Anàlisi de l'impacte dels tubs termoretràctils-en la distribució del camp elèctric en aparells de commutació

Amb l'expansió contínua de l'escala del sistema elèctric i l'augment de la demanda d'energia dels equips industrials, els requisits de fiabilitat dels aparells de commutació d'alta -tensió dels sistemes de xarxa elèctrica augmenten constantment. Entre aquests requisits, el rendiment d'aïllament és un dels factors importants que afecten el funcionament estable dels equips. En els aparells de commutació de mitjana- i alta-tensió, normalment les barres de distribució han de passar a través de casquilles de paret per aconseguir connexions elèctriques entre armaris. La desviació de la posició de la barra colectora, els buits d'aire i la configuració del material d'aïllament afecten directament la distribució del camp elèctric. En els darrers anys, els materials d'aïllament termocontraíbles -s'han utilitzat àmpliament en estructures d'aïllament de barres, com ara l'aïllament de barres de poliolefina de tubs termocontraíbles o l'aïllament de mànigues de barres, per millorar la fiabilitat de l'aïllament i l'adaptabilitat ambiental del sistema de barres.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A les estructures d'aparells de commutació, les barres de distribució principals, les barres de branca i les barres de connexió solen estar protegides per casquilles aïllants, amb formes comunes com la barra de tubs termocontraíbles o la barra de tubs d'aïllament sòlid. Aquestes estructures d'aïllament no només milloren la força d'aïllament de la superfície del conductor, sinó que també eviten que el conductor metàl·lic es vegi afectat per la humitat ambiental, els contaminants o els arcs elèctrics. Tanmateix, durant la instal·lació de barres a través de casquilles de paret, errors d'instal·lació o tensió mecànica-a llarg termini poden fer que la barra es centre dins de la casquilla, provocant canvis en la distribució del camp elèctric. Per tant, l'anàlisi de l'impacte de la posició de les barres i el gruix de l'aïllament en la distribució del camp elèctric és crucial per millorar la seguretat del disseny de l'aparell.

 

En una estructura típica d'aparells de 12 kV, la barra principal ha de passar per casquilles de paret aïllades per aconseguir connexions elèctriques entre armaris. Les barres colectores solen utilitzar estructures de barres de coure amb capes d'aïllament a les seves superfícies, com ara les estructures de barres de coure aïllades en PVC o termocontraíbles. Quan la barra colectora està centrada dins del casquet de la paret, la distribució del camp elèctric del sistema és relativament uniforme. No obstant això, quan la barra colectora es desplaça horitzontalment o verticalment, el buit d'aire entre el conductor i l'estructura d'aïllament canvia, afectant així la distribució de la intensitat del camp elèctric. Els estudis de simulació mostren que quan la distància entre la barra colectora i el casquet de la paret és gran, el canvi de posició de la barra colectora té poc impacte en la intensitat màxima del camp elèctric dels components d'aïllament; tanmateix, a mesura que la bretxa disminueix gradualment, la intensitat del camp elèctric local augmenta significativament.

 

Quan la barra colectora no està equipada amb mànigues aïllants, el camp elèctric màxim es produeix normalment a la regió d'aire prop de la vora o les cantonades arrodonides de la barra de coure. A mesura que la barra s'acosta al casquet de la-paret, l'estrenyiment de l'espai d'aire provoca un augment ràpid de la força del camp elèctric local. Quan l'espai mínim és inferior a aproximadament 2 mm, la intensitat del camp elèctric a la regió de l'aire pot superar la intensitat del camp de ruptura de l'aire, augmentant el risc de descàrrega parcial o ruptura de l'aïllament. Per tant, en dissenys pràctics, normalment s'utilitzen estructures aïllants com ara tubs aïllants de barres o xapes aïllants per millorar el nivell d'aïllament general del sistema i reduir la concentració del camp elèctric.

 

