Analyse de l'impact des-tubes thermorétractables sur la distribution du champ électrique dans les appareillages de commutation

Avec l'expansion continue de l'échelle des systèmes électriques et la demande croissante en énergie des équipements industriels, les exigences de fiabilité des appareillages de commutation haute tension -dans les systèmes de réseau électrique augmentent constamment. Parmi ces exigences, les performances d’isolation sont l’un des facteurs importants affectant le fonctionnement stable des équipements. Dans les appareillages moyenne- et haute-tension, les jeux de barres doivent généralement traverser des traversées murales pour réaliser les connexions électriques entre les armoires. L'écart de position des barres omnibus, les entrefers et la configuration du matériau isolant affectent directement la distribution du champ électrique. Ces dernières années, les matériaux d'isolation thermorétractables - ont été largement utilisés dans les structures d'isolation des jeux de barres, telles que les barres omnibus en polyoléfine à tubes thermorétractables ou l'isolation des manchons de barres omnibus, pour améliorer la fiabilité de l'isolation et l'adaptabilité environnementale du système de barres omnibus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans les structures d'appareillage de commutation, les barres omnibus principales, les barres omnibus de dérivation et les barres omnibus de connexion sont généralement protégées par des bagues isolantes, avec des formes courantes, notamment la barre omnibus à gaine thermorétractable ou la barre omnibus à tube d'isolation solide. Ces structures d'isolation améliorent non seulement la résistance d'isolation de la surface du conducteur, mais empêchent également le conducteur métallique d'être affecté par l'humidité ambiante, les contaminants ou les arcs électriques. Cependant, lors de l'installation des jeux de barres à travers des traversées murales, des erreurs d'installation ou des contraintes mécaniques à long terme - peuvent provoquer le centrage du jeu de barres dans la traversée, entraînant des modifications dans la répartition du champ électrique. Par conséquent, l’analyse de l’impact de la position des jeux de barres et de l’épaisseur de l’isolation sur la distribution du champ électrique est cruciale pour améliorer la sécurité de la conception des appareillages de commutation.

 

Dans une structure typique d'appareillage de commutation de 12 kV, le jeu de barres principal doit passer à travers des traversées murales isolées pour réaliser les connexions électriques entre les armoires. Les barres omnibus utilisent généralement des structures de barres omnibus en cuivre avec des couches d'isolation sur leurs surfaces, telles que des structures de barres omnibus en cuivre isolées en PVC ou des barres omnibus thermorétractables. Lorsque le jeu de barres est centré dans la traversée murale, la répartition du champ électrique du système est relativement uniforme. Cependant, lorsque le jeu de barres se déplace horizontalement ou verticalement, l'entrefer entre le conducteur et la structure isolante change, affectant ainsi la répartition de l'intensité du champ électrique. Les études de simulation montrent que lorsque la distance entre le jeu de barres et la traversée murale est grande, le changement de position du jeu de barres a peu d'impact sur l'intensité maximale du champ électrique des composants d'isolation ; cependant, à mesure que l’écart diminue progressivement, l’intensité du champ électrique local augmente considérablement.

 

Lorsque le jeu de barres n'est pas équipé de manchons isolants, le champ électrique maximal se produit généralement dans la région de l'air près du bord ou des coins arrondis du jeu de barres en cuivre. À mesure que le jeu de barres s'approche de la traversée murale-, l'entrefer rétréci entraîne une augmentation rapide de l'intensité du champ électrique local. Lorsque l'espacement minimum est inférieur à environ 2 mm, l'intensité du champ électrique dans la région de l'air peut dépasser l'intensité du champ de claquage de l'air, augmentant ainsi le risque de décharge partielle ou de rupture d'isolation. Par conséquent, dans les conceptions pratiques, des structures isolantes telles que des tubes isolants pour barres omnibus ou des feuilles isolantes pour barres omnibus sont généralement utilisées pour améliorer le niveau d'isolation global du système et réduire la concentration du champ électrique.

 

