¿Qué es la tecnología de aparamenta de aislamiento sólido?

¿Qué es la tecnología de aparamenta de aislamiento sólido?
Aparamenta SIS
Aparamenta SIS

Introducción

Durante décadas, la elección del medio aislante en las instalaciones de distribución de media tensión ha sido binaria: aire o Gas SF61. La aparamenta aislada en aire exigía un gran espacio físico y un mantenimiento regular. La aparamenta aislada con gas SF6 ofrecía compacidad y rendimiento, pero introducía un potente gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 23.500 veces superior al del CO₂, un lastre que aumenta con cada endurecimiento de la normativa medioambiental.

La tecnología de aparamenta de aislamiento sólido sustituye las cámaras de aire y el gas SF6 por fundición. resina epoxídica2 como medio de aislamiento primario, encapsulando los conductores bajo tensión, las barras colectoras y los elementos de conmutación en un material dieléctrico sólido que proporciona una resistencia superior a la contaminación, elimina los requisitos de gestión de gas, reduce la huella de instalación en hasta 50% en comparación con AIS y ofrece un sistema de aislamiento sin mantenimiento con una vida útil de 30 años.

Para los ingenieros eléctricos que diseñan subestaciones secundarias, sistemas de energía industrial e infraestructuras de MT de energías renovables, la tecnología SIS representa un cambio fundamental en la forma de diseñar el aislamiento de media tensión: no se trata de una mejora incremental de la tecnología de gas o aire existente, sino de una filosofía de aislamiento diferente con características de rendimiento, credenciales medioambientales y economía de ciclo de vida distintas. Comprender qué es la tecnología de aparamenta de aislamiento sólido, cómo funciona y dónde supera a las alternativas es la base de toda adquisición de aparamenta de MT moderna bien especificada.

Este artículo proporciona una referencia técnica completa sobre la tecnología de aparamenta de aislamiento sólido, desde la física del aislamiento y la ciencia de los materiales hasta la arquitectura del sistema, la selección de aplicaciones y los requisitos de mantenimiento en toda la gama de distribución de MT.

Índice

¿Qué es la tecnología de aislamiento sólido y cómo funciona en celdas de MT?

Infografía de visualización de datos técnicos en la que se comparan los medios de aislamiento de media tensión: Aire, SF6 y epoxi fundido (APG). Incluye un gráfico de barras de la rigidez dieléctrica, diagramas conceptuales que ilustran la gradación del campo eléctrico (sin graduar frente a graduado) y una tabla resumen de las propiedades de los materiales. Apoya la comparación técnica y la descripción de funciones.
Aislamiento de media tensión - Datos comparativos y clasificación de campo

La tecnología de aislamiento sólido de aparamenta consiste en la aplicación de materiales dieléctricos sólidos moldeados -principalmente compuestos de resina epoxi- como medio de aislamiento primario alrededor de todos los conductores de MT en tensión, barras colectoras e interfaces de elementos de conmutación dentro de un conjunto de aparamenta. A diferencia del aislamiento por aire (que se basa en distancias físicas de separación) o el aislamiento por gas (que se basa en SF6 presurizado para lograr la rigidez dieléctrica), el aislamiento sólido logra su rendimiento dieléctrico a través de la estructura molecular intrínseca del propio material encapsulante.

Física del aislamiento dieléctrico sólido

En cualquier sistema de aislamiento, la rigidez dieléctrica es el campo eléctrico máximo que puede soportar el material antes de romperse, es decir, el punto en el que los portadores de carga se aceleran a través del material, creando una ruta conductora y un fallo catastrófico. La rigidez dieléctrica del medio aislante determina la proximidad a la que pueden colocarse los conductores con tensión respecto a las estructuras conectadas a tierra y entre sí, lo que influye directamente en el tamaño físico de los equipos.

