Analisi dell'impatto delle guaine-termoretraibili sulla distribuzione del campo elettrico nei quadri

Con la continua espansione delle dimensioni dei sistemi energetici e la crescente domanda di energia delle apparecchiature industriali, i requisiti di affidabilità dei quadri ad alta-tensione nei sistemi di rete elettrica sono in costante aumento. Tra questi requisiti, le prestazioni di isolamento sono uno dei fattori importanti che influenzano il funzionamento stabile delle apparecchiature. Nei quadri di media- e alta-tensione, le sbarre collettrici in genere devono passare attraverso i passanti a parete per ottenere collegamenti elettrici tra gli armadi. La deviazione della posizione delle sbarre, i traferri e la configurazione del materiale isolante influiscono direttamente sulla distribuzione del campo elettrico. Negli ultimi anni, i materiali isolanti termorestringenti- sono stati ampiamente utilizzati nelle strutture di isolamento delle sbarre collettrici, come le sbarre collettrici in poliolefina con tubi termoretraibili o gli isolamenti con manicotti delle sbarre collettrici, per migliorare l'affidabilità dell'isolamento e l'adattabilità ambientale del sistema di sbarre collettrici.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nelle strutture dei quadri, le sbarre collettrici principali, le sbarre collettrici e le sbarre collettrici di collegamento sono generalmente protette da boccole isolanti, con forme comuni tra cui sbarre collettrici con tubi termorestringenti o sbarre collettrici con tubi isolanti solidi. Queste strutture isolanti non solo migliorano la resistenza isolante della superficie del conduttore, ma impediscono anche che il conduttore metallico venga influenzato dall'umidità ambientale, dai contaminanti o dagli archi elettrici. Tuttavia, durante l'installazione delle sbarre collettrici attraverso i passanti a parete, errori di installazione o stress meccanici a lungo termine possono causare il centraggio della sbarra collettrice all'interno del passante, con conseguenti cambiamenti nella distribuzione del campo elettrico. Pertanto, analizzare l’impatto della posizione delle sbarre e dello spessore dell’isolamento sulla distribuzione del campo elettrico è fondamentale per migliorare la sicurezza della progettazione del quadro.

 

In una tipica struttura di un quadro da 12 kV, la sbarra principale deve passare attraverso passanti a muro isolati per realizzare collegamenti elettrici tra armadi. Le sbarre collettrici utilizzano in genere strutture di sbarre collettrici in rame con strati isolanti sulle loro superfici, come le sbarre collettrici in rame isolate in PVC o le strutture con sbarre collettrici termorestringenti. Quando la sbarra è centrata nel passante a parete, la distribuzione del campo elettrico del sistema è relativamente uniforme. Tuttavia, quando la sbarra si sposta orizzontalmente o verticalmente, il traferro tra il conduttore e la struttura isolante cambia, influenzando così la distribuzione dell'intensità del campo elettrico. Studi di simulazione mostrano che quando la distanza tra la sbarra e il passante a parete è ampia, il cambiamento nella posizione della sbarra ha un impatto minimo sull'intensità massima del campo elettrico dei componenti di isolamento; tuttavia, man mano che il divario diminuisce gradualmente, l’intensità del campo elettrico locale aumenta in modo significativo.

 

Quando la sbarra non è dotata di manicotti isolanti, il campo elettrico massimo si verifica tipicamente nella regione dell'aria vicino al bordo o agli angoli arrotondati della sbarra in rame. Quando la sbarra collettrice si avvicina al passante-della parete, il restringimento del traferro porta ad un rapido aumento dell'intensità del campo elettrico locale. Quando la distanza minima è inferiore a circa 2 mm, l'intensità del campo elettrico nella regione dell'aria può superare l'intensità del campo di rottura dell'aria, aumentando il rischio di scariche parziali o di rottura dell'isolamento. Pertanto, nei progetti pratici, le strutture isolanti come i tubi isolanti per sbarre collettrici o i fogli isolanti per sbarre collettrici vengono generalmente utilizzate per migliorare il livello di isolamento complessivo del sistema e ridurre la concentrazione del campo elettrico.

 

