Interruptores que superan lo esperado

Transcripción

1 Intrruptors qu suprn lo spro El polo PT1 stl un nuvo ptrón iili y rspto miomintl n ls tnoloís intrruptors vío THORSTEN FUGEL, DIETMAR GENTSCH, ARNE KLASKA, CHRISTOPH MEYER H pso más un é s qu ABB invntó l polo npsulo pr pliions mi tnsión. Ests unis ort orn ls vntjs un lv riiz ilétri, protión rnt ls oniions mintls y unionminto sin mntniminto urnt to l vi l prouto. El pso más rint n st mino éxitos s l intrruptor PT1. Gris l opión un mtril trmoplástio, l PT1 mntin tos ls prstions su ntsor l timpo qu prsnt numross vntjs, qu vn s los prámtros pliión su impto mintl. Intrruptors qu suprn lo spro 57

2 1 Esqum un intrruptor vío ABB (tipo VG4) 2 Disño nrl un polo npsulo i Un intrruptor umplir trs ritrios unionls: tin qu trjr on l intnsi nominl, ortr l orrint ortoiruito y loqur ls tnsions qu suprn l nivl nominl tnsión. Cuno los onttos s sprn pr ortr un orrint, s inii un ro létrio ntr llos. En un sistm orrint ltrn, st ro s p l siuint pso l orrint por l vlor ro. El mnismo ontto stá nrro n un ámr 1 qu ontin vío (n los sistms mi tnsión tuls). ABB sto suministrno intrruptors vío (Vl) mi tnsión urnt más 30 ños. Aunqu i nls l nio 1990, l mro s iviió más o mnos por iul ntr ls tnoloís vío y SF 6, l vío s onvrtio n l tnoloí imprnt n l tuli. ABB prou tulmnt unos intrruptors vío l ño y s un rint lír n st mpo. Atulmnt, los VI ABB mnjn tnsions nominls st 40,5 kv y orrints ortoiruito st 63 ka. Amás rsistir l mpo létrio ntro los VI, l islminto soportr l potni-runi xtrior y ls tnsions nivl impulso ásio (BIL) 1 (st 95/200 kv). Est rniminto pu vrs muy limito por ls oniions mintls (por jmplo, l polvo). Est s un ls rzons por ls qu, vrios ños, ABB iniió l xplorión l tnoloí Vásto/ Trminl Protión ontr torsión Fulls mtálios Tp l intrruptor polos npsulos. El táloo tul polos npsulos ABB ur los rquisitos típios sistms mi tnsión st tnsions nominls 40,5 kv, orrints st A y orrints ortoiruito st 50 ka. El intrruptor vío y sus trminls stán ompltmnt npsulos n rsin póxi. Los trminls suprior 2 inrior 2 stán ontos l rzo ontto o l rr us l prmnt. Como l ontto inrior ontrs un piz móvil, lt un onxión l xil qu onuz l orrint 2. L piz móvil stá movi por un vrill mpuj islnt 2 ont l ionminto l intrruptor 2. Est vrill stá un mtril polimi inluy un onjunto mulls. L prt inrior l polo 2 s i j l lojminto l intrruptor por mio utro tornillos. Ls vntjs prinipls st tnoloí (n omprión on un sistm nsmlo o polo irto) son su lv riiz ilétri y l mjor protión ontr ls inl unis mintls, l um y ls urzs mánis. El isño s ompto, rousto y moulr. Otr vntj importnt s l rápio y snillo montj los polos proos prvimnt y justos n los intrruptors vío. Los polos npsulos s ptn istints oniions limátis y no prisn mntni- i j j Protión Aislnt rámio Protión Conttos Vásto/ Trminl Tp l intrruptor Trminl suprior Intrruptor vío Vásto Trminl inrior Conxión lxil minto lo lro su vi. Esto sinii qu l vío intrior l intrruptor y l pi islminto los polos s onsrvn urnt más 30 ños. ABB s l invntor st tnoloí. Con r unis n srviio y un prouión nul más pizs, l mprs s tmién l prinipl rint polos npsulos. A psr l rlizión i z st tnoloí y sus norms vntjs, ABB siu sorzános por mjorrl ún más. El mimro más rint l mili polos npsulos s l