El cuadro de distribución de alta tensión es un equipo de gabinete eléctrico utilizado en los sistemas de energía. Su función es conectar, desconectar, controlar y proteger el sistema eléctrico durante los procesos de generación, transmisión, distribución y conversión de energía. Los componentes principales del cuadro de distribución de alta tensión incluyen interruptores de circuito de alta tensión, seccionadores de alta tensión, interruptores de carga de alta tensión y mecanismos de operación de alta tensión, entre otros.
Existen múltiples métodos para clasificar los cuadros de distribución de alta tensión. Por ejemplo, según la instalación del interruptor de circuito, pueden dividirse en cuadros de distribución móviles y fijos; o según la estructura del gabinete, en cuadros de distribución abiertos, cuadros de distribución metálicos cerrados, cuadros de distribución metálicos blindados, entre otros.
La elevación de temperatura real dentro del cuadro de distribución, especialmente en las conexiones de la barra colectora, siempre es superior a los datos medidos en las pruebas de tipo. Las principales razones son las siguientes:
(1) Los datos medidos en las pruebas de tipo generalmente se obtienen en laboratorio, con una duración no muy larga (normalmente no más de 8 horas), sin el efecto acumulativo de la elevación de temperatura, por lo que no equivalen al funcionamiento prolongado y al calentamiento continuo del equipo.
(2) Diferentes metales presentan distintos efectos de expansión. El coeficiente de expansión térmica de los pernos de acero es mucho menor que el de las barras colectoras de cobre o aluminio, especialmente en las uniones con pernos. Durante el funcionamiento, con los cambios en la corriente de carga y la temperatura, el grado de expansión y contracción del aluminio, cobre o hierro varía, lo que provoca fluencia (deformación plástica lenta del metal bajo tensión). Este proceso de fluencia también está muy relacionado con la temperatura en la unión.
Dispositivo de prueba de elevación de temperatura para cuadros de distribución de alta temperatura
La práctica ha demostrado que cuando la temperatura de trabajo de la unión supera los 80 °C, el metal de la unión se expande debido al sobrecalentamiento, desplazando la posición de la superficie de contacto y generando microporos y oxidación. Cuando la corriente de carga disminuye y la temperatura vuelve a su posición original de contacto, no es posible un contacto metálico directo como durante la instalación inicial debido a la capa de óxido que cubre la superficie. El aumento de la resistencia de contacto en cada ciclo de cambio de temperatura incrementa el calor del siguiente ciclo, y el aumento de temperatura deteriora aún más las condiciones de funcionamiento de la unión, creando un círculo vicioso.
(3) El perno de fijación en la junta está comprimido incorrectamente. Algunos instaladores o reparadores creen que cuanto más apretado esté el perno de sujeción, mejor. En particular, el coeficiente elástico de las barras colectoras de aluminio es pequeño. Cuando la presión de la tuerca alcanza un cierto valor crítico, si la resistencia del material es deficiente y se aumenta aún más la presión de manera inadecuada, esto provocará que la superficie de contacto se deforme y se abombe. La resistencia de contacto aumenta, lo que afecta la efectividad del contacto del conductor.
(4) La conductividad del material del conductor seleccionado no cumple con los requisitos, y la mayoría de las materias primas del conductor no son lo suficientemente puras.
(5) Otros factores en el sitio, como un proceso de instalación y mantenimiento inadecuado, por ejemplo, el manejo incorrecto de la superficie de contacto de la barra colectora durante el procesamiento, conexión e instalación, irregularidades, falta de planitud y no aplicar grasa eléctrica especial. El área de contacto disminuye, la resistencia de contacto aumenta y se genera calor.
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