Investigación sobre a aplicación de conmutadores de carga de 10kV nas redes de distribución

Como traballador de primeira liña na operación e mantemento da distribución eléctrica, trátome diariamente con interruptores de carga—son os “porteiros” dos sistemas de distribución de media tensión, garantindo un suministro de enerxía estable para os usuarios. Con o rápido desenvolvemento económico, a demanda de seguridade e fiabilidade do sistema eléctrico aumenta continuamente. Os sistemas de distribución de media tensión son cruciais para a estabilidade da rede, e os interruptores de carga (como equipo clave montado en liña) xogan un papel fundamental. As súas funcións principais inclúen: ① Cerrar as correntes de carga das liñas principais e secundarias durante o mantemento ou a transferencia de carga; ② Crear puntos de interrupción visibles para a seguridade do persoal durante as reparacións da liña; ③ Axudar na aterramento para o mantemento. Máis aló da funcionalidade, deben ser fáciles de instalar, fiables na operación, de baixo mantemento e económicos.

Os interruptores de carga son equipos de conmutación con dispositivos de extinción de arco simples. Estructuralmente, deben cumprir: brechas visibles na posición aberta (eliminando a necesidade de desconectadores en serie); alta resistencia para operacións de conmutación sen manutención frecuente dos contactos/cámaras de arco; e a capacidade de cerrar correntes de curto circuito (cumprindo os requisitos de estabilidade dinámica/térmica, mesmo que non abran correntes de curto circuito).

1. Clasificación e Comparación de Interruptores de Carga
1.1 Clasificación por Medio Extinguidor de Arco

Os interruptores de carga clasifícanse en cinco tipos segundo o medio extinguidor de arco: aceite mineral, aire comprimido, material orgánico productor de gas, gas SF₆ e interruptores de carga de vacío. Funcionalmente, inclúen tipos xerais, especiais e específicos (por exemplo, accionados por motor, con capacitor en paralelo, de operación frecuente e interruptores cara a cara).

1.2 Evolución Tecnolóxica e Ventaxas dos Interruptores de Carga de Vacío

Con o avance tecnolóxico, os interruptores de carga tradicionais (aceite mineral, aire comprimido, productor de gas) están sendo substituídos por interruptores de SF₆ e de vacío—especialmente estes últimos, que agora son amplamente utilizados. As probas mostran que os interruptores de vacío superan aos tipos tradicionais en moitos aspectos:

• Extinción Rápida do Arco: Os arcos de vacío extinguense no cero de corrente (debido á difusión de vapor metálico), coa recuperación da aislación máis rápida que no aire ou en SF₆. Ideal para a conmutación de transformadores sen carga, cables e liñas aéreas.

• Seguro e Limpio: Os arcos non salpican, evitando a contaminación/deterioro dos componentes do armario.

• Larga Duración: Menor distancia de arco, menor voltaxe de arco e menos desgaste dos contactos significan máis ciclos de conmutación e mínimo mantemento.

• Operación Eficiente: Baixa enerxía de cierre para o mecanismo de operación, estrutura simple e fácil miniaturización.

• Resistencia de Contacto Estable: Non hai oxidación no vacío, garantindo unha resistencia de contacto baixa a longo prazo.

2. Un Novo Tipo de Interruptor de Carga Combinado de Aislamento
2.1 Limitacións das Configuracións Tradicionais

Os interruptores de carga convencionais teñen dispositivos de extinción de arco en serie co circuito principal. A súa estabilidade dinámica/térmica está limitada polo deseño/material da cámara de arco, facéndolos inadecuados para sistemas de gran capacidade. Emparelhálos con desconectadores engade complexidade: manutención incómoda, lenta recuperación, mantemento frecuente e altos custos iniciais.

2.2 Introdución ao Interruptor de Carga Combinado de Aislamento Fla15/97

O interruptor de carga combinado de aislamento exterior Fla15/97 aborda estes problemas e é amplamente utilizado nas redes europeas.

2.2.1 Funcións Principais

Integra as funcións dun interruptor de carga de vacío, un desconectador e un interruptor de aterramento—un dispositivo multifuncional optimizado que equilibra o rendemento técnico e a eficiencia económica.

2.2.2 Características do Produto

• Completas e Avanzadas: A cámara de arco de vacío só maneja a conmutación do circuito (sen corrente de carga/curto circuito na posición cerrada). Recuperación rápida da aislación, mínimo desgaste dos contactos, longa duración, baixa resistencia de contacto e ausencia de danos por arco nos contactos principales. Curso de operación curto, compatible con actuadores pequenos.

• Fácil Instalación e Mantemento: Operación interlock entre o interruptor de vacío e o desconectador permite a apertura/cierre en un paso, previniendo operacións erróneas.

• Baixo Mantemento: Estructura simple con unha vida útil da cámara de arco de vacío de 5.000 operacións e outros compoñentes durando 30.000 operacións. O actuador incorporado usa tecnoloxía patentada da alemana Drees.

2.2.3 Pontos Técnicos Destacables

• Deseño Innovador de Conmutación: Conmutación en serie-paralelo das cámaras de arco de vacío (sistema auxiliar de extinción de arco) asegura que non haxa impacto de arco nos contactos principales.

• Actuador Aislado Incorporado: Separación clara entre contactos principais e auxiliares, con recuperación máis rápida da aislación após a apertura.

• Aislamento Fiable: Bandas de tensión de cobre mantén as distancias de aislamento.

• Operación Compacta: Curso curto, compatible con actuadores pequenos.

• Longa Vida Eléctrica: Mínimo desgaste dos contactos principais.

3. Conclusión

Á medida que a industria eléctrica se expande para satisfacer o rápido crecemento económico, as redes de distribución requiren solucions simples, fiables, seguras e económicas. As configuracións tradicionais de “interruptor + desconectador” ou “fusible de caída” só cumpren parcialmente estas necesidades. Os interruptores de carga de aislamento exterior (como o Fla15/97) ofrecen un mellor equilibrio entre funcionalidade e economía.

Os datos mostran que os interruptores de carga usanse 10 veces máis que os interruptores de circuito para as ramas de liñas de distribución en Europa e América. Integrándose con outras tecnoloxías, tamén son ampliamente aplicados en redes de distribución urbana (por exemplo, unidades de anel, ramas de cable e liñas de servizo ao cliente).

Para operadores de primeira liña como eu, promover tal equipo avanzado non é só unha actualización técnica—é sobre garantir a estabilidade da rede, reducir a carga de mantemento e proporcionar un suministro de enerxía fiable aos usuarios. Á medida que as redes de distribución evolucionan, estes interruptores de carga inteligentes e eficientes volveranse aínda máis indispensables.