Métodos de montaxe de interrumpidores de vacío e deseño de aislamento sólido en unidades de anel principal

Selección do método de montaxe do interruptor de vacío no deseño da aislación sólida

O problema clave no deseño dos compoñentes de aislación sólida é se usar a encapsulación directa ou o posterior envasado para o interruptor de vacío. Se se adopta a encapsulación directa, pode haber un certo índice de desperdicio debido a problemas do proceso APG ou de calidade do interruptor de vacío. Ademais, a encapsulación directa resulta en un peor disipación de calor para o circuito conductor principal e require un rendemento de material máis alto, facendo difícil a produción en serie xa que diferentes clientes poden escoller interruptores de vacío de diversos fabricantes.

Se se usa a instalación posterior e o envasado, aínda se pode garantir a aislación externa, e o custo do interruptor de vacío é menor, xa que non se requiren interruptores polares encapsulados especializados. Durante o envasado, non é necesario unha capa de amortiguación ao redor do interruptor, sendo suficiente o tratamento de superficie. Este proceso está maduramente aplicado en interruptores de vacío exteriores durante moitos anos. Ademais, cando o produto se aquece, o caucho de silicón ao redor do interruptor ten maior flexibilidade, proporcionando un mellor alivio de estrés.

Selección da temperatura de transición vítrea no deseño da aislación sólida

Xeralmente, a maior a temperatura de transición vítrea, máis frágil é o material e máis propenso a racharse. Se a temperatura de transición vítrea se selecciona só baseándose na resistencia térmica, só poucos materiais poden lograr tanto unha alta temperatura de transición vítrea como unha excelente resistencia á fractura. Pero tales materiais son moi caros, aumentando significativamente os custos de produción. Se o prezo dun novo produto é moito máis alto que os existentes, a aceptación do cliente reducirase enormemente.

polo tanto, a selección da temperatura de transición vítrea pode referirse á que se usa nos compoñentes de aislación de equipos de conmutación aislados por gas SF₆, como as caixas de SF₆, onde os contactos superior e inferior tamén están incrustados en resina. Os materiais utilizados xeralmente teñen unha temperatura de transición vítrea arredor dos 100°C, e estes produtos foron usados durante moitos anos con moi poucos incidentes causados polo sobrecalentamento, indicando a racionalidade desta elección. Dende o punto de vista do equipo de conmutación, o control da subida de temperatura tamén é esencial, considerando a capacidade adecuada de corrente do circuito principal, o control da conductividade do material, a calidade do recubrimento e a precisión da montaxe, mentres tamén se controla e reduce a temperatura ambiente a través do deseño estructural. As especificacións do material deben ser avaliadas comprehensivamente, combinadas coa experiencia operativa de produtos similares.

Deseño das bocas de saída nos compoñentes de aislación sólida

No deseño das bocas de saída para compoñentes de aislación sólida, as bocas de entrada xeralmente son de tipo recto, mentres que as bocas de saída ás veces adoptan un deseño curvo. As bocas curvas son máis difíciles de fabricar, cos principais desafíos incluíndo:

• A alineación entre o conductor e o molde, onde pode ocorrer deformación durante o pretratamento do conductor;

• Rachaduras despois do moldado do produto, xa que o conductor está a alta temperatura durante o moldado, e un control de proceso incorrecto pode levar a rachaduras despois do arrefriamento. Ademais, durante o deseño, debe terse en conta se pode ocorrer descarga ao parafuso de montaxe durante a instalación posterior.

Deseño dos compoñentes condutores e conexión dos circuitos conductores na aislación sólida

Ao deseñar os compoñentes conductores principais, deben lograrse transicións suaves sempre que sexa posible baixo o prisma de cumprir os requisitos de capacidade de corrente, preferiblemente redondeadas en lugar de angulares. Debe usarse soldadura para as conexións en lugar de uniones de parafuso para minimizar a descarga de corona e evitar rachaduras. Para as conexións móveis, prefírese unha conexión de tipo lanza, que reduce o custo en comparación coas de inserción, diminúe os requisitos de dimensións e precisión posicional do conductor, e permite unha axuste máis fácil da resistencia do anel.

Baseándose nos requisitos globais de resistencia do anel, é aconsellable especificar a resistencia do anel das partes condutoras incrustadas en resina, especialmente para os conductores soldados, para evitar o descarte do produto debido a unha resistencia excesiva causada por mala calidade da soldadura. Optimizando o deseño da forma do conductor, pódese reducir a intensidade do campo eléctrico ao terra (capa de terra superficial), mellorar a adhesión coa resina e aumentar a resistencia mecánica global do compoñente aislante.

Deseño da capa de terra superficial nos compoñentes de aislación sólida

Os tratamentos da capa de terra superficial inclúen a aplicación externa de caucho de silicón condutor, a aplicación de adxuvante (ou pintura) condutor, ou a pulverización metálica. Independentemente do método utilizado, o obxectivo central é controlar a descarga parcial. Sen un control efectivo, a descarga parcial pode provocar facilmente a ruptura, que tamén está relacionada co deseño do espesor da capa de resina. En comparación cos outros compoñentes de aislación blindada, a estrutura da aislación sólida difire significativamente, xa que os outros compoñentes xeralmente presentan un campo eléctrico cilíndrico concéntrico entre os extremos de alta tensión e terra, se o extremo de alta tensión é unha rede de blindaxe ou un conductor circular.

Na aislación sólida, no entanto, a sección de alta tensión inclúe tanto superficies circulares como planas, mentres que o extremo de terra é plano, requirindo unha consideración cuidadosa de como estas diferenzas estruturais afectan o rendemento. Dende un punto de vista técnico, dous requisitos clave para a capa de terra son a continuidade e o nivel de descarga parcial. Durante o transporte, a instalación, especialmente o traballo no local, calquera dano por impacto ou descascado pode causar descarga parcial no bordo da capa de terra, presentando novos retos para a operación e a protección posteriores.

Dende o punto de vista da dissipación de calor, a pulverización metálica ofrece o mellor rendemento debido á súa superior conductividade térmica, mellorando significativamente a estabilidade contra varios factores de envellecemento, especialmente o ciclo térmico. A protección da capa de terra debe ser considerada durante a fabricación do compoñente aislante, e a protección do produto durante o procesamento da capa de terra tamén é esencial.

Deseño de montaxe do corpo de aislación sólida e das bocas

A maioría dos deseños separa o corpo principal das bocas de entrada e saída, incluíndo a conexión entre os tubos de aislación de fusibles e as bocas, que están en contacto duro durante a instalación. O control dimensional é importante, pero o control de proceso durante o montaxe tamén é crucial. Se existen brechas de contacto, ou se se introduce polvo ou humidade (por condensación ambiental) durante o montaxe, pode ocorrer descarga de flash ao parafuso de montaxe. Ademais, as unidades de anel principal teñen estruturas compactas, polo que o deseño debe considerar a facilidade de instalación para a aislación de entrada/saída e os cabos, especialmente os terminais de cabo, que xa requiren unha alta calidade de instalación. Unha instalación inconveniente pode levar facilmente a problemas de calidade e causar a ruptura da aislación.

Conclusión

As unidades de anel principal de aislación sólida teñen un gran potencial de mercado. A investigación sobre o seu compoñente central, o elemento de aislación sólido, ten amplias perspectivas. Conforme o deseño de aislación sólida siga mellorando, a tecnoloxía para as unidades de anel principal de aislación sólida logrará un avance adicional.