Métodos de Montagem de Interruptores a Vácuo e Design de Isolamento Sólido em Unidades de Anel Principal

Seleção do Método de Montagem do Interruptor a Vácuo no Projeto de Isolamento Sólido

A questão-chave no projeto de componentes de isolamento sólido é se deve usar encapsulamento direto ou posterior potting para o interruptor a vácuo. Se o encapsulamento direto for adotado, pode haver uma certa taxa de refugo devido a problemas no processo APG ou problemas de qualidade do interruptor a vácuo. Além disso, o encapsulamento direto resulta em pior dissipação de calor para o circuito condutor principal e exige um desempenho superior do material, tornando difícil a produção em massa, pois diferentes clientes podem selecionar interruptores a vácuo de diversos fabricantes.

Se a instalação subsequente e o potting forem usados, ainda pode-se garantir o isolamento externo, e o custo do interruptor a vácuo é menor, pois não são necessários interruptores encapsulados especializados. Durante o potting, uma camada de amortecimento ao redor do interruptor não é necessária - o tratamento de superfície é suficiente. Este processo tem sido aplicado com maturidade em disjuntores a vácuo ao ar livre por muitos anos. Além disso, quando o produto aquece, a borracha de silicone que envolve o interruptor possui maior flexibilidade, proporcionando melhor alívio de tensão.

Seleção da Temperatura de Transição Vitrificada no Projeto de Isolamento Sólido

Geralmente, quanto mais alta a temperatura de transição vitrificada, mais frágil o material e mais propenso a rachaduras. Se a temperatura de transição vitrificada for selecionada apenas com base na resistência térmica, apenas alguns materiais podem atingir tanto uma alta temperatura de transição vitrificada quanto excelente resistência à fissura. No entanto, tais materiais são muito caros, aumentando significativamente os custos de produção. Se o preço de um novo produto for muito mais alto do que os existentes, a aceitação do cliente será grandemente reduzida.

Portanto, a seleção da temperatura de transição vitrificada pode se referir àquela usada em componentes de isolamento de equipamentos de comutação isolados a gás SF₆, como caixas de SF₆, onde contatos superiores e inferiores também são embutidos em resina. Os materiais utilizados geralmente têm uma temperatura de transição vitrificada em torno de 100°C, e esses produtos estão em serviço há muitos anos com muito poucos incidentes causados pelo superaquecimento, indicando a razoabilidade desta escolha. Do ponto de vista do equipamento de comutação, o controle da elevação de temperatura também é essencial - considerando a capacidade de corrente adequada do circuito principal, o controle da condutividade do material, a qualidade do revestimento e a precisão da montagem, além de controlar e reduzir a temperatura ambiente através do design estrutural. As especificações do material devem ser avaliadas de forma abrangente, combinadas com a experiência operacional de produtos similares.

Projeto de Terminais de Saída em Componentes de Isolamento Sólido

No projeto de terminais de saída para componentes de isolamento sólido, os terminais de entrada geralmente são do tipo passagem reta, enquanto os terminais de saída às vezes adotam um design curvo. Terminais curvos são mais difíceis de fabricar, com os principais desafios incluindo:

• Alinhamento entre condutor e molde, onde pode ocorrer deformação durante o pré-tratamento do condutor;

• Rachaduras após a moldagem do produto, pois o condutor está em alta temperatura durante a moldagem, e o controle inadequado do processo pode levar a rachaduras após o resfriamento. Além disso, durante o projeto, deve-se considerar se pode ocorrer descarga para a porca de instalação durante a instalação subsequente.

Projeto de Componentes Condutivos e Conexão de Circuitos Condutivos em Isolamento Sólido

Ao projetar os principais componentes condutivos, devem-se alcançar transições suaves sempre que possível, sob a premissa de atender aos requisitos de capacidade de corrente - preferencialmente arredondadas em vez de angulares. Deve-se usar soldagem para conexões em vez de junções com parafusos para minimizar a descarga de corona e evitar rachaduras. Para conexões móveis, prefere-se uma conexão do tipo faca, que reduz o custo em comparação com tipos plug-in, diminui os requisitos para dimensões e precisão posicional dos condutores e permite um ajuste mais fácil da resistência do loop.

Com base nos requisitos gerais de resistência do loop, é aconselhável especificar a resistência do loop das partes condutivas embutidas em resina, especialmente para condutores soldados, para evitar o descarte do produto devido a resistência excessiva causada por má qualidade da soldagem. Ao otimizar o design da forma do condutor, pode-se reduzir a intensidade do campo elétrico para o solo (camada de terra superficial), melhorar a aderência com a resina e aumentar a resistência mecânica geral do componente isolante.

Projeto da Camada de Terra Superficial em Componentes de Isolamento Sólido

Os tratamentos da camada de terra superficial incluem revestimento externo com borracha de silicone condutiva, aplicação de adesivo condutivo (ou tinta) ou pulverização metálica. Independentemente do método usado, o objetivo central é controlar a descarga parcial. Sem controle eficaz, a descarga parcial pode facilmente levar a quebras, o que também está relacionado ao design da espessura da camada de resina. Em comparação com outros componentes de isolamento blindado, a estrutura do isolamento sólido difere significativamente - outros componentes geralmente apresentam um campo elétrico cilíndrico concêntrico entre os extremos de alta tensão e terra, seja o extremo de alta tensão uma malha de blindagem ou um condutor circular.

No isolamento sólido, no entanto, a seção de alta tensão inclui tanto superfícies circulares quanto planas, enquanto o extremo de terra é plano, exigindo uma consideração cuidadosa de como essas diferenças estruturais afetam o desempenho. Do ponto de vista técnico, dois requisitos-chave para a camada de terra são a continuidade e o nível de descarga parcial. Durante o transporte, a instalação, especialmente o trabalho no local, qualquer dano por impacto ou descamação pode causar descarga parcial na borda da camada de terra, apresentando novos desafios para a operação e proteção subsequentes.

Do ponto de vista da dissipação de calor, a pulverização metálica oferece o melhor desempenho devido à sua superior condutividade térmica, aumentando significativamente a estabilidade contra vários fatores de envelhecimento, especialmente o ciclagem térmica. A proteção da camada de terra deve ser considerada durante a fabricação do componente isolante, e a proteção do produto durante o processamento da camada de terra também é essencial.

Projeto de Montagem do Corpo de Isolamento Sólido e Terminais

A maioria dos designs separa o corpo principal dos terminais de entrada e saída, incluindo a conexão entre tubos de fusíveis isolantes e terminais, que estão em contato rígido durante a instalação. O controle dimensional é importante, mas o controle do processo durante a montagem é igualmente crucial. Se houver lacunas de contato, ou se poeira ou umidade (da condensação ambiental) for introduzida durante a montagem, pode ocorrer descarga de flashover para a porca de montagem. Além disso, as unidades de anel principal têm estruturas compactas, então o layout deve considerar a facilidade de instalação para o isolamento de entrada/saída e cabos, especialmente terminais de cabo, que já exigem alta qualidade de instalação. Uma instalação inconveniente pode facilmente levar a problemas de qualidade e causar a quebra do isolamento.

Conclusão

As unidades de anel principal com isolamento sólido têm um potencial de mercado significativo. A pesquisa sobre seu componente central - o elemento de isolamento sólido - tem amplas perspectivas. À medida que o projeto de isolamento sólido continua a melhorar, a tecnologia para as unidades de anel principal com isolamento sólido alcançará avanços adicionais.