Criterios de diseño para aisladores de cortacircuitos fusibles de desactivación

1. Normas básicas aplicables

GB/T 15166,3: Fusibles de caída-de CA de alto-voltaje (requisitos de aislamiento, resistencia a la tensión y carga mecánica)

GB/T 775,3: Resistencia mecánica y métodos de prueba para aisladores.

GB/T 26218,3: Requisitos de resistencia a la intemperie y envejecimiento para aisladores compuestos.

DL/T 5352: Código de diseño para dispositivos de distribución de energía de alto-voltaje (coordinación de aislamiento, relación de distancia de fuga)

2. Criterios de diseño de aislamiento eléctrico

2.1 Tensión nominal y nivel de aislamiento (sistema de 10 kV como ejemplo)

Tensión máxima del sistema:12 kilovoltios

Tensión soportada a frecuencia industrial (1 min): Descarga súbita en seco Mayor o igual a42 kilovoltios, Descarga repentina húmeda Mayor o igual a30 kilovoltios

Tensión soportada al impulso del rayo (valor pico): Mayor o igual a75 kilovoltios(15 veces para polaridad positiva y negativa respectivamente)

2.2 Distancia de fuga y adaptación a la contaminación (índice clave de flashover anti-contaminación)

Distancia de fuga específica:Mayor o igual a 25 mm/kV (Clase de contaminación Ⅰ/Ⅱ); Mayor o igual a 31 mm/kV (Clase de contaminación Ⅳ)

Distancia de fuga mínima para 10 kV:Mayor o igual a 310 mm (Clase Ⅳ); Mayor o igual a400 milímetrospara zonas muy contaminadas

Diseño de perfil de cobertizo:Alternando casetas grandes y pequeñas con inclinación mayor o igual a 15 gradospara reducir la acumulación de contaminación y mejorar el rendimiento de autolimpieza-

2.3 Coordinación de aislamiento

Distancia entre fases-a-fase y fase-a-tierra: mayor o igual a125 milímetrospara 10 kilovoltios; Mayor o igual a350 milímetrospara 35 kilovoltios

Distancia de descarga superficial: No menos de1,3 vecesel espacio libre de aire del mismo nivel de voltaje

3. Criterios de diseño de resistencia mecánica

3.1 Aislador superior (par de funcionamiento del rodamiento, carga de viento y hielo)

Carga de par nominal:Mayor o igual a 250 N·m(largo-plazo)

Par de falla final: mayor o igual a500 N·m(factor de seguridad Mayor o igual a 2)

Carga de falla por tracción: mayor o igual a8kN

3.2 Aislador inferior (que soporta la fuerza electromagnética del cortocircuito-y el peso propio-del tubo portafusible)

Carga de flexión nominal:Mayor o igual a 500 N(según GB/T 775,3)

Estabilidad dinámica de cortocircuito-: resiste el impacto de la fuerza electromagnética de25 kA / 4 s

Carga de falla por flexión: mayor o igual a3kN(factor de seguridad Mayor o igual a 3)

3.3 Instalación y Operación

Ángulo incluido entre el eje del tubo portafusible y la línea vertical:25 grados ±2 gradospara garantizar una caída confiable después de la fusión del fusible

Vida útil mecánica sin-carga: mayor o igual a2000 veces(según GB/T 15166.7)

4. Criterios de Diseño de Resistencia Ambiental

4.1 Adaptabilidad a la temperatura y al clima

Rango de temperatura de funcionamiento:-40 grados -+70 grados

Resistencia a los cambios de temperatura: sin grietas ni degradación del aislamiento después de un cambio cíclico de temperatura de -40 grados a +70 grados

4.2 Resistencia del material a la intemperie (aislante compuesto como tipo convencional)

Material del cobertizo:Caucho de silicona vulcanizado de alta temperatura (HTV)con hidrofobicidad y resistencia a los rayos UV

Varilla central: plástico reforzado con fibra de vidrio de resina epoxi; resistencia a la tracción mayor o igual a120 kN

Requisito de envejecimiento: Tasa de retención de resistencia mecánica mayor o igual a85%después de la prueba de envejecimiento acelerado

4.3 Resistencia a la contaminación y a la corrosión

Tiempo de migración de hidrofobicidad: menor o igual a24 h(Clase de contaminación Ⅳ)

Resistencia a la niebla salina: Sin corrosión ni deterioro del aislamiento después de 5000 h de prueba

Resistencia a la corrosión química: Resistente a la lluvia ácida y a los gases residuales industriales (SO₂, NOₓ)

5. Criterios de Diseño Estructural y Tecnológico

5.1 Selección de materiales

Aislador compuesto (recomendado):Estructura integrada, sin espacio de aire en la interfaz interna, buen rendimiento-a prueba de humedad y de sellado, resistencia mecánica uniforme

Aislante de porcelana (Tipo Tradicional): Diseño multi-anticontaminación; Resistencia a la flexión Mayor o igual a8kN; Conjunto de cemento con relación de contracción coincidente para evitar grietas y filtraciones de agua.

5.2 Diseño de interfaz y sellado

Accesorios finales: engarzado combinado con sellador para evitar la entrada de humedad en la varilla central (para aisladores compuestos)

Interfaz de montaje: Espacio entre porcelana y cemento metálico Menor o igual a0,2 milímetrospara evitar el envejecimiento y el agrietamiento

5.3 Dimensiones y diseño de seguridad

Distancia entre postes: mayor o igual a350 milímetros(10 kV, evitando la descarga eléctrica entre fases-a-fases)

Espaciado de cobertizo: Mayor o igual a50mmPara evitar descargas repentinas de lluvia y de contaminación.

6. Elementos clave de verificación del diseño

Pruebas eléctricas: resistencia a la tensión de frecuencia industrial, impulso de rayo, prueba de descarga disruptiva de contaminación.

Ensayos mecánicos: ensayo de carga de fallo de torsión, flexión y tracción.

Pruebas de envejecimiento: envejecimiento UV, niebla salina, prueba de ciclo de temperatura

Adaptabilidad de la instalación: ángulo de inclinación, distancia del poste y coincidencia de la interfaz de montaje

Parámetros de diseño rápido para aisladores compuestos de 10 kV

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