);

• Otimização de suportes isolantes: projeto racional do raio do isolante em coordenação com o layout interno e blindagem para reduzir a intensidade do campo.

2.3 Efeito de Blindagem

A blindagem é crítica para o desempenho do isolamento:

• Blindagem de flanges: aplicação de blindagem ao redor de flanges, bushings e isolamento para reduzir a intensidade local do campo elétrico;

• Blindagem de isoladores: instalação de escudos metálicos próximos aos isoladores para suprimir o movimento de elétrons;

• Uso de materiais isolantes avançados: substituição de materiais obsoletos para prolongar a vida útil. Além disso, o nitrogênio atua como antioxidante, prevenindo efetivamente a oxidação do equipamento.

3 Aplicação

As unidades de anel isoladas com nitrogênio têm grande potencial no setor de energia ecológica. No início do século XXI, as unidades isoladas com SF₆ eram amplamente utilizadas em aplicações de energia e indústria. O desenvolvimento de alternativas ecológicas alinha-se com os objetivos de sustentabilidade e impulsiona a atualização industrial. Como um elo chave entre as usinas de energia e os usuários finais, a substituição deste componente por materiais ecológicos traz benefícios mútuos para as concessionárias e a sociedade.

4 Conclusão

Crises ecológicas e depleção do ozônio destacam o impacto ambiental severo do SF₆. O desenvolvimento de unidades de anel isoladas com nitrogênio de 12 a 24 kV substitui esse gás de efeito estufa por nitrogênio sem poluição. A otimização de barras coletoras, bushings, isoladores e estruturas de blindagem, essas unidades reduzem significativamente a carga ambiental e contribuem para a proteção ambiental.