Rigidez dieléctrica comparativa:

  • Aire (1 bar, campo uniforme): 30 kV/cm
  • SF6 (3 bar): ~220 kV/cm
  • Resina epoxi fundida (APG): 180-200 kV/cm (a granel); efectivamente ilimitado en superficies con una graduación de campo adecuada

La resistencia dieléctrica aparente de la resina epoxi fundida se aproxima a la del SF6 presurizado, razón por la cual la aparamenta SIS alcanza una compacidad comparable a la del GIS sin requerir ningún sistema de gas presurizado. Y lo que es más importante, el aislamiento sólido elimina el modo de fallo por flameo superficial que limita a los equipos aislados por aire en entornos contaminados: una superficie de epoxi sólido no puede contaminarse con partículas suspendidas en el aire, humedad o condensación de la forma en que pueden hacerlo las superficies de aislamiento con entrehierro.

Gelificación automática por presión (APG) - Tecnología de fabricación

El aislamiento sólido de la aparamenta SIS se fabrica mediante gelificación automática por presión (APG), un proceso de fundición de precisión que inyecta un compuesto de resina epoxi líquida a presión controlada en un molde calentado que contiene el conjunto de conductores y, a continuación, cura la resina con perfiles precisos de temperatura y presión para producir un cuerpo de aislamiento sólido sin huecos ni burbujas.

Parámetros críticos del proceso APG:

  • Sistema de resina: Resina epoxi cicloalifática con endurecedor anhídrido y relleno de trihidrato de alúmina (ATH) para mejorar la resistencia al arco y la estabilidad térmica
  • Temperatura del molde: 130-160°C durante la gelificación; controlada para evitar el agrietamiento por estrés térmico.
  • Presión de inyección: 3-8 bar para eliminar huecos y garantizar el encapsulado completo del conductor
  • Ciclo de curación: 4-8 horas a temperatura elevada; seguido de postcurado a 140°C para estabilidad dimensional
  • Control de calidad: Cada componente fundido se somete a descarga parcial3 pruebas (< 5 pC a 1,5 × Um) para verificar el aislamiento sin huecos

Los huecos en el aislamiento epoxi fundido son el principal modo de fallo de calidad: un hueco de tan sólo 0,1 mm de diámetro crea un punto de inicio de descarga parcial que erosiona progresivamente el aislamiento circundante bajo tensión de funcionamiento, provocando finalmente el fallo del aislamiento. El proceso APG, debidamente controlado, elimina los huecos manteniendo una presión positiva durante la gelificación, lo que impide la formación de cavidades de contracción a medida que se endurece la resina.

Gradación del campo eléctrico en sistemas de aislamiento sólido

En las discontinuidades geométricas (bordes del conductor, interfaces de conexión y límites del aislamiento), el campo eléctrico se concentra hasta niveles que pueden superar la rigidez dieléctrica local, incluso cuando el campo medio está dentro de los límites. El diseño SIS de aislamiento sólido utiliza dos técnicas para gestionar la concentración de campo:

Clasificación geométrica del terreno:
Los bordes de los conductores y las interfaces de terminación están diseñados con radios controlados (mínimo 3-5 mm para aplicaciones de MT) para distribuir el campo eléctrico sobre una superficie mayor, reduciendo la intensidad de campo pico por debajo del umbral de inicio de descarga parcial.

Capas de gradación de campo resistivo o capacitivo:
En las interfaces entre componentes de aislamiento sólido -empalmes de barras colectoras, terminaciones de cables y conexiones de interruptores- se aplican capas de gradiente de campo de material semiconductor o gradiente capacitivo para redistribuir el gradiente de campo eléctrico uniformemente a través de la interfaz, evitando la concentración de campo en el límite del empalme.

