Esquema d'implementació per a l'instal·lació de parlàs o transformadors de tensió en unitats principals d'anell aïllades amb gas

Segons el tipus d'aislament, les unitats de repartiment en anell (RMU) es poden categoritzar com a aïllades per gas o per aire. Les primeres instal·len els components del circuit primari en una bossa metàlica tancada omplida amb gas a baixa pressió (principalment SF₆ o gasos mixtes) com a mitjà aïllant, utilitzant terminacions de cable per a les línies d'entrada i sortida. Gràcies al seu excel·lent aïllament, la seva mida compacta i el seu disseny modular, són ampliament utilitzades en subestacions de distribució exteriors de 10kV i estacions transformadores prefabricades. No obstant això, la seva naturalesa totalment aïllada i compacta limita la seva aplicabilitat en certs dissenys típics de subestació.

​1 Problemes amb les RMU aïllades per gas​

Figura 1 il·lustra un disseny típic de subestació de distribució, on el quadre de combinació interruptor de càrrega-fúsible requereix un pararrayos, i el quadre de transformador de tensió (VT) requereix dos VTs de resina fondu de 10/0.1/0.22kV. Si els projectes seleccionen RMU aïllades per gas com les RM6 de Schneider o les Safenng de ABB, els requisits de disseny no es poden complir completament.

​1.1 Dificultat per instal·lar pararrayos en quadres de combinació interruptor de càrrega-fúsible​

Per als quadres d'entrada/sortida d'interruptor de càrrega, ambdues marques proporcionen espai suficient en el compartiment de cables amb empalmes de tipus C (conformes a IEC 60137), permetent l'instal·lació d'accessoris de cable T i pararrayos d'enfonsament. En els quadres de combinació interruptor de càrrega-fúsible:

• ​Safenng: Els fusions horitzontals (Figura 2) preserven l'espai de cables, permetent l'instal·lació de pararrayos d'enfonsament.
• ​RM6: Els fusions verticals (Figura 3) ocupen l'espai de cables, amb empalmes de tipus A que limiten els accessoris a tipus couda/recte. No hi ha espai per pararrayos d'enfonsament, i no hi ha pararrayos disponibles al mercat compatibles amb accessoris de couda/recte.

​1.2 Dificultat per instal·lar VT en quadres de VT​

Els quadres de VT estàndard requereixen tres unitats de fusions HV i dos VT monofàsics en configuració V (doble bobinat, 10/0.1kV per mesura, 10/0.22kV per alimentació; ≥1000VA de sortida secundària). Les RMU aïllades per aire (p. ex., Schneider SM6) ofereixen espai abundant (500×840×950mm). En canvi, les RMU aïllades per gas tenen compartiments de cables compactes (~400×350×700mm), insuficients per a accessoris de cable, cables de connexió, fusions exposats, VT o clarencia fase-a-fase/terra de 125mm.

Els fabricants sovint afegixen un quadre buit al costat del quadre d'interruptor de càrrega per allotjar els VT i fusions, connectant-los a través de cables. No obstant això, això compromet:

• La seguretat durant la manteniment del VT degut a la falta d'interlocks mecànics.
• La compacitat i l'estètica de les estacions exteriors.

​2 Solucions per a l'instal·lació de pararrayos​

​2.1 Ometre pararrayos​

DL/T 620-1997 Protecció contra sobretensions i coordinació d'aislament per a instal·lacions elèctriques en corrent altern estableix que calen pararrayos per a cables >50m connectats a línies aèries. Per cables ≤50m, els pararrayos poden instal·lar-se només a un extrem. No obstant això, la norma no exigeix explícitament pararrayos en caps de cable d'enfonsament de RMU aïllades per gas de 10kV.

Els edificis urbans moderns disposen d'extenses xarxes de protecció contra els raigs, reduint el risc de raigs. Les connexions de cables aèries són rares en ciutats, fent improbable que surts directes de raig arribin al nucli del cable. Les pràctiques internacionals (p. ex., accessoris de pararrayos T) sovint s'ometen en àrees urbanes. Les RMU aïllades per gas a la província de Zhejiang han operat de manera fiable anys sense pararrayos. Per tant, ​els pararrayos poden ometre's per a subestacions de RMU aïllades per gas en zones urbanes.

​2.2 Criteris de selecció de pararrayos​

Per a xarxes suburbans/rurals amb cables connectats a línies aèries >50m, calen pararrayos. Per a unitats purament d'interruptor de càrrega, la majoria de productes són suficients. Per a ​unitats d'interruptor de càrrega-fúsible, especifiqueu ​fusions disposats horitzontalment​ per reservar espai per pararrayos, evitant problemes de retrofit.

​3 Solucions per a l'instal·lació de transformadors de tensió​

La miniaturització del quadre de VT requereix resoldre ​el problema d'aislament elèctric​ i ​les restriccions d'espai.

​3.1 Resoldre l'aislament elèctric​

L'ús de fusions/VT estàndard de RMU aïllades per aire en compartiments aïllats per gas viola les normes de clarencia. La solució és adoptar ​components conformes a l'aislament, com el ​JSZV16-10R VT. Característiques:

• Accessoris de cable estil americà integrats per aïllament complet.
• Fusions substituïbles incloses a les terminals HV.
• Tensió nominal: 10/0.1/0.22kV.

​Configuració de cablació:

• Costat de l'interruptor de càrrega: Accessoris T tangibles estil europeu.
• Costat de VT: Accessoris de couda tangibles estil americà de 20kV (compatibles amb fusions de VT).
• Figura 4 mostra el VT i els accessoris estil americà.

Tots els components són totalment aïllats i tangibles. La limitació és la mida del JSZV16-10R VT (disenyat per RMU exteriors compactes), restringint la sortida de 220V a ≤2×400VA—suficient per a la càrrega de bateries DC i l'enllumenat.

​3.2 Resoldre les restriccions d'espai​

S'han validat dissenys que confirman l'espai insuficient per VT amb accessoris de cable. S'han provat dues solucions:

1. ​Cistella de VT montada a dalt: Cables externs i manteniment de VT perillos (violant interlocks).
2. ​Base de VT montada a baix (implementada)​:
• Estén el compartiment de cables cap avall.
• Alçada: 400mm, compatible amb compartiments de cables d'700mm d'alçada.
• Permet interlocks mecànics per a manteniment.

​Resultat: Aquest disseny assegura una instal·lació i manteniment segurs, mentre preserva la compacitat de les RMU aïllades per gas.