Diseñando equipos aislados al aire y con gas fiables de 24kV

Unean, Txinako erdigintasuneko banatze-txartelak 10kV-en araberak dira. Ekonomiaren garapen azkarrean, indarrak handitu dira, eta orain arteko osagaiaren murrizketak gehiago agertzen dira. 24kVko altu-indarrako txartela-kontrolak, indar handiagoen eskarietara erantzuneko abantaila onen dituztenez, industrian garrantzi handia hartu dute. Estatu Sarea “20kVko tensio-maila sustatzeko” oharrarekin, 20kVko tensio-maila erabilera azkarrean datoz.

Tensio-maila hauentzako produktu garrantzitsuen bat diren 24kVko altu-indarrako txartela-kontrolei dagokionez, euren egitura eta izolamendu diseinua industriko fokua bihurtu dira. Elektrizitate industriaren estandarraren arabera, "Altu-indarrako txartela-kontrolei eta kontrol-errezagoi elektriko bateragarriak" (DL/T 593-2006), txartelei zehazki definitzen zaizkie izolamendu beharrek. 24kVko produktuetarako izolamendu behar hauek dira:

Airaren tartea gutxienez (fase artean, fase-lurrean): 180mm; Tentsio ikasketa maiztasuna (fase artean, fase-lurrean): 50/65 kV/min, (banatzaile isolatzaileen artean): 64/79 kV/min; Urazta tentsio ikasketa maiztasuna (fase artean, fase-lurrean): 95/125 kV/min, (banatzaile isolatzaileen artean): 115/145 kV/min.

Oharra: Barra ezkerreko datuak oinarrituta daude neutralaren sisteman, eta barra eskuineko datuak daude neutrala arkuduna aldegarriko bobina baten bidez edo ez dagoen sistema baten bidez.

24kVko altu-indarrako txartela-kontrolak bi motatan sailkatu daitezke: aire-isolatutako metal-itzalitako txartela-kontrolak eta SF6 gas-isolatutako erradio-unitateak. 24kVko aire-isolatutako metal-itzalitako txartela-kontrolak, bereziki, erdian kokatutako atera-gaitzeko tipoa (aipamenetan 24kVko erdian kokatutako txartela-kontrol deritzon) disegun fokua bihurtu dira. Artikulu honek zenbait iradokizun ematen ditu 24kVko erdian kokatutako txartela-kontrol eta SF6 gas-isolatutako erradio-unitateen egitura eta izolamendu diseinurako, erreferentzia eta iritzia emateko.

1. 24kVko Erdian Kokatutako Txartela-Kontrolen Diseinua

24kVko erdian kokatutako txartela-kontrolen teknologia hiru itinerarioetan datoz: Lehenik, 12kVko KYN28-12 produktuaren eguneratzea, izolamenduarekin lotutako osagaiak ordezkatuz. Bigarrenik, inportatutako erdian kokatutako produktu estranjariak, ABB eta Eaton Senyuan bezalako. Hirugarrenik, Txinako barruan garatutako 24kVko erdian kokatutako txartela-kontrolak. Hirugarren kategoria, Txinako teknologiaren eta eskarien araberakoa, merkatuan konkurentzia handiena duena. Beraz, diseinuan, produktuaren egitura osoa eta izolamendu diseinua kontsideratu behar dira, hurrengo moduan:

1.1 Altuera berdina duen armairu egitura eta triangeluarra busbar-renkuntza

Askotan, 12kVko erdian kokatutako txartela-kontrolak aurreko alde altuagoa eta atzeroko alde baxuko egitura duten, eta hiru faseko busbarek triangeluar (delta) konfigurazioa duten, eta instrumentuaren espazioa kendu ahal den, independentzia duten egitura. Metodo hau 24kVko erdian kokatutako txartela-kontrolentzako erabili bada, ez litzateke 180mm airaren tartea bete. Beraz, 24kVko erdian kokatutako txartela-kontrolak altuera berdina duen armairu diseinua jarraitu behar du, instrumentuaren espazioa armairu nagusian integraziondu.

Armairuaren altuera 2400mm-ra igotu behar da, busbar eta interruptorren espazio gehiago emateko. Busbararen sarrerak triangeluarra izan behar dituzte. Honen metodoak, airaren tartea betez, elektromagnetikoen indarretako kontraesanak eta busbarek kalore desagertzea hobetzen ditu, izolamendu fidagarritasuna hobetuz.

1.2 Txartela-kontrolen zabalera diseinu arrunta

Izolamendu fidagarritasunaren perspektibatik, aire izolatzea metodo fidagarrienetako bat da; soilik izolamendu tartea garantizatzen bada, izolamendua oso garantizatzen da. Aire izolatze osoaren diseinuari begira, 24kVko txartela-kontrolen teoretiko zabalera 1020mm izan beharko luke. Baina, praktikan, askotan fabrikak 1000mm zabalera duen armairu aukeratzen dute, kompositu izolamendu erabili behar duzunez. Oro har, busbarei termoplastikoa aplikatzen zaie, eta fase artean eta fase-lurrean SMC (Sheet Molding Compound) izolamendu barruko mugak instalatzen dira izolamendua hobetzeko.