Arquitectura del sistema de conmutación SIS

Un cuadro de distribución SIS completo integra tecnología de aislamiento sólido en todas las funciones de aislamiento primario:

  • Barras conductoras encapsuladas en epoxi: Barras colectoras trifásicas totalmente encapsuladas en epoxi fundido, lo que elimina los requisitos de separación de aire de fase a tierra.
  • Transformadores de corriente (TC) de aislamiento sólido: Los TC toroidales se funden directamente en la barra colectora encapsulada, por lo que no es necesario montarlos por separado ni dejar espacio libre.
  • Terminaciones de cable encapsuladas con epoxi: Interfaces de cable enchufables o atornilladas con conos de tensión premoldeados que proporcionan continuidad de aislamiento sólido graduado en campo del cable a la barra colectora.
  • Interruptor de vacío4 montaje: El elemento de conmutación -un interruptor de vacío por fase- montado dentro de la estructura de aislamiento sólido, con encapsulado epoxi que proporciona tanto soporte mecánico como aislamiento primario a tierra.
  • Mecanismo de accionamiento magnético: Mecanismo de accionamiento de imán permanente (PMA) que proporciona una resistencia mecánica M2 con una construcción sellada y sin mantenimiento.

Propiedades clave de los materiales de aislamiento sólido

PropiedadEpoxi colado (APG)Aire (Referencia)SF6 (3 bar)
Rigidez dieléctrica (a granel)180-200 kV/cm30 kV/cm~220 kV/cm
Permitancia relativa (εr)3.5-4.51.01.006
Clase térmicaF (155°C)
Resistencia a la contaminaciónExcelente (superficie sellada)Pobre (contaminación superficial)Excelente (sellado)
Inicio de la descarga parcial> 1,5 × Um (sin huecos)N/A> 1,5 × Um
Conductividad térmica0,2-0,8 W/m-K0,026 W/m-K0,014 W/m-K
Resistencia al arco (IEC 61621)> 180 segundosN/AN/A
Impacto GEINingunoNingunoGWP 23.500

¿Cómo se compara el rendimiento de la aparamenta SIS con el de AIS y GIS en los parámetros clave?

Una completa matriz infográfica de visualización de datos técnicos que compara los equipos de conmutación AIS, GIS y SIS (Solid Insulated Vacuum) en cinco parámetros de rendimiento críticos: Huella, frecuencia de mantenimiento, impacto medioambiental (incluido el GWP del SF6), coste del ciclo de vida (25 años) y resistencia técnica. Este gráfico abstracto ilustra las principales ventajas comentadas en el artículo.
SIS, AIS y GIS Matriz de rendimiento de la distribución de MV clave

La aparamenta de aislamiento sólido ocupa una posición de rendimiento distintiva en relación con AIS y GIS, combinando las credenciales medioambientales y la simplicidad de mantenimiento de la tecnología de vacío con una compacidad cercana a GIS, a un coste de ciclo de vida que normalmente es inferior a ambas alternativas para aplicaciones de distribución de MT en el rango de 12-40,5 kV.

Huella y eficiencia espacial

La aparamenta SIS ocupa poco espacio gracias a la eliminación de las distancias de aire. En AIS, las distancias mínimas de fase a fase y de fase a tierra exigidas por la norma IEC 62271-1 a 12 kV son:

  • Distancia de fase a tierra (aire): 120 mm mínimo
  • Distancia entre fases (aire): 160 mm mínimo

En el SIS, estas holguras se sustituyen por un aislamiento epoxi sólido con una resistencia dieléctrica de 180-200 kV/cm, lo que reduce el grosor de aislamiento necesario a 8-15 mm a 12 kV. El resultado es una reducción de la anchura del panel de 40-60% en comparación con el AIS equivalente, y una reducción de la profundidad de 30-50%.

