4000A switchgear aislado por gas

El interruptor de 4000A se utiliza ampliamente en campos como la energía renovable, ya sea aislado por gas o aislado por aire.

Dado que el circuito principal está completamente sellado dentro de la caja de gas de acero inoxidable, no hay intercambio de gas con el exterior, por lo tanto, el gabinete inflable se limita al flujo de gas dentro de la caja de gas para reducir el aumento de temperatura a través de la convección. Se instala un radiador en la parte superior de la caja de gas para reducir rápidamente la temperatura del gas superior, promover el flujo descendente del gas frío y el flujo ascendente del gas caliente, y reducir el calentamiento de los polos.

La selección de barras de bus generalmente adopta barras de bus rectangulares, como barras de cobre de 4 paquetes de 10 × 100 mm, para reducir el auto-calentamiento. Debido al tamaño compacto del gabinete inflable, el efecto de piel y el efecto de proximidad de la barra de bus rectangular son obvios, la resistencia alterna es alta y el auto-calentamiento es alto. Aunque el área de disipación de calor es grande, la disposición horizontal también bloquea el ascenso del aire caliente. Por lo tanto, la solución de aumentar el número de barras de cobre y agregar una gran cantidad de radiadores para gabinetes inflables de alta corriente no es efectiva.

Los barras conductores circulares se utilizan ampliamente en los interruptores aislados con gas ecológico, con una intensidad de campo eléctrico uniforme y un espacio entre fases pequeño, lo que también puede satisfacer los requisitos de aislamiento. Para los interruptores de alta corriente, el mismo efecto es excelente. La ventaja de los barras conductores de tubo circular es que generan menos auto-calentamiento al transportar la misma corriente, debido al menor impacto de las ondas electromagnéticas alternas y una mayor utilización de los conductores. Al mismo tiempo, tanto el interior como el exterior del barra conductor tubular pueden servir como canales de disipación de calor, con una gran área de disipación de calor. La diferencia de presión formada por la disposición alta y baja puede lograr eficazmente la circulación de frío y calor.

Los barras conductores de tipo tubo son más seguros. El uso de tubos de cobre con un diámetro de 100 mm y un espesor de pared de 10 mm puede satisfacer los requisitos de aumento de temperatura de una corriente de 4000 A en el aire. En espacios cerrados, es necesario aumentar el espesor de la pared para reducir el auto-calentamiento.

Cuanto mayor sea el diámetro de la barra tubular, mayor será el radio de flexión necesario, lo cual no es favorable para la disposición compacta de los interruptores aislados con gas. En este momento, es necesario cambiar el modo de conexión de un solo componente original. A través del diseño y la disposición del sistema, se pueden cambiar las posiciones de los puntos de apoyo y los puntos de conexión funcionales. En los interruptores aislados con gas, se puede utilizar una barra tubular con un diámetro de 100mm y un espesor de pared de 15mm, con un radio de flexión de 180mm. Utilizar dos barras tubulares en paralelo también es una buena opción. Si se distribuye una corriente de 4000A a las dos barras tubulares, se puede utilizar una barra con un diámetro de 60mm y un espesor de pared de 10mm, y el radio de flexión se puede reducir a 100mm.

Otro diseño que necesita mejorar la tasa de utilización de las barras tubulares es el diseño integrado, que reduce la cantidad de juntas de conexión. Para los interruptores, cada conexión, ya sea una conexión fija o una conexión dinámica producida por contactos móviles, aumentará significativamente la resistencia y causará un aumento de temperatura local.  

La switchgear de media tensión de ABB adopta un diseño de barra tubular, que elimina la resistencia de contacto a través del proceso de moldeo integral de la barra tubular y el contacto estático, reduciendo el consumo de energía en más del 25%. Un solo dispositivo puede ahorrar 28333 kWh de electricidad durante todo su ciclo de vida. El área de disipación de calor de su conductor hueco es un 35% mayor que la de una barra sólida, combinando las ventajas de ahorro de energía y disipación de calor.

Para la switchgear aislada por gas, puede haber más conexiones integradas en el interior, como la conexión entre el interruptor de tres posiciones de acción directa y las barras ramales superior e inferior, la conexión entre la barra y el poste del interruptor de circuito, etc. El interruptor de tres posiciones de acción directa utiliza dedos de contacto de resorte y conexiones dinámicas en las superficies interior y exterior del tubo circular.  

El poste se dispone verticalmente, y el extremo superior de la cámara de extinción de arco y el interruptor de tres posiciones también deben integrarse en el diseño para reducir las uniones. Se forma un canal de flujo de aire arriba y abajo del poste para reducir el aumento de temperatura.

Mejorar la eficiencia de disipación de calor también es la clave para resolver el aumento de temperatura en los tableros de interruptores de alta corriente. Si se utilizan múltiples placas de expansión de tubos de calor como componentes de conducción de calor para aumentar la trayectoria de conducción de calor, la eficiencia de transferencia de calor del efecto del tubo de calor es muy alta, lo que puede reducir la temperatura de la partición a una diferencia de 5 grados con respecto a la temperatura del aire exterior, es decir, de 70 grados a 40 grados. En este punto, la diferencia de temperatura entre la barra de distribución y la partición aumenta de 30 grados Celsius a 60 grados Celsius, y la eficiencia de conductividad térmica de la radiación, la convección y el soporte aislante es proporcional a la diferencia de temperatura. Una gran diferencia de temperatura mejora en gran medida la eficiencia térmica de la radiación y otros factores, lo que reduce la temperatura de la barra de distribución.