PT1. En ontrst on sus ntsors, l polo npsulo no utiliz rsins póxis sino un mtril trmoplástio lt tnoloí. Propis los polos trmoplástios Entr los tors isivos uno s introu un nuvo mtril (o ls mtril) s nuntrn l unión, l orm y l proso. L slión un mtril nuvo pris un proso nálisis omplto. Slión mtrils El proso sistmátio slión un mtril vrii r ls rtrístis Not pi páin 1 L tnsión BIL (nivl ásio impulso) s un xprsión l pi un quipo pr soportr ls sortnsions uss, por jmplo, por los ryos y l onmutión. Atuor islo on mulls urz pr ontto Punto ijión Conxión on l ionminto 58 rvist ABB 1 10

3 plils l mtril on l myor prisión posil, tnino n unt l lr vi útil l omponnt (30 ños omo mínimo). L invstiión tin n unt ls propis ísis y químis, y onsir simismo los sptos onsumo mtril y tnoloí prouión. 3 Fmili polos npsulos ABB Pusto qu l lo intrior l rs l polo npsulo stá n ontto irto on l supri i rámi los VI, ls propis mánis, térmis y ilétris tinn un spil importni pr l PT1. Dio onsirions ilétris, l nsi s quí l propi más importnt. Amás, l trtrs un supri i ontto ntr polímro, rámi y mtl, y tnino n unt l rn nio tmprturs unionminto (s -30 ºC st +115 ºC pr l unionminto, -60 ºC pr l lmnminto), y qu ruir l mínimo l irni ntr los oi ints iltión térmi, mintrs qu y qu mximizr l stili máni y l lrminto l rotur. Amás, l polo s mpl omo un islminto ilétrio xtrior uno s rn los onttos los VI. En onsuni, y qu optimizr simismo l riiz l ilétrio y l íni omprtivo rsistni l sr supri il (CTI) 2. Comprión ntr polos trmoplástios y póxios L omprión los polos trmoplástios tipo PT1 on los polos póxios tipo P1 rvló irnis y similitus importnts. El uso mtril trmoplástio rujo l pso l polo omplto proximmnt n un 35 por into n omprión on l P1. Consirno solmnt l mtril islnt, l ms s rujo n un tor más trs. Esto s onsuio ris lo siuint: l mnor nsi l trmoplástio (12 por into), su riiz ilétri onsirlmnt myor (proximmnt un 50 por into), su mjor riiz máni (proximmnt un 100 por into) y su rsistni ( por into). Ests mjors tmién n prmitio ruir l volumn. Ls lts prsions inyión mpls n l riión prmitn qu l mtril trmoplástio utili i rs virio orts. Esto no r posil on l inyión j prsión l mtril ompusto on s rsin póxi. Pr onsuir un mjor mzl los omponnts y un visosi rui, los mtrils om- pustos on s rsin póxi suln ontnr polvo urzo (prtíuls SiO 2 ). En omprión on ss prtíuls, y iul mtril pr l mtriz, ls i rs prmitn un riiz máni y un rsistni myors ris un mjor trnsmisión los surzos. Pr orr los lints un trnsiión áil s los polos póxios los trmoplástios, ls imnsions xtriors los polos póxios s n mntnio ntro ls los polos trmoplástios. Amás, tos ls imnsions unionls son iuls. Esto prmit l intrmiili omplt stos omponnts. Ls vrills mpuj y ls onxions l xils tmién s mntinn iuls. En l trnsiión, s sustituyron los tornillos métrios y los suplmntos ltón mplos n los polos poxi por tornillos utorrosnts. Los nuvos tornillos y s n utilizo on éxito on mtrils trmoplástios n otros stors, omo l utomoión. S pritn on un pr 35 Nm, lo qu rntiz un rn stili ( oprions mánis onmutión sin péri stili). Est rsistni orrspon l un polo póxio sujto on un tornillo métrio tipo M10 qu rquir un pr prit 50 Nm. S rlizron nsyos ormión plásti y rljión pr ompror si, n ls oniions trjo (myor tmprtur y urzs ontto), porín vrir ls