Comparación de dimensiones de paneles típicos (12kV, 630A, 25kA):

ParámetroAISSIGSIS
Anchura del panel800-1.000 mm500-650 mm400-550 mm
Profundidad del panel1.200-1.600 mm800-1.000 mm600-800 mm
Altura del panel2.200 mm2.000 mm1.800-2.000 mm
Superficie por panel0.96-1.60 m²0.40-0.65 m²0.24-0.44 m²
Huella relativa100% (referencia)~45%~30%

Requisitos de mantenimiento

La construcción sellada de la aparamenta SIS -aislamiento epoxi sólido sin espacios de aire que contaminen, sin gas SF6 que controlar y con interruptores de vacío sin acceso interno para el mantenimiento- produce un perfil de mantenimiento fundamentalmente diferente al de AIS o GIS:

Requisitos de mantenimiento del AIS:

  • Anual: Limpieza de la superficie de aislamiento; medición de la resistencia de contacto
  • 3 años: Inspección y limpieza del vertedero de arco; lubricación del mecanismo.
  • 5 años: Revisión completa; evaluación de la sustitución de los contactos
  • Después de la avería: Inspección inmediata del conducto de arco; descontaminación de la superficie aislante.

Requisitos de mantenimiento del SIG:

  • 6 meses: Comprobación de la presión del SF6; inspección de fugas
  • 1 año: Análisis de humedad y pureza del gas
  • 3 años: Análisis completo de gases; comprobación de la resistencia de los contactos
  • Después de la avería: Análisis de la calidad del gas; comprobación del producto de descomposición antes de la reenergización.

Requisitos de mantenimiento del SIS:

  • Anual: Medición de la resistencia de contacto; comprobación del tiempo de funcionamiento; inspección visual.
  • 3 años: Prueba de alta frecuencia de potencia; medición de descarga parcial
  • 5 años: Medición del recorrido de los contactos; verificación eléctrica completa
  • Post-fallo: Prueba Hi-pot + medición PD + resistencia de contacto

La eliminación del mantenimiento del conducto de arco, la gestión del gas SF6 y la limpieza de la superficie de aislamiento reduce el coste anual de mantenimiento del SIS en 60-75% en comparación con el AIS y en 40-55% en comparación con el GIS a lo largo de una vida útil de 25 años.

Rendimiento medioambiental

Las credenciales medioambientales de la aparamenta SIS son consecuencia directa de sus opciones tecnológicas:

  • Cero SF6: Sin contenido de gases de efecto invernadero, sin obligaciones normativas sobre gases fluorados, sin necesidad de personal certificado para la manipulación del gas, sin costes de recuperación del gas al final de su vida útil.
  • Sin gases de arco: La extinción por arco en vacío no produce productos de descomposición tóxicos: no se genera SOF₂, SO₂F₂ ni HF durante las operaciones de conmutación.
  • Volumen de material reducido: El diseño compacto utiliza menos acero, cobre y material de aislamiento por MVA nominal que el AIS
  • Reciclable al final de su vida útil: El encapsulado de resina epoxi puede separarse mecánicamente de los conductores de cobre para recuperar el material; no es necesario desechar gases peligrosos

Comparación del rendimiento total: SIS vs. AIS vs. GIS

ParámetroAISSIG (SF6)SIS (vacío)
Rango de tensión12-40,5kV12-1.100 kV12-40,5kV
Huella relativa100%~45%~30%
Medio de enfriamiento del arcoAireSF6Vacío
Aislamiento MedioAireSF6Epoxi sólido
Resistencia a la contaminaciónPobreExcelenteExcelente
Frecuencia de mantenimientoAltaMedioBajo
Contenido de GEI del SF6NingunoSí (GWP 23.500)Ninguno
Resistencia eléctricaNorma E1E1-E2Norma E2
Resistencia mecánicaNorma M1M1-M2M2 estándar
Coste del ciclo de vida (25 años)MedioMedio-AltoBajo
Entornos adecuadosLimpieza interiorInterior/exteriorInterior/duro

Caso de cliente: SIS Switchgear resuelve un problema de espacio y medio ambiente

Un responsable de compras que supervisaba la actualización de una subestación secundaria de 24 kV para un campus de fabricación de productos farmacéuticos en Europa occidental se puso en contacto con Bepto con dos limitaciones simultáneas: la sala de subestación disponible era 35% más pequeña que la huella del equipo AIS existente que se iba a sustituir, y la política medioambiental del campus prohibía cualquier equipo que contuviera SF6 en las nuevas instalaciones, lo que eliminaba el GIS como opción.