1.3 Indar elektriko uniformea diseinatzeko

Eskurriketen probak frogatzen dute tensio maila altuagoa, indar elektriko lokala tentsio ikasketa maiztasun probetan handiagoa, aldiz, korona indar elektriko soinuak agertzen dira. Regulazioaren arabera, ordea, ez bada indar elektriko trinkoak, proba gainditu dela kontsideratzen da. Hala ere, indar elektriko lokala handiak produktuak normalen funtzionamenduan indar elektriko altuak suportatzeko gaitasuna eragin dezake.

Beraz, produktuaren diseinuan, indar elektriko uniformea lortzea lehentasun izan behar du, indar elektriko lokala konzentrazioa saihesteko. Esperientziaren arabera, konduktoreak formatzeko indar elektriko uniformea lortzea efektiboa da. Busbaren amaierak, forma biribilaren bitartez milatzen dira. Kontaktu-kaxan busbaren amaierak, lehenengoa biribilaren forma, gero biribilaren mila. Baldintza horietan, interruptorerako plumeren kontakturen kanpoan metalikoa ekintzailea instalatu, edo kontaktu-kaxa moldatzean metalikoa ekintzaile sarria txertatu. Neurrizkoak indar elektriko uniformea lortzen laguntzen ditu, indar elektriko pikeak saihestuz, eta izolamendu maila hobetuz.

1.4 Erosi distantzia luzea duen material izolanteen erabilera

Paretako sarrerak, kontaktu-kaxak, eta sostengatzaile izolanteek erosi distantzia luzea izan behar dute 24kVko izolamendu beharrak betetzeko. Bereizi, kontaktu-kaxen diseinuan, metalikoa ekintzaile sarria gehitu behar da, eta barruko espazioa higidura-eginaren egitura erabili behar da, zirkularra ez baitu efektiboki kondensazioa eta polimendua saihesteko.

2. 24kVko SF6 Gas-Izolatutako Erradio-Unitateen Diseinua

24kVko SF6 gas-izolatutako erradio-unitateak hasten dira lehenago; Siemens eta ABB 1980ko hamarkadan hasi ziren. Honek adierazten du asko herrialde estranjartean 24kV erabiltzen direla erdigintasunaren tensio maila nagusia. Produktuak teknologia aurreratua, prestazio altuak, eta fidagarritasuna handia dituzte. Domestiko 24kVko SF6 gas-izolatutako erradio-unitateak urte berrietan garatu dira. Baldintza ugariengatik, produktuak ikerketa, garapen, eta probetan daude.

24kVko SF6 gas-izolatutako erradio-unitateen teknologia aurreratua denez, egitura eta izolamendu diseinua estranjarteko esperientzia madurarik onenean oinarritu behar da. Hurrengoak dira produktuaren egitura eta izolamendu diseinurako zenbait iradokizun:

2.1 Egitura arrunta

24kVko SF6 gas-izolatutako erradio-unitate guztiak SF6 gaspleinak dituzten inoxiaren armairuan itsatsiak daude, beraz, kompaktoak dira. Egitura diseinuan, izolamendu indarrak eta gasaren humedadea kontsideratu behar dira, armairuaren tamaina diseinatzeko. Unitateak funtzionalitate osoa, erabilpen arrunta, eta egitura sinplea izan behar ditu.

2.2 Konfigurazioen hedapena

Konfigurazio diseinuan hedapena izan behar du. Zehaztasun batean, produktuaren kalitatea eta hedapenaren potentziala konfigurazio hedapenaren mendean dago. Estandarizatutako, modularrak dizainuak eskuin eta ezkerrera hedatzeko ibilbide elastikoa ematen du.

2.3 Izolamendu diseinuaren fidagarritasuna

24kVko SF6 gas-izolatutako erradio-unitateen arrisku nagusia izolamendu prestazioen jaitsiera da. Izolamendu prestazioen jaitsiera faktore hauek ditu: SF6 gasaren ihes; polimerikoa izolanteak edo segurtasun-materialak gas desberdinetarako (adibidez, ur-zuhaitza) zeharkaketaren adierazgarritasuna, armairuaren barruko paretan kondensazio onartezina; SF6 gasaren ur-zuhaitzaren kontrolean; eta izolamendu-osagaien trinkoak.

Izolamendu prestazioen jaitsiera saihesteko, neurrizkoak egin behar dira, hala nola: gasaren armairua inoxi oso soldatuaz egin, inongo itsasaldi itxiak utzi gabe; kabeleren sarrerak epoxi resinako moldatu eta armairuaren parekin oso soldatu; gasaren armairuaren segurtasuna hobetu, ur-zuhaitza zeharkatzeko gutxienez; SF6 ur-zuhaitz probetzailearekin ur-zuhaitza neurriko, eta segurtasun-armairu itxitan gutxienezko deshidratagarria txertatu, eta osagai guztiak temperatura eta denbora zehatzekin hornituko ditugu; SF6 txartela-kontrolak vakiotzat eta kargatzean, kargatze lineak N2 edo SF6 gas puritan garbitu; eta izolamendu-osagaien barruko mekanikoa indarrak gutxienez, antzu eta trinkoak saihesteko. Neurrizko horiek izolamendu fidagarritasuna hobetu lagunduko ditu.

3. Amaitzeko Esaldia

24kVko altu-indarrako txartela-kontrolen egitura eta izolamendu diseinua 12kVko txartela-kontrolen oinarrituta da, baina eskariak askoz handiagoak dira. Aldiz, praktikan funtzionamenduaren esperientzia gutxi denez, diseinu-prozesuan faktore guztiak kontsideratu behar dira produktuaren estandarrak betetzeko.