Aparells de commutació de transformadors de mitjana i alta tensió: una guia tècnica

(Amb el suport de dades i estàndards de la indústria)

​1. Funcions bàsiques i paper a la indústria​

Els interruptors serveixen com a columna vertebral dels sistemes d'alimentació de mitjana i alta tensió (MT/AT), i realitzen tres funcions crítiques per als transformadors:

• ​Distribució d'energia: Envia l'electricitat des dels transformadors fins a les càrregues a través d'alimentadors, barres colectores i dispositius de protecció.
• ​Protecció contra falladesInterromp els corrents de fallada en mil·lisegons (per exemple, una capacitat de interrupció de curtcircuit de 31,5 kA a 40 kA) per evitar danys a l'equip.
• ​Aïllament de seguretat: Garanteix un manteniment segur mitjançant enclavaments mecànics i mecanismes de connexió a terra.

Per exemple, un sistema de 12 kV requereix una distància mínima entre fase i terra de 125 mm (aïllat a l'aire) o 40 mm (aïllat a gas) per evitar arcs elèctrics.

.

​2. Tipus i disseny estructural​

Classificacions i especificacions clau dels aparells de commutació:

​Components crítics:

• ​Interruptor de circuit al buit (VCB)Ofereix més de 10.000 operacions mecàniques amb una resistència de contacte
• ​Barres col·lectoresConductors de coure o alumini (secció transversal ≥100 × 10 mm²) amb estabilitat tèrmica de fins a 40 kA/4 s.
• ​Relés de proteccióDispositius compatibles amb la norma IEC 61850 per a la detecció de sobrecorrent, diferencial i arc elèctric.

​3. Especificacions i estàndards tècnics​

• ​Classificacions de voltatge:

• MV: 3,3 kV–36 kV (comú en xarxes industrials).
• AT: 66 kV–800 kV (xarxes de transmissió).
  • ​Nivells d'aïllament:

• ​Característiques de seguretat:

• ​Cinc bloquejos preventius: Evita l'energització accidental (per exemple, els interruptors de càrrega no es poden tancar si els interruptors automàtics no estan oberts).
• ​Alleujament de la pressióEls panells a prova d'explosió (per exemple, alumini de 0,8 mm) ventilen els gasos de l'arc a ≤50 kPa per protegir els operadors.

​4. Pautes de selecció i manteniment​

• ​Selecció basada en aplicacions:

• ​Àrees de corrent de fallada elevatUtilitzeu GIS aïllat amb SF6 per a una major resistència dielèctrica.
• ​Entorns dursOpteu per carcasses amb classificació IP54 amb recobriments resistents a la corrosió.
  • ​Proves rutinàries:
• ​Resistència de contacte≤100μΩ (mesurat amb microohmímetre).
• ​Prova dielèctricaImpuls de llamp d'1,2/50 μs (tolerància de ±10%).
• ​Durabilitat mecànicaMés de 5.000 operacions per a interruptors automàtics.

​5. Tendències emergents​

1. ​Digitalització:

• Els interruptors intel·ligents integren sensors IoT per a la monitorització de temperatura, vibracions i descàrregues parcials en temps real.
• Exemple: La plataforma EcoStruxure de Schneider Electric permet el manteniment predictiu mitjançant l'anàlisi al núvol.
  2. ​Sostenibilitat:
• Les alternatives sense SF6 (per exemple, l'aïllament al buit o sòlid) redueixen les emissions de gasos d'efecte hivernacle en un 95%.
  3. ​Disseny modular:
• Els armaris plug-and-play (per exemple, l'UniGear ZS1 d'ABB) escurcen el temps d'instal·lació en un 40%.

​Referències​

• IEC 62271-200:Aparellatge de commutació amb tancament metàl·lic aïllat en gas
• IEEE C37.2:Estàndard per als números de funció dels dispositius del sistema d'energia elèctrica
• National Grid Regne Unit:Millors pràctiques de manteniment d'aparells de commutació