Tras especificar la aparamenta SIS de Bepto con aislamiento epoxi sólido e interruptores de vacío, el equipo de ingeniería instaló una línea completa de aparamenta de 24 kV -ocho paneles de alimentación más sección de bus- dentro del espacio disponible en la sala, con 15% de espacio libre de sobra. El diseño cero-SF6 satisfizo la política medioambiental del campus sin concesiones, y se especificó que la construcción de aislamiento sólido sellado no requería intervenciones de mantenimiento anuales más allá de la medición de la resistencia de contacto, una importante ventaja operativa para una instalación farmacéutica en la que el acceso a la subestación requiere protocolos de sala limpia.

¿Cómo especificar y seleccionar celdas de aislamiento sólido para su aplicación?

Una guía técnica de visualización de un panel de aparamenta de media tensión con aislamiento sólido (SIS), que presenta una guía de especificaciones y selección con texto grabado con precisión que incluye la tensión nominal, la corriente y los parámetros de cortocircuito. Una sonda de prueba de descarga parcial (DP) y las etiquetas asociadas destacan el proceso de verificación de la calidad del aislamiento sin huecos, < 5 pC PD TESTED y BIL 125kV VERIFIED. La matriz de fondo muestra diferentes escenarios de aplicación con iconos limpios, como city二次变电站 y distribución industrial de MT. No hay personas en el encuadre.
Guía de especificaciones y selección de celdas de aislamiento sólido Visualización

La correcta especificación de la aparamenta SIS requiere una evaluación sistemática de los requisitos eléctricos, las condiciones ambientales, las limitaciones de espacio, la capacidad de mantenimiento y las obligaciones normativas, con especial atención a los requisitos de verificación del sistema de aislamiento que distinguen el rendimiento del aislamiento sólido genuino de las afirmaciones de marketing.

Paso 1: Definir los requisitos eléctricos

  • Tensión nominal: 12kV, 24kV, o 40.5kV - confirme que el BIL (75 / 125 / 185kV) coincide con la coordinación de aislamiento del sistema.
  • Corriente nominal normal: 630A, 1250A, o 2500A - verifique la capacidad térmica a la temperatura ambiente máxima (estándar 40°C; reducida arriba)
  • Capacidad de cortocircuito: 16kA, 20kA, 25kA, o 31.5kA - confirmar tanto la corriente de corte de cortocircuito (interruptor de vacío) como la corriente de corta duración (barra colectora y envolvente)
  • Clases de resistencia: Especifique M2/E2 para todas las aplicaciones automáticas o de conmutación frecuente; verifique ambas clases en el certificado de ensayo de tipo
  • Funciones especiales de conmutación: Identificar los requisitos de conmutación capacitiva, inductiva o del motor; confirmar los valores nominales de servicio especial del interruptor de vacío.

Paso 2: Verificar la calidad del sistema de aislamiento

  • Prueba de descarga parcial: Exigir certificado de ensayo PD de fábrica para cada componente epoxi fundido a 1,5 × Um/√3; PD < 5 pC confirma un aislamiento sin huecos.
  • Prueba de tipo dieléctrico: Confirmar que las pruebas de frecuencia de potencia y de resistencia a los impulsos de rayo según la norma IEC 62271-1 se han realizado en el conjunto completo del panel y no en componentes individuales.
  • Resistencia de aislamiento: Requieren medición IR > 1.000 MΩ a 2,5kV CC entre fases y fase-tierra en la aceptación en fábrica.
  • Ensayo de ciclos térmicos: Para instalaciones con grandes variaciones de temperatura, confirme que el sistema de aislamiento ha sido cualificado para el rango de temperatura especificado sin agrietarse ni desprenderse.