Quando sulla superficie della sbarra collettrice vengono installati manicotti isolanti termoretraibili, la distribuzione del campo elettrico cambia. Ad esempio, quando si utilizzano sbarre collettrici con manicotti termorestringenti o tubi isolanti per sbarre collettrici personalizzate, lo strato isolante aggiunge uno strato dielettrico tra il conduttore e l'aria, alterando così il percorso del campo elettrico locale. I risultati della simulazione mostrano che quando lo spazio tra la sbarra collettrice e il passante-parete è ampio, l'effetto dei manicotti termorestringenti-di diverso spessore sull'intensità massima del campo elettrico non è significativo. Tuttavia, quando la sbarra si avvicina al passante, la regione dell'aria rimane la posizione del campo elettrico più concentrato e l'intensità del campo elettrico aumenta significativamente con la diminuzione della distanza. Ulteriori ricerche sull’impatto dei diversi spessori di isolamento rivelano che quando la distanza tra la sbarra e la boccola è ampia, il campo elettrico del sistema è determinato principalmente dal traferro e le variazioni nello spessore della boccola hanno un effetto limitato sull’intensità massima del campo elettrico. Tuttavia, quando la distanza tra la sbarra e il passante è inferiore a circa 5 mm, lo spessore dell'isolamento inizia ad influenzare in modo significativo la distribuzione del campo elettrico. In questo caso, l'utilizzo di una struttura BusBar di guaina termorestringente più spessa riduce ulteriormente il traferro tra il conduttore e la boccola, aumentando potenzialmente l'intensità del campo elettrico nella regione dell'aria e aumentando così il rischio di scariche parziali.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con traferri più piccoli, l'intensità massima del campo elettrico nella regione dell'aria aumenta generalmente rapidamente al diminuire della distanza tra la sbarra collettrice e l'isolatore passante. Allo stesso tempo, uno strato isolante più spesso comprime ulteriormente lo spazio aereo, portando ad un campo elettrico locale più concentrato. Pertanto, la progettazione delle strutture di isolamento delle sbarre richiede una considerazione globale dell’equilibrio tra spessore dell’isolamento e traferro. Strutture isolanti adeguate, come l'isolamento dei manicotti delle sbarre collettrici o le sbarre collettrici isolanti in PVC, possono garantire la sicurezza dell'isolamento evitando un'eccessiva compressione del traferro.

 

Per verificare i risultati della simulazione, sono stati condotti test comparativi su diverse strutture utilizzando esperimenti di scariche parziali. I risultati sperimentali mostrano che man mano che la sbarra si avvicina gradualmente al passante a muro, la tensione di scarica parziale iniziale del sistema diminuisce in modo significativo, indicando che l'intensità del campo elettrico locale ha raggiunto un livello in cui è probabile che si verifichi una scarica parziale. In alcuni casi, anche con strati isolanti aggiunti, come nel caso di una sbarra collettrice in rame isolata con struttura a tubo termoretraibile, può comunque verificarsi una concentrazione di campo elettrico se il traferro è troppo piccolo. Pertanto, il controllo adeguato della posizione di installazione delle sbarre rimane una misura cruciale per garantire la sicurezza dell’isolamento.

 

Combinando l’analisi della simulazione e i risultati sperimentali, si possono trarre diverse conclusioni chiave. Innanzitutto, quando la distanza tra la sbarra collettrice e il passante passante- nel muro è maggiore di circa 5 mm, i cambiamenti nella posizione della sbarra collettrice hanno un impatto relativamente piccolo sulla distribuzione del campo elettrico, e anche lo spessore del passante isolante ha un effetto limitato sull'intensità massima del campo elettrico. In secondo luogo, quando lo spazio tra la sbarra collettrice e il passante è inferiore a 5 mm, l’intensità massima del campo elettrico nella regione dell’aria aumenta in modo significativo e quanto più spesso è lo strato isolante, tanto maggiore è il grado di concentrazione del campo elettrico nella regione dell’aria. Infine, nelle applicazioni pratiche di ingegneria, il controllo adeguato della posizione di installazione delle sbarre e della progettazione della struttura di isolamento è fondamentale per evitare guasti all'aria e migliorare l'affidabilità dell'isolamento delle apparecchiature. Questi principi di progettazione si applicano non solo ai quadri tradizionali ma anche alle strutture di connessione ad alta-corrente come i connettori delle batterie dei veicoli elettrici, le sbarre dei terminali delle batterie dei veicoli elettrici e le sbarre dei terminali delle batterie nei sistemi elettrici dei veicoli a nuova energia.

 

 

Nei campi dei quadri ad alta-tensione, dei sistemi di distribuzione dell'energia e dei collegamenti elettrici di nuova energia, le strutture di isolamento delle sbarre collettrici hanno un impatto significativo sull'affidabilità del sistema. La nostra azienda si concentra sulla ricerca, sviluppo e produzione di soluzioni di isolamento per sbarre collettrici ad alte- prestazioni, offrendo vari tipi di sbarre collettrici isolate con tubi termorestringenti in PE, tubi isolanti per sbarre collettrici,Busbar con maniche termorestringentie prodotti personalizzati per tubi isolanti per sbarre collettrici. Questi componenti isolanti sono ampiamente utilizzati nei quadri di distribuzione dell'energia, nei sistemi di accumulo dell'energia, nei sistemi di collegamento delle batterie dei veicoli a nuova energia e nelle apparecchiature elettriche industriali, migliorando efficacemente le prestazioni di isolamento e la sicurezza operativa dei sistemi di sbarre collettrici e fornendo garanzie stabili per connessioni elettriche altamente affidabili.