Quan s'instal·len mànigues aïllants termoretràctils-a la superfície de la barra, la distribució del camp elèctric canvia. Per exemple, quan s'utilitza la barra de bus de mànigues termocontraíbles o el tub aïllant de barres personalitzades, la capa aïllant afegeix una capa dielèctrica entre el conductor i l'aire, alterant així el camí del camp elèctric local. Els resultats de la simulació mostren que quan l'espai entre la barra colectora i la-coberta de la paret és gran, l'efecte de les mànigues retràctils-de diferents gruixos sobre la força màxima del camp elèctric no és significatiu. Tanmateix, a mesura que la barra s'acosta a la boquilla, la regió de l'aire segueix sent la ubicació del camp elèctric més concentrat i la força del camp elèctric augmenta significativament amb la disminució de la distància. Investigacions posteriors sobre l'impacte de diferents gruixos d'aïllament revelen que quan la distància entre la barra colectora i el casquet és gran, el camp elèctric del sistema està determinat principalment pel buit d'aire i les variacions en el gruix del casquet tenen un efecte limitat sobre la força màxima del camp elèctric. No obstant això, quan l'espai entre la barra colectora i la boquilla és inferior a aproximadament 5 mm, el gruix de l'aïllament comença a afectar significativament la distribució del camp elèctric. En aquest cas, l'ús d'una estructura de barra de tubs termocontraíbles més gruixuda redueix encara més el buit d'aire entre el conductor i la boquilla, augmentant potencialment la força del camp elèctric a la regió de l'aire i augmentant així el risc de descàrrega parcial.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Amb espais d'aire més petits, la força màxima del camp elèctric a la regió de l'aire augmenta normalment ràpidament a mesura que disminueix la distància entre la barra colectora i la boquilla. Simultàniament, una capa d'aïllament més gruixuda comprimeix encara més l'espai d'aire, donant lloc a un camp elèctric local més concentrat. Per tant, el disseny d'estructures d'aïllament de barres requereix una consideració integral de l'equilibri entre el gruix de l'aïllament i l'espai d'aire. Les estructures d'aïllament adequades, com ara l'aïllament de les mànigues de les barres o les barres d'aïllament de PVC, poden garantir la seguretat de l'aïllament i evitar una compressió excessiva de l'espai d'aire.

 

Per verificar els resultats de la simulació, es van realitzar proves comparatives en diferents estructures mitjançant experiments de descàrrega parcial. Els resultats experimentals mostren que a mesura que la barra s'acosta gradualment a la-coberta de la paret, la tensió de descàrrega parcial inicial del sistema disminueix significativament, cosa que indica que la intensitat del camp elèctric local ha assolit un nivell on és probable que es produeixi una descàrrega parcial. En alguns casos, fins i tot amb capes d'aïllament afegides, com ara una barra de coure aïllada amb una estructura de tub termocontraíble, encara es pot produir una concentració de camp elèctric si l'espai d'aire és massa petit. Per tant, controlar correctament la posició d'instal·lació de les barres continua sent una mesura crucial per garantir la seguretat de l'aïllament.

 

Combinant l'anàlisi de simulació i els resultats experimentals, es poden extreure diverses conclusions clau. En primer lloc, quan la distància entre la barra colectora i la-coberta de la paret transversal és superior a aproximadament 5 mm, els canvis en la posició de la barra colectora tenen un impacte relativament petit en la distribució del camp elèctric i el gruix de la cassola aïllant també té un efecte limitat sobre la força màxima del camp elèctric. En segon lloc, quan l'espai entre la barra colectora i el casquet és inferior a 5 mm, la intensitat màxima del camp elèctric a la regió de l'aire augmenta significativament i com més gruixuda sigui la capa d'aïllament, més gran serà el grau de concentració del camp elèctric a la regió de l'aire. Finalment, en aplicacions pràctiques d'enginyeria, controlar correctament la posició d'instal·lació de la barra colectora i el disseny de l'estructura d'aïllament és crucial per evitar l'avaria de l'aire i millorar la fiabilitat de l'aïllament dels equips. Aquests principis de disseny s'apliquen no només als aparells de commutació tradicionals, sinó també a les estructures de connexió d'alta-actualitat, com ara els connectors de bateries EV, les barres de terminals de la bateria EV i les barres de terminals de la bateria en sistemes elèctrics de vehicles d'energia nova.

 

 

En els camps dels aparells d'alta-tensió, els sistemes de distribució d'energia i les noves connexions elèctriques d'energia, les estructures d'aïllament de barres tenen un impacte significatiu en la fiabilitat del sistema. La nostra empresa se centra en la investigació, el desenvolupament i la fabricació de solucions d'aïllament de barres d'alt rendiment-, oferint diversos tipus de barres aïllades de tubs termocontraíbles de PE, tubs aïllants de barres,Busbar de mànigues termocontraíblesi productes de tubs aïllants de barres personalitzades. Aquests components d'aïllament s'utilitzen àmpliament en aparells de distribució d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia, nous sistemes de connexió de bateries de vehicles d'energia i equips d'alimentació industrial, millorant eficaçment el rendiment d'aïllament i la seguretat operativa dels sistemes de barres i oferint garanties estables per a connexions d'alimentació altament fiables.