Paso 3: Correspondencia entre normas y certificaciones

  • IEC 62271-2005: Celdas de MT con envolvente metálica: norma principal para el montaje completo de cuadros SIS
  • IEC 62271-100: Ensayo de tipo de disyuntores de vacío - corte en cortocircuito, corte en carga y resistencia
  • IEC 62271-1: Especificaciones comunes: resistencia dieléctrica, aumento de temperatura, resistencia mecánica
  • IEC 61641: Pruebas de arco interno - especifique la clasificación IAC (AFL / AFLR) para la seguridad del personal
  • IEC 60270: Medición de descargas parciales: especifique el nivel de aceptación de descargas parciales para verificar la calidad del aislamiento
  • GB/T 11022 / GB/T 3906: Normas nacionales chinas para conjuntos de aparamenta de alta tensión

Escenarios de aplicación

  • Subestaciones secundarias urbanas: SIS para ocupar poco espacio en instalaciones urbanas con limitaciones de espacio; sin SF6 para cumplir la normativa medioambiental
  • Subestaciones industriales de MT: SIS para plantas químicas, farmacéuticas, alimentarias y cementeras: aislamiento sellado inmune a atmósferas agresivas
  • Energía renovable MV Collection: SIS para la conmutación de alimentadores de parques solares y eólicos: 25 años de vida útil sin mantenimiento que se ajustan al ciclo de vida de los activos renovables
  • Distribución de MT en centros de datos: SIS para infraestructuras energéticas críticas: máxima fiabilidad, cero mantenimiento imprevisto, ninguna complejidad en la gestión del gas
  • Marina y Offshore: SIS con caja IP65+ para la distribución de energía en plataformas: inmunidad a la niebla salina y la humedad sin riesgo medioambiental SF6
  • Subestaciones integradas en edificios: SIS para subestaciones en el interior de edificios comerciales, hospitales y aeropuertos: compacto, silencioso y sin emisión de gases

¿Cuáles son los requisitos de instalación, mantenimiento y ciclo de vida de la aparamenta SIS?

Cuadro matriz de datos técnicos para la instalación y el mantenimiento integrados de aparamenta SIS. Muestra datos de verificación en cuatro secciones: alineación de paneles (coordenadas), par de unión de barras, pruebas de aislamiento y vacío (resistencia, formas de onda), y pruebas de descarga parcial (DP) y clasificación en campo. Los indicadores clave, como el valor de DP (8 pC), tienen señales de aprobado, lo que apoya la gestión del ciclo de vida de la aparamenta.
Matriz de datos de instalación y mantenimiento de aparamenta SIS

La construcción de aislamiento sólido y sellado de la aparamenta SIS simplifica la instalación y el mantenimiento en comparación con AIS y GIS, pero introduce requisitos específicos para la verificación del sistema de aislamiento, la calidad de las uniones de barras y la supervisión del estado que deben comprenderse y aplicarse para obtener el rendimiento completo del ciclo de vida de la tecnología.

Lista de comprobación de la instalación previa a la puesta en servicio

  1. Verificación del par de apriete de la unión de barras - Todas las uniones atornilladas de las barras colectoras deben apretarse según las especificaciones del fabricante utilizando una llave dinamométrica calibrada; las uniones con un par de apriete insuficiente provocan calentamiento resistivo y tensión térmica del aislamiento; las uniones con un par de apriete excesivo agrietan el encapsulado epoxídico.
  2. Inspección del cono de tensión de la terminación del cable - Los conos de tensión premoldeados en las interfaces de cables deben estar correctamente asentados y libres de contaminación; una instalación incorrecta crea una concentración de campo en la interfaz cable-barra colectora.
  3. Alineación y nivelación de paneles - Los paneles SIS deben alinearse y nivelarse según la tolerancia del fabricante antes de acoplar las barras colectoras; una alineación incorrecta somete a tensión las juntas de las barras colectoras de epoxi y puede provocar grietas por dilatación térmica.
  4. Prueba de aceptación de descarga parcial - Realice la medición de la DP en todo el panel instalado a 1,2 × Um/√3 según la norma IEC 60270 antes de la energización; una DP > 10 pC en el conjunto instalado indica un defecto de unión o terminación que requiere investigación.
  5. Prueba de resistencia del aislamiento - Medir IR a 2,5kV CC entre fases y fase-tierra; se requiere IR > 1.000 MΩ antes de la energización.
  6. Interruptor de vacío Prueba Hi-Pot - Aplica tensión de prueba de frecuencia de potencia a través de los contactos abiertos según IEC 62271-100; confirma la integridad del vacío de todos los interruptores después del transporte y la instalación.

