Qual é o status atual de aplicação e a tendência de desenvolvimento dos equipamentos de média tensão?

Com a aceleração da automação do equipamento de energia, diversos tipos de equipamentos de comutação de média tensão surgiram no mercado. Classificados por meio de meios de isolamento, eles são principalmente divididos em isolados a ar, isolados a gás SF₆ e isolados sólidos, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens: o isolamento sólido oferece bom desempenho, mas tem baixa amigabilidade ambiental, o SF₆ possui excelente capacidade de extinção de arco, mas é um gás de efeito estufa, e o isolamento a ar tem alto custo-benefício, mas maior volume. As empresas precisam de uma seleção abrangente para aumentar a eficiência da aplicação.

Características de Desenvolvimento

Após um século de desenvolvimento, os equipamentos de comutação de média tensão têm um sistema técnico padrão sólido. As demandas dos usuários mudaram de funções/parâmetros básicos para alta confiabilidade e baixo custo operacional; a definição de padrões se concentra mais na continuidade da operação e segurança; o equipamento primário/secundário mostra uma divisão clara de trabalho com estruturas de produtos diversificadas; as tecnologias digitais e de detecção online promovem a inteligência, reduzindo os custos operacionais.

Status de Desenvolvimento Atual
Equipamentos de Comutação Isolados a Ar

Usando o ar como meio de isolamento, incluindo unidades de anel principal e equipamentos de comutação metálicos retráteis, que são seguros e ecologicamente corretos. O equipamento metálico de grande capacidade é adequado para cenários de fornecimento de alta potência, enquanto as unidades de anel principal são compactas, de baixo custo e fáceis de instalar, aplicadas principalmente em terminais de média tensão. Equipados com dispositivos de proteção integrados e transformadores, podem formar um sistema completo de automação de distribuição.

Equipamentos de Comutação Isolados a Gás SF₆

O gás SF₆ se destaca na extinção de arcos e isolamento, adequado para aplicações de média-alta tensão, mas é regulamentado devido ao seu efeito estufa. Os disjuntores de vácuo (VCBs) são limitados a ≤35kV devido às restrições de isolamento, portanto, o equipamento SF₆ permanece essencial para tensões mais altas. As soluções incluem o uso de misturas de gases para reduzir o consumo de SF₆ e melhorar as tecnologias de prevenção de vazamento e reciclagem.

Equipamentos de Comutação Isolados Sólidos

Com fundição de resina epóxi totalmente selada, é à prova de poluição e independente de altitude, aplicável a sistemas de ≤35kV. No entanto, o alto custo, os desafios de dissipação de calor e a difícil degradação da resina epóxi impedem a adoção ampla. É necessária uma otimização do design para equilibrar o selamento e a dissipação de calor.

Avanços Técnicos Chave
Tecnologia de Interrupção

VCBs com contatos de CuCr e estrutura de campo magnético longitudinal aumentam a capacidade de interrupção. As caixas de cerâmica permitem a miniaturização e a produção em massa de baixo custo.

Tecnologia de Isolamento

Os equipamentos de comutação isolados a gás usam N₂/ar em vez de SF₆, enquanto os equipamentos de comutação isolados sólidos melhoram a resistência ambiental através do encapsulamento de epóxi. Ambos adotam simulação de campo elétrico para confiabilidade.

Atualizações Inteligentes

Sensores integrados e módulos de comunicação permitem monitoramento de condições online. Dispositivos de proteção digitais e transformadores eletrônicos estão substituindo componentes tradicionais.

Tendências de Desenvolvimento

A miniaturização e a inteligência são as principais tendências: o equipamento miniaturizado reduz a área da subestação em >30%, diminuindo os custos de terras; a inteligência melhora a eficiência da manutenção por meio de tecnologias de gêmeo digital e 5G. Os esforços futuros devem eliminar o equipamento SF₆ não essencial, promover o isolamento a vácuo/sólido e apoiar o desenvolvimento da rede inteligente.

Conclusão

Os disjuntores a vácuo dominam atualmente o mercado, enquanto os produtos isolados a SF₆ e sólidos têm baixa penetração. Acelerar as aplicações de disjuntores a vácuo inteligentes e resolver os problemas ambientais do isolamento sólido atenderão melhor às necessidades verdes e inteligentes dos sistemas de energia.