imnsions l polo 4. S sujtron los polos un pl ro y s plió un urz N mint l vrill mpuj. Est urz s 1,7 vs myor qu l r máxim trjo sor l trrno. Pr stos xprimntos s umntó l tmprtur s l mintl (20 ºC) st 85 ºC; í l umnto l lonitu l polo (0,5 por into) l ominzo l xprimnto. A lo lro l urión l nsyo (utro smns), l lonitu l polo prmnió onstnt. L lonitu volvió isminuir l nrirs los polos l i nl l xprimnto, jno un lrminto rsiul máximo l 0,2 por into (próximo l prisión l miión). En onsuni, no s poio ttr un lrminto l polo io tos ormión prmnnt o rljión. Cuno s onsir l stili lro El uso mtril trmoplástio rujo l pso l polo omplto proximmnt n un 35 por into n omprión on l P1. plzo los mtrils trmoplástios (spilmnt ls polimis), y qu tnr n unt l i ni l mtril por l u. Un intrruptor vío onto qu sté n l posiión stivo suir puino loqur tnsions omo s ini n l norm IEC, inluso spués qu s y prouio un sorión u onsirl. Pr omprorlo, s turon nsyos limátios on más tmprtur y um (myor sorión u urnt ºC, 75 por into Not pi páin 2 El íni rsistni l sr supri il s un mi ls propis l sr isruptiv un mtril. Intrruptors qu suprn lo spro 59

4 4 Rsultos xprimntos luni y rljión Cmio porntul l lonitu 0,6 0,5 Vriión lonitu (%) 0,4 0,3 0, Flujo nrl prouión: polos trmoplástios rnt los rsins póxis Prtrtminto Prtrtminto Molo por inyión Molo por inyión 0,1 Dirni por jo l xtitu ls miions 0, Durión (ís) Prmontj Montj inl S rlizron on l tipo polos npsulos PT1 on 5000 N y 85 C y mustrn qu no s prouio ninun ormión mnsurl. El slto ruso l prinipio y l inl l príoo pru rlj l lntminto l tmprtur mint y l rtorno ll. Prus El polo PT1 Ls os vrints omrilizs l PT1 s ilustrn n 6. El polo PT1 6 mnj intnsis ortoiruito st 31,5 ka, intnsis nominls st A y tnsions st 17,5 kv. Estos vlors son similrs los l tipo orrsponint polo póxio P1. Ls rtrístis s mustrn on tll n 7. Pusto qu l PT1 s utiliz n sistms mi tnsión, los rquisitos nrls son los stlios n l EC El PT1 los stis o los supr. El polo umpl ls más lts ulii ions ronoi um), mintrs s somtín los polos n prllo un tnsión 50 kv.. Toos los polos proos mostrron stili n sts oniions. Amás, l polo í rlizr orrtmnt un oprión irr on un orrint ortoiruito, sui un rprtur. Pusto qu l stili máni s muo myor qu pr l mtril ompusto póxio, los nuvos polos PT suprron tos ls prus. Proso riión El onpto nrl, tnto los polos rsin póxi omo los trmoplástios, s muy similr. En primr lur s montn los rupos intriors on l intrruptor vío y los trminls pr l mol. A ontinuión s l prtrtminto stos rupos (por jmplo, limpiz y pru). Luo s olon los rupos n l mol, qu s inmoviliz, s irr y s rlln on l mtril. Dio ls prsions muy istints qu s proun urnt l molo por inyión, pu vrir l timpo nsrio pr rllnr l mol. Pr l mtril ompusto on s rsin póxi, l llno s suio por un timpo uro, mintrs qu pr l trmoplástio v suio por l nriminto. El irm l l ujo nrl prouión pr l trmoplástio s mustr n 5. El proso on rsins póxis s un rión quími, mintrs qu l nuriminto l trmoplástio onsist n un prioo nriminto on ristlizión l mtril. Ls tmprturs los mols son proximmnt ls misms pr los os prosos, pro ls tmprturs inyión l mtri prim son muy istints. En l so l rsin póxi, stá lirmnt por nim l tmprtur mint, mintrs qu l tmprtur usión l mtril trmoplástio s st 300 ºC. En onsuni, pr l proso l rsin