Lorsque des manchons isolants thermorétractables-sont installés sur la surface du jeu de barres, la répartition du champ électrique change. Par exemple, lors de l'utilisation de barres omnibus à manchons thermorétractables ou d'un tube isolant de barre omnibus personnalisé, la couche isolante ajoute une couche diélectrique entre le conducteur et l'air, modifiant ainsi le chemin du champ électrique local. Les résultats de la simulation montrent que lorsque l'écart entre le jeu de barres et la traversée murale -est important, l'effet des manchons thermorétractables -de différentes épaisseurs sur l'intensité maximale du champ électrique n'est pas significatif. Cependant, à mesure que le jeu de barres s'approche de la traversée, la région de l'air reste l'emplacement du champ électrique le plus concentré, et l'intensité du champ électrique augmente considérablement avec la diminution de la distance. Des recherches plus approfondies sur l'impact des différentes épaisseurs d'isolation révèlent que lorsque la distance entre le jeu de barres et la traversée est grande, le champ électrique du système est principalement déterminé par l'entrefer, et les variations de l'épaisseur de la traversée ont un effet limité sur l'intensité maximale du champ électrique. Cependant, lorsque l'espace entre le jeu de barres et la traversée est inférieur à environ 5 mm, l'épaisseur de l'isolation commence à affecter de manière significative la répartition du champ électrique. Dans ce cas, l'utilisation d'une structure de barre omnibus thermorétractable plus épaisse réduit encore l'entrefer entre le conducteur et la traversée, augmentant potentiellement l'intensité du champ électrique dans la région de l'air et augmentant ainsi le risque de décharge partielle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Avec des entrefers plus petits, l'intensité maximale du champ électrique dans la région de l'air augmente généralement rapidement à mesure que la distance entre le jeu de barres et la traversée diminue. Simultanément, une couche d’isolation plus épaisse comprime davantage l’espace aérien, conduisant à un champ électrique local plus concentré. Par conséquent, la conception des structures d’isolation des jeux de barres nécessite une prise en compte approfondie de l’équilibre entre l’épaisseur de l’isolation et l’entrefer. Des structures d'isolation appropriées, telles que l'isolation des manchons de barres omnibus ou les barres omnibus isolantes en PVC, peuvent garantir la sécurité de l'isolation tout en évitant une compression excessive de l'entrefer.

 

Pour vérifier les résultats de la simulation, des tests comparatifs ont été menés sur différentes structures à l'aide d'expériences de décharges partielles. Les résultats expérimentaux montrent qu'à mesure que le jeu de barres s'approche progressivement de la traversée murale-, la tension de décharge partielle initiale du système diminue considérablement, indiquant que l'intensité du champ électrique local a atteint un niveau où une décharge partielle est susceptible de se produire. Dans certains cas, même avec des couches d'isolation supplémentaires, telles qu'une barre omnibus en cuivre isolée avec une structure de tube thermorétractable, une concentration de champ électrique peut toujours se produire si l'entrefer est trop petit. Par conséquent, contrôler correctement la position d’installation du jeu de barres reste une mesure cruciale pour garantir la sécurité de l’isolation.

 

En combinant l’analyse de simulation et les résultats expérimentaux, plusieurs conclusions clés peuvent être tirées. Premièrement, lorsque la distance entre le jeu de barres et la traversée murale-traversante est supérieure à environ 5 mm, les changements de position du jeu de barres ont un impact relativement faible sur la répartition du champ électrique, et l'épaisseur de la traversée isolante a également un effet limité sur l'intensité maximale du champ électrique. Deuxièmement, lorsque l'écart entre le jeu de barres et la traversée est inférieur à 5 mm, l'intensité maximale du champ électrique dans la région de l'air augmente considérablement, et plus la couche d'isolation est épaisse, plus le degré de concentration du champ électrique dans la région de l'air est élevé. Enfin, dans les applications pratiques d'ingénierie, il est crucial de contrôler correctement la position d'installation du jeu de barres et la conception de la structure d'isolation pour éviter les claquages ​​d'air et améliorer la fiabilité de l'isolation des équipements. Ces principes de conception s'appliquent non seulement aux appareillages de commutation traditionnels, mais également aux structures de connexion à courant élevé - telles que les connecteurs de batterie EV, les barres omnibus des bornes de batterie EV et les barres omnibus des bornes de batterie dans les systèmes électriques des véhicules à énergie nouvelle.

 

 

Dans les domaines des appareils de commutation haute tension, des systèmes de distribution d'énergie et des connexions électriques pour les nouvelles énergies, les structures d'isolation des jeux de barres ont un impact significatif sur la fiabilité du système. Notre société se concentre sur la recherche, le développement et la fabrication de solutions d'isolation de barres omnibus hautes-performances, proposant différents types de barres omnibus isolées par tube thermorétractable en PE, de tubes isolants pour barres omnibus,Manchons thermorétractables BusBaret des produits de tubes isolants de barres omnibus personnalisés. Ces composants d'isolation sont largement utilisés dans les appareillages de distribution d'énergie, les systèmes de stockage d'énergie, les systèmes de connexion de batteries de véhicules à énergie nouvelle et les équipements électriques industriels, améliorant efficacement les performances d'isolation et la sécurité opérationnelle des systèmes de jeux de barres et offrant des garanties stables pour des connexions électriques hautement fiables.