Calendario de mantenimiento de la aparamenta SIS

IntervaloAcciónCriterio de aceptación
AnualResistencia de los contactos; tiempo de funcionamiento; inspección visual< 100 μΩ; ±20% de la línea de base; sin daños.
3 añosHi-pot de frecuencia de potencia (contactos abiertos); medición de DPSin flameo; PD < 10 pC instalado
5 añosMedición del recorrido de los contactos; verificación eléctrica completaCarrera > límite mínimo de desgaste; todos los parámetros en especificación
10 añosEvaluación exhaustiva; inspección del mecanismoSegún protocolo del fabricante
Después de la averíaHi-pot + PD + resistencia de contacto; barrido térmico del aislamientoCriterios completos de aceptación

Errores comunes de instalación y funcionamiento del SIS

  • Par de apriete incorrecto de la unión de barras - el defecto de instalación SIS más común; las uniones con un par de apriete insuficiente provocan un aumento progresivo de la resistencia de contacto y un desbordamiento térmico; utilice siempre herramientas de par de apriete calibradas y verifíquelo con imágenes térmicas en la primera carga.
  • Omisión de la prueba PD posterior a la instalación - las vibraciones del transporte y la manipulación de la instalación pueden dañar los componentes epoxídicos o alterar los conos de tensión de los cables; las pruebas de DP son el único método fiable para detectar defectos de aislamiento inducidos por la instalación antes de la energización
  • Aplicación de pulverización térmica o pintura a superficies epoxídicas - los revestimientos aplicados en campo sobre superficies de aislamiento epoxi alteran la resistividad de la superficie y pueden crear puntos de inicio de descargas parciales; nunca aplique ningún revestimiento sobre aislamiento epoxi acabado en fábrica.
  • Superación de la corriente nominal de cierre en cortocircuito - los interruptores de vacío están dimensionados para una corriente de disparo de pico específica (2,5 × Isc); si se supera este valor, se corre el riesgo de que se suelden los contactos, lo que impediría la posterior operación de disparo

Conclusión

La tecnología de aparamenta de aislamiento sólido representa la convergencia de tres avances de ingeniería independientes (aislamiento epoxi fundido, extinción de arco en vacío y actuación por imán permanente) en una arquitectura de sistema de aparamenta que aborda simultáneamente las limitaciones de espacio, las cargas de mantenimiento, las obligaciones medioambientales y las demandas de fiabilidad de la distribución moderna de energía de MT. Para el rango de aplicación de 12-40,5 kV en el que opera la tecnología SIS, ofrece una combinación convincente de tamaño compacto, impacto medioambiental cero de SF6, rendimiento de clase de resistencia E2/M2 y vida útil de 25 años con mantenimiento minimizado que ni AIS ni GIS pueden igualar en todos los parámetros simultáneamente.

Especifique aparamenta de aislamiento sólido donde el espacio sea reducido, los entornos sean duros, el acceso para mantenimiento sea limitado o el cumplimiento de la normativa medioambiental prohíba el SF6 - y verifique la calidad del aislamiento mediante pruebas de descarga parcial, no sólo la tensión nominal, porque en la tecnología de aislamiento sólido, la calidad del epoxi fundido es la calidad de la aparamenta.

Preguntas frecuentes sobre la tecnología de aparamenta de aislamiento sólido

P: ¿Cuál es la diferencia fundamental entre las celdas con aislamiento sólido y las celdas convencionales con aislamiento por aire en cuanto al principio de aislamiento?

