No equipamento de comutação isolado a gás de média tensão sem SF6, a adoção de uma "estrutura de duplo compartimento" — tipicamente composta por um compartimento independente de barramento principal e seccionador trifuncional, e um compartimento separado de disjuntor a vácuo — representa uma tendência de design importante em equipamentos de comutação eco-friendly de alta qualidade. A Rockwill incorporou essa filosofia em seu equipamento de comutação metálico fechado a gás RGIS-12 / 24.
Comparado com os designs convencionais de "único compartimento", esta configuração oferece vantagens notáveis de engenharia no contexto da tecnologia sem SF6, principalmente nos seguintes cinco aspectos:
1. Perfeitamente Adequado aos Requisitos de Pressão Mais Elevada dos Gases Eco-Friendly (Vantagem de Mecânica Estrutural)
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Fundo: A resistência dielétrica de gases eco-friendly, como ar seco ou nitrogênio, é geralmente inferior à do SF6. Para atingir o mesmo desempenho de isolamento, o equipamento sem SF6 frequentemente requer uma pressão de enchimento mais elevada (por exemplo, aumentada de cerca de 0,03 MPa (manômetro) para SF6 para 0,13 MPa (manômetro) ou ainda maior).
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Vantagem: Sob pressão elevada, um tanque de aço inoxidável de grande volume e único compartimento é propenso a abaulamento e deformação. A estrutura de duplo compartimento utiliza uma divisória para dividir fisicamente o grande tanque em duas cavidades menores e independentes, aumentando significativamente a rigidez mecânica global e a capacidade de suportar pressão da caixa. Isso permite que o tanque suporte as pressões operacionais mais altas dos gases eco-friendly sem necessitar de um aumento substancial na espessura da chapa de aço.
Fotos Físicas da Série RGIS Sem SF6 da Rockwill
2. Isolamento de Contaminantes Metálicos para Garantir Estabilidade do Isolamento (Otimização do Campo Elétrico)
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Fundo: Os gases isolantes eco-friendly têm peso molecular e resistência dielétrica inferiores ao SF6, deixando uma margem de tolerância menor para distorções locais do campo elétrico e partículas metálicas livres no espaço de gás. A presença dessas partículas pode facilmente induzir descargas parciais (DP).
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Vantagem: Durante a operação frequente do disjuntor a vácuo, o rebote do contato móvel gera produtos de ablação metálica minúsculos, enquanto a operação mecânica produz detritos de desgaste — ambos são fontes significativas de partículas metálicas dentro do compartimento de gás. O design de duplo compartimento isola fisicamente essa fonte dinâmica de contaminação do compartimento do barramento principal, que permanece sob um campo elétrico estático por longos períodos. Este design não apenas impede que as partículas metálicas migrem ao longo do fundo do compartimento em direção à área do barramento, evitando assim a distorção do campo elétrico causada por partículas suspensas ou aderidas, mas também confina os riscos potenciais de DP dentro da unidade do disjuntor. Consequentemente, o sistema de barramento central mantém uma limpeza e confiabilidade excepcionalmente altas ao longo de sua longa vida útil.
3. Capacidade Superior de Contenção de Falhas (Prevenção de Escalada de Falhas)
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Vantagem: Se ocorrer uma falha interna dentro do compartimento do disjuntor — como vazamento do interrompedor a vácuo, quebra dielétrica ou arco interno — a válvula de alívio de pressão independente desse compartimento operará separadamente para liberar a pressão. Como o compartimento do barramento está isolado, a falha não se propaga ao sistema de barramento principal. Isso significa que uma falha grave em uma única ramificação de alimentação não paralisará toda a seção de barramento, reduzindo substancialmente o escopo da interrupção e aumentando a confiabilidade do fornecimento de energia da rede de distribuição.
Visão Transversal do Gabinete RGIS
4. Flexibilidade Aumentada na Operação, Manutenção e Substituição
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Vantagem: Os disjuntores a vácuo, responsáveis por interromper correntes de curto-circuito, geralmente esgotam suas vidas úteis elétrica e mecânica antes do barramento principal estático, tornando-se mais propensos a inspeções ou substituições. Com a estrutura de duplo compartimento, se o compartimento do disjuntor desenvolver um vazamento ou precisar de substituição do interrompedor a vácuo, as operações de recuperação de gás, evacuação, reenchimento e verificação de vazamento podem ser realizadas apenas no compartimento do disjuntor, enquanto o compartimento do barramento principal permanece em seu estado selado original de fábrica. Isso não apenas reduz a complexidade do trabalho no local, mas também impede que o sistema de barramento seja exposto à umidade ou contaminação por poeira externa.
5. Gerenciamento Independente da Pressão do Gás e do Aumento de Temperatura
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Fundo: As conexões condutoras no circuito do disjuntor — como conexões terminais, conexões flexíveis e juntas de contato — constituem os principais pontos de aquecimento concentrado dentro do equipamento de comutação. O aumento dinâmico de temperatura nesses pontos causa flutuações correspondentes de pressão no compartimento do disjuntor.
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Vantagem: A estrutura de dupla câmara decupla completamente o monitoramento de pressão e os parâmetros de design da câmara do disjuntor daquela da câmara da barra. Cada câmara está equipada com sua própria unidade independente de monitoramento de densidade de gás. A câmara da barra, livre de fontes de calor e com pressão estável, pode servir como câmara de referência. A pressão da câmara do disjuntor varia com as flutuações de carga. Ao comparar as curvas de densidade derivadas de pressão-temperatura das duas câmaras, o sistema de manutenção pode identificar precisamente a localização do vazamento: uma queda simultânea de densidade em ambas as câmaras indica um vazamento total externo, enquanto uma queda apenas na câmara do disjuntor aponta para um vazamento nessa unidade específica — superando a dificuldade de localizar vazamentos em um design de câmara única. Além disso, as duas câmaras podem ser configuradas para níveis de pressão independentes; por exemplo, a câmara do disjuntor pode adotar uma pressão mais alta para atender aos requisitos de interrupção, enquanto a câmara da barra usa uma pressão mais baixa para reduzir o estresse no invólucro, alcançando um equilíbrio otimizado entre design e custo.
Resumo
No desenvolvimento de equipamentos livres de SF6, a estrutura de dupla câmara não é apenas uma manifestação de design modular, mas também uma compensação eficaz para as "fraquezas" inerentes dos gases ecológicos — nomeadamente, a sensibilidade a pressões mais altas e a partículas metálicas.
Ao separar fisicamente a unidade de alta taxa de falhas (o disjuntor) da unidade central (a barra), essa configuração representa uma das soluções de engenharia ótimas para equilibrar a ecologia com alta confiabilidade e para atender às demandas de redes elétricas de alto nível de segurança.
A série C-GIS Rockwill RGIS é um exemplo típico dessa abordagem; seus modelos isolados a nitrogênio de 12 kV / 24 kV, através de um design particionado em múltiplas câmaras, validaram com sucesso o valor de engenharia da estrutura de dupla câmara na isolamento de falhas, prevenção de partículas e gerenciamento diferenciado de pressão.
Editado por：Garca
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