Mètodes de Montatge dels Interrumpidors al Vací i Disseny d’Aïllament Sòlid en Unitats de Distribució en Anell

Selecció del mètode de muntatge del commutador a vuit en el disseny d'aislament sòlid

La qüestió clau en el disseny de components d'aislament sòlid és si utilitzar encapsulació directa o col·locació posterior i potting per al commutador a vuit. Si s'adopta l'encapsulació directa, hi pot haver una certa taxa de residus degut a problemes del procés APG o problemes de qualitat del commutador a vuit. A més, l'encapsulació directa resulta en una dissipació de calor pitjor per al circuit conductor principal i requereix un rendiment més alt del material, fent difícil la producció en massa ja que diferents clients podrien seleccionar commutadors a vuit de diversos fabricants.

Si s'utilitza la col·locació posterior i el potting, encara es pot assegurar l'aislament extern, i el cost del commutador a vuit és menor, ja que no són necessaris commutadors encapsulats especialitzats. Durant el potting, no cal una capa de bufet al voltant del commutador; n'hi ha prou amb un tractament superficial. Aquest procés s'ha aplicat madurament en els interruptors de circuit a vuit exteriors durant molts anys. A més, quan el producte es calenta, el cau de silici que envolta el commutador té més flexibilitat, proporcionant millor alliberament de tensions.

Selecció de la temperatura de transició vítrea en el disseny d'aislament sòlid

Generalment, més alta sigui la temperatura de transició vítrea, més fragil serà el material i més propens a trencar-se. Si la temperatura de transició vítrea s'escull únicament basant-se en la resistència tèrmica, només uns pocs materials poden aconseguir tant una alta temperatura de transició vítrea com una excel·lent resistència a les creixades. Tanmateix, aquests materials són molt caros, incrementant significativament els costos de producció. Si el preu d'un nou producte és molt més elevat que els existents, l'acceptació del client es reduirà considerablement.

Per tant, la selecció de la temperatura de transició vítrea pot referir-se a la utilitzada en els components d'aislament de l'equips de commutació aïllats amb gas SF₆, com ara les carcasses de SF₆, on els contactes superiors i inferiors també estan incrustats en resina. Els materials utilitzats solen tenir una temperatura de transició vítrea al voltant de 100°C, i aquests productes han estat en servei durant molts anys amb molt poques incidències causades per sobrecalentament, indicant la raonabilitat d'aquesta elecció. Des del punt de vista del commutador, el control de la elevació de temperatura també és essencial: considerant la capacitat de portada de corrent adequada del circuit principal, el control de la conductivitat del material, la qualitat de la galvanització i la precisió de la montatge, així com el control i la reducció de la temperatura ambient mitjançant el disseny estructural. Les especificacions del material haurien de ser avaluatès de manera integral, combinades amb l'experiència operativa de productes similars.

Disseny de les cames de sortida en els components d'aislament sòlid

En el disseny de les cames de sortida dels components d'aislament sòlid, les cames d'entrada són generalment de tipus recte, mentre que les cames de sortida de vegades adopten un disseny corbat. Les cames corbades són més difícils de fabricar, amb els principals reptes que inclouen:

• L'alineació entre el conductor i el mòdul, on pot ocorre deformacions durant el pretractament del conductor;

• Les creixades després de la formació del producte, ja que el conductor està a una temperatura alta durant la formació, i un control de procés inadequat pot conduir a creixades després del refredament. A més, en el disseny, s'ha de tenir en compte si podria ocórrer descàrrega a la colla de muntatge durant la instal·lació posterior.

Disseny dels components conductors i connexió dels circuits conductors en l'aislament sòlid

Quan es dissenyen els components conductors principals, s'han d'aconseguir transicions suaus sempre que sigui possible, assumint que es compleixin els requisits de capacitat de corrent; preferiblement arrodonides en lloc d'angles. S'ha d'utilitzar soldadura per a les connexions en lloc de juntes amb bolts per minimitzar la descàrrega de corona i prevenir creixades. Per a les connexions mòvils, es prefereix una connexió de tipus interruptor de cuina, que redueix el cost en comparació amb els tipus de connexió per inserció, abaixa els requisits de dimensions del conductor i precisió posicional, i permet un ajust més fàcil de la resistència de bucle.

Basant-se en els requisits generals de resistència de bucle, és convenient especificar la resistència de bucle de les parts conductores incrustades en resina, especialment per als conductors soldats, per evitar que el producte es descarti degut a una resistència excessiva causada per una mala qualitat de la soldadura. Optimitzant el disseny de la forma del conductor, es pot reduir la intensitat del camp elèctric a terra (capa superficial de terra), millorar l'adherència amb la resina i augmentar la força mecànica total del component aïllant.

Disseny de la capa superficial de terra en els components d'aislament sòlid

Els tractaments de la capa superficial de terra inclouen la cobertura externa amb cau de silici conductiu, l'aplicació d'adhesiu conductiu (o pintura) o la pulverització metàlica. Indiferent del mètode utilitzat, l'objectiu central és controlar la descàrrega parcial. Sense un control eficient, la descàrrega parcial pot conduir fàcilment a la ruptura, que també està relacionada amb el disseny de l'espessor de la capa de resina. En comparació amb altres components d'aislament blindat, la estructura de l'aislament sòlid difereix significativament; els altres components solen presentar un camp elèctric cilíndric còncrec entre les parts de tensió alta i de terra, independentment de si la part de tensió alta és una xarxa de blindatge o un conductor circular.

En l'aislament sòlid, tot i això, la secció de tensió alta inclou superfícies circulars i planes, mentre que la part de terra és plana, necessitant una consideració cuidadosa de com aquestes diferències estructurals afecten el rendiment. Des d'un punt de vista tècnic, els dos requisits clau per a la capa de terra són la continuïtat i el nivell de descàrrega parcial. Durant el transport, la instal·lació, especialment el treball in situ, qualsevol impacte o descascarat pot causar descàrrega parcial al voltant de l'aresta de la capa de terra, presentant nous reptes per a la operació i protecció posteriors.

Des d'un punt de vista de dissipació de calor, la pulverització metàlica ofereix el millor rendiment gràcies a la seva superior conductivitat tèrmica, millorant significativament la estabilitat contra diversos factors d'envejeciment, especialment el cicle tèrmic. La protecció de la capa de terra ha de ser considerada durant la fabricació del component aïllant, i la protecció del producte durant el processament de la capa de terra també és essencial.

Disseny de la montatge del cos d'aislament sòlid i les cames

La majoria dels dissenys separa el cos principal de les cames d'entrada i de sortida, inclosa la connexió entre els tubs aïllants de fusible i les cames, que estan en contacte dur durant la instal·lació. El control dimensional és important, però el control de procés durant la montatge també ho és. Si hi ha gaps de contacte, o si es introduix pols o humitat (per condensació ambiental) durant la montatge, pot ocorre descàrrega de flash-over a la colla de muntatge. A més, les unitats de maig principal tenen estructures compactes, així que la disposició ha de considerar la facilitat de la instal·lació de l'aislament d'entrada/sortida i els cables, especialment les terminacions de cable, que ja demanen una alta qualitat d'instal·lació. Una instal·lació inconvenient pot conduir fàcilment a problemes de qualitat i causar la ruptura de l'aislament.

Conclusió

Les unitats de maig principal aïllades sòlidament tenen un gran potencial de mercat. La recerca sobre el seu component central, l'element d'aislament sòlid, té amplis horitzons. Com el disseny de l'aislament sòlid continua millorant, la tecnologia de les unitats de maig principal aïllades sòlidament assolirà avanços addicionals.