póxi y qu plir lor, mintrs qu pr l mtril trmoplástio y qu vurlo. Tn pronto omo s trmino l nuriminto, s r l mol y s rtir l polo. Pusto qu l rni ntr trmoplástios, ro y otros mtls sul sr muy j, l xtrión l polo no s un prolm. A ontinuión s nvín los polos l montj y pru i nl. En st pso s ñ l vrill mpuj y s mont l protión l VI pr l trnsport. S omprun ls imnsions unionls y l rsistni l polo n un inspión rutin. El uso un morn máquin molo por inyión totlmnt utomtiz on snsors intros pr l riión l VI trmoplástio mjor l y onsirl i ili l proso l polo póxio. 6 Vriions l polo PT1: vrsión pr 31,5 ka (6) y 25 ka (6) 6 6 s por l norm, sr, M2 (nurni máni), E2 (nurni létri) y C2 (onmutión pitiv pr oprions onmutión k-to-k [n oposiión] y ls). Aunqu st lsii ión ini qu l PT1 stis l norm, no mustr l límit tuión. Por jmplo, n lo qu s ri r l nurni máni, l norm xi oprions mánis onmutión, mintrs qu l PT1 pu mnjr áilmnt más oprions sin ninún mntniminto. En nrl, s pu i rmr qu l polo PT1 supr toos los rquisitos l norm y s myors o iuls prstions qu los polos npsulos xistnts on 60 rvist ABB 1 10

5 7 Crtrístis l polo PT1 Crtrístis létris Tnsión nominl kv 12 / 17,5 12 / 17,5 12 / 17,5 12 / 17,5 Fruni nominl Hz 50 / 60 Vlor nominl l tnsión no isruptiv runi inustril (ms) kv 42 Vlor nominl l tnsión no isruptiv impulsos sr kv 95 Intnsi nominl norml (ms) A Intnsi ruptur ortoiruito nominl (ms) ka ,5 31,5 Intnsi nominl irr n ortoiruito (pio) ka Pso l polo n k 4,8 4,8 5,6 5,6 Furz ontto N Vi máni (ilos) Años vi n srviio. yrs. 30 Cilos intnsi nominl ruptur n ortoiruito 50 Tmprtur trjo C Amás s rlizron un rn númro nsyos iionls, omo un pru ro intrno sún l IEC El intrruptor ls supró sin qu s proujr iniión l polo. Tmién s llvron o miions srs prils (PD) n un rn númro polos. Ests prus n mostro qu no s n prouio PD n ninuno los polos ins mtrils ompustos rsin póxi. Ensyos rlizos Como y s inio, l polo PT1 umpl los rquisitos l norm IEC El uso un morn máquin molo por inyión totlmnt utomtiz on snsors intros pr l riión l VI trmoplástio mjor l y onsirl iili l proso l polo póxio. 100 y supro tos ls prus tipo olitoris. Ests prus s turon on polos PT1 quipos on los intrruptors vío ABB stánr tipo VD4 y VM1. Amás, pr qu l mostrión ur plnmnt unionl, sts prus no s llvron o n intrruptors islos, sino n intrruptors instlos n un prmnt ABB tipo UniGr y js tipo PowrCu. Est oni urión s utilizó pr toos los nsyos tipo olitorios l IEC, s ir, nurni máni, umnto tmprtur, onxión y sonxión, prus ortoiruito (STC) y prus l ilétrio. Tmién s rlizo sí l pru onmutión pitiv (r k-to-k y l) y nurni létri. Pusto qu l polo s v utilizr n too l muno, s n pto los rquisitos stos nsyos pr qu urn los vlors rqurios por l myorí ls norms; sí, l tnsión pr l pru runi s i jo n 42 kv, l tnsión pr l pru BIL n 95 kv y s n plio 4 s pr ls STC. Toos stos nsyos s n rlizo uro on ls norms l ornizión STL (Sort-iruit Tstin Lision), ronoi intrnionlmnt, y uron por tnto prsnios por un trr prt inpnint. vstios y por lo tnto oni rmn l mjor omportminto sor l trrno, tn in onoio, los polos npsulos ABB. Apliions l nuvo tipo polo PT1 Como mimro l mili polos npsulos ABB, l PT1 s mplrá n ls vrsions tuls VD4 y VM1 8. S utilizrá pr l islminto ortoiruitos, ls on r y sin ll, trnsormors, motors, nrors y trís