A: AIS se basa en distancias físicas de separación de aire (120-160 mm a 12 kV) para lograr la resistencia dieléctrica. SIS sustituye las separaciones de aire por resina epoxi fundida (resistencia dieléctrica de 180-200 kV/cm), lo que reduce el grosor del aislamiento a 8-15 mm a 12 kV y permite reducir la anchura del panel 40-60%, al tiempo que se eliminan los modos de fallo por contaminación superficial.

P: ¿Por qué las celdas con aislamiento sólido resisten mejor la contaminación que las celdas con aislamiento en aire en entornos industriales?

A: Las superficies de aislamiento AIS están expuestas a la contaminación del aire (polvo, humedad y vapores químicos), que reduce progresivamente la resistividad de la superficie y la resistencia a la fuga, provocando finalmente la inflamación. El encapsulado epoxi SIS sella todos los conductores activos en un dieléctrico sólido sin superficies expuestas al aire, lo que hace físicamente imposible la entrada de contaminación.

P: ¿Qué proceso de fabricación garantiza la calidad del aislamiento sólido sin huecos en los componentes de conmutación SIS?

A: La gelificación automática por presión (APG) inyecta resina epoxídica líquida a una presión de 3-8 bares en moldes calentados que contienen conjuntos de conductores, curándose a temperatura y presión controladas para eliminar los huecos por contracción. Cada componente se verifica mediante ensayos de descarga parcial a 1,5 × Um - PD < 5 pC confirma la calidad del aislamiento sin huecos.

P: ¿Qué diferencia hay entre las celdas con aislamiento sólido y las celdas con aislamiento de gas SF6 en cuanto al cumplimiento de la normativa medioambiental en instalaciones nuevas?

A: SIS no contiene SF6, lo que elimina el contenido de gas de efecto invernadero GWP 23.500, las obligaciones de la normativa sobre gases fluorados, los requisitos de manipulación de gas certificado y los costes de recuperación del gas al final de su vida útil. Para proyectos con políticas medioambientales que prohíben el SF6 o sujetos a la reducción progresiva de la normativa de gases fluorados de la UE, el SIS es la alternativa de cero emisiones técnicamente equivalente para la gama de 12-40,5 kV.

P: ¿Cuál es el método correcto para verificar la calidad del aislamiento sólido en un panel de conmutación SIS instalado antes de la energización?

A: Realice una medición de descarga parcial en todo el conjunto instalado a 1,2 × Um/√3 según IEC 60270 - PD 1.000 MΩ a 2,5 kV CC) y una prueba de alta potencia en los contactos abiertos del interruptor de vacío según la norma IEC 62271-100.

  1. conocimientos técnicos sobre el elevado potencial de calentamiento global del gas SF6 en comparación con el CO2

  2. datos de la ciencia de materiales sobre la rigidez dieléctrica y la estabilidad térmica de la resina epoxi moldeada

  3. métodos de diagnóstico para detectar vacíos de aislamiento y garantizar la fiabilidad dieléctrica a largo plazo

  4. detalles técnicos sobre la tecnología de temple por arco y la resistencia eléctrica en entornos de vacío

  5. requisitos oficiales de seguridad y prestaciones para conjuntos de aparamenta de media tensión con envolvente metálica

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Jack Bepto

Hola, soy Jack, especialista en equipos eléctricos con más de 12 años de experiencia en distribución de energía y sistemas de media tensión. A través de Bepto electric, comparto ideas prácticas y conocimientos técnicos sobre componentes clave de redes eléctricas, como aparamenta, interruptores-seccionadores, disyuntores de vacío, seccionadores y transformadores de medida. La plataforma organiza estos productos en categorías estructuradas con imágenes y explicaciones técnicas para ayudar a ingenieros y profesionales del sector a comprender mejor los equipos eléctricos y la infraestructura de los sistemas de energía.

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