onnsors. Amás, s vnrá l polo omo omponnt lints OEM y omo piz rpusto pr proytos rmolión. En 9 s prsntn jmplos árs pliión. Ds l punto vist l lint, l trnsiión s los polos npsulos tuls l polo PT no prsnt ompliions y rquir poo surzo. El PT1 s totlmnt omptil on l polo P1 tul y tin ls misms imnsions unionls. Pr prmitir los lints OEM un trnsiión sin prolms, ABB no solmnt v proporionr poyo omprtino los inorms ls prus, sino qu tmién pulirá ssormintos y lrions qu yun minimizr l númro prus qu n rptirs n ominión on un mtriz prus l lec. Un vz qu s y instlo l intrruptor n l prmnt l lint, l úni pru qu y qu rptir sul sr l l ilétrio. Vntjs l polo PT1 Los polos trmoplástios orn ls misms vntjs qu toos los más polos npsulos ABB y umpln los rquisitos li más xints, omo islminto ilétrio óptimo, protión l VI y unionminto sin mntniminto. Amás, orn vris vntjs n omprión on los polos npsulos tuls y, por llo, son iuls o mjors n toos los sptos uno s omprn on los póxios. Ds l punto vist miomintl, los polos PT prsntn mjors importnts sor sus ntsors póxios, tnto por su riión omo por su ili rilj 3. Pr untii r st i rmión s tuo un álulo l ull rono nsri pr l riión Not pi páin 3 Vés simismo Por un mio mint mjor: opions rilj omponnts islnts, páins 10-16, Rvist ABB 2/2009. Intrruptors qu suprn lo spro 61

6 8 Intrruptor tipo VD4 on polo PT1 9 Ejmplos mpos pliión intrruptors vío PT1 Cntrls létris Sustions trnsormors Inustri quími Inustri sirúri Inustri utomovilísti Suministro létrio ropurtos Construión nvl (pliions mrins) Suministro létrio iiios L riión polos trmoplástios tipo PT ru ls misions CO 2 n más un 50 por into rspto sus ntsors los polos. El nálisis no sólo tnio n unt l propi riión los polos, sino tmién l l mtril s 4. Est álulo mustr qu l riión polos trmoplástios tipo PT ru ls misions CO 2 n más un 50 por into rspto sus ntsors, lo qu orrspon un ruión proximmnt t CO 2 l ño, tnino n unt ls irs prouión ABB 5. Otr vntj los mtrils trmoplástios s qu l propio proso riión s pu ontrolr on mu prisión, lo qu ru l vriión ls propis l mtril y l propio polo. Gris l tnoloí onsoli ls máquins molo por inyión, s posil un proso riión ompltmnt utomátio los polos PT qu prmit un ristro tllo y un ontrol totl toos los prámtros rlvnts l proso. Esto llv no sólo un umnto l trzili, sino tmién un mjor ontrol li mint l ontrol stístio l proso (SPC), lo qu mjor l y in onoi lt li los tuls polos npsulos. Por lo qu s ri r los prámtros ténios, s n poio umntr ls prstions l polo PT1 n rlión on l P1 póxio. L rsistni máni y l omportminto j tmprtur l PT puiron mjorrs onsirlmnt y s mpliron sus límits oprtivos. Amás, l r uo los polos PT s onsi- rlmnt inrior, lo qu supon un vntj suri ñi pr l lint i nl. Amás, l pso l polo s ruio n un 35 por into, lo qu ilit su mnipulión y trnsport. El polo PT, l mimro más rint l xitos mili polos npsulos ABB, s l último pso l srrollo st lor tnoloí. Iul o mjor toos los sptos prstions sus ntsors, siu sino totlmnt omptil y ontriuy n rn mi l protión l lim. Torstn Ful Ditmr Gnts Arn Klsk Cristop Myr ABB Clor Em Mittlspnnun Rtinn, Almni [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] Nots pi páin 4 Emplno tos oriinls pulios o portos irtmnt por l rint l mtril. 5 Suponino un volumn prouión nul polos. 62 rvist ABB 1 10