¿Qué es un casquillo secundario de tres-abrazaderas? ¿Qué papel juega en los equipos eléctricos?
En equipos de energía, como transformadores de distribución y transformadores de corriente, los bushings son componentes clave que conectan los conductores activos internos del equipo al circuito externo, asumiendo la triple función de aislamiento, sellado y conducción de corriente. Como tipo importante de casquillo, el casquillo secundario de tres-abrazadera, con su estructura de fijación única y excelente rendimiento de sellado, se ha utilizado ampliamente en equipos de distribución de energía de media y baja tensión. Este artículo explicará sistemáticamente la definición, la composición estructural, el principio de funcionamiento y las funciones principales del buje secundario de tres-abrazaderas en equipos eléctricos.
I. ¿Qué es un buje secundario?
Para comprender el casquillo secundario de tres-abrazaderas, primero es necesario distinguir entre los conceptos de "casquillo primario" y "casquillo secundario".
En un transformador, la corriente ingresa al devanado del lado de alto-voltaje desde la red de alto-voltaje y, después de la transformación, sale desde el lado de bajo-voltaje a la red de distribución del lado del usuario-. El dispositivo-de salida conectado al devanado del lado de alto-voltaje se llama casquillo primario (boquilla de alto-voltaje), con un voltaje nominal generalmente superior a 10 kV y requisitos de aislamiento extremadamente altos. El dispositivo-de salida conectado al devanado del lado de bajo-voltaje se denomina casquillo secundario (casquillo de bajo-voltaje), con un voltaje nominal generalmente en el rango de 0,4 kV a 1,2 kV, directamente orientado hacia el lado de distribución de bajo-voltaje.
Por lo tanto, el casquillo secundario es el canal eléctrico entre el lado de bajo-voltaje del transformador y las líneas externas de bajo-voltaje, y es la salida para la transmisión de energía eléctrica de bajo-voltaje. Un transformador de distribución típico de 10 kV/0,4 kV generalmente está equipado con de 4 a 6 casquillos secundarios, correspondientes a los terminales-de salida de cada conductor de fase y la línea neutra en el lado de bajo-voltaje.
II. ¿Qué es una estructura de tres-pinzas?
"Tres-abrazaderas" describe el método mecánico de fijación y sellado entre el casquillo y la tapa del tanque del transformador (o placa de montaje del equipo).
Los casquillos tradicionales suelen utilizar una estructura de brida atornillada, lo que requiere perforar múltiples orificios para pernos en la carcasa del equipo y varios pernos para apretar y fijar la brida del casquillo. Este método de instalación es engorroso y un par de apriete desigual de los pernos puede causar fácilmente una tensión local excesiva en el anillo de sellado, lo que provoca daños y fugas.
La estructura de tres-abrazaderas, por otro lado, utiliza tres abrazaderas metálicas en el cuello del casquillo. Mediante la sujeción coordinada de estos tres puntos de fijación, el casquillo queda firmemente bloqueado en el orificio de montaje y se utiliza un anillo de sellado de goma para lograr un sellado completo. Las tres pinzas tienen funciones claramente definidas: la primera pinza se encarga del posicionamiento inicial y evita el desplazamiento; la segunda abrazadera actúa como punto principal de presión de sellado, trabajando con el anillo de sellado para evitar fugas de aceite aislante; y la tercera abrazadera proporciona bloqueo auxiliar, lo que mejora la estabilidad del casquillo en entornos de vibración operativa a largo plazo.
En comparación con la estructura de brida atornillada, la estructura de tres-abrazaderas tiene requisitos más bajos para la precisión del mecanizado de los orificios de montaje, elimina la necesidad de realizar perforaciones densas en la tapa del tanque, simplifica la instalación y el desmontaje, proporciona una tensión más uniforme en la superficie de sellado y reduce significativamente el riesgo de fuga de aceite. Es particularmente adecuado para aplicaciones de transformadores sumergidos en aceite-totalmente sellados.
III. Componentes estructurales de un buje secundario de tres-abrazaderas Un buje secundario completo de tres-abrazaderas generalmente consta de las siguientes partes:
Aislador (cuerpo principal) El aislante es el núcleo del casquillo. Existen tres tipos principales de materiales: las piezas fundidas de resina epoxi, que ofrecen un buen aislamiento, alta resistencia mecánica, resistencia a la humedad y la suciedad, y son livianas, son el material más utilizado actualmente; los casquillos cerámicos son resistentes a las altas temperaturas y al envejecimiento, pero son quebradizos y frágiles y requieren cuidado especial durante la instalación; y los materiales compuestos de caucho de silicona ofrecen buena flexibilidad y una fuerte resistencia a las descargas eléctricas, lo que los hace adecuados para entornos operativos hostiles con alta humedad o alta niebla salina.
Varilla conductora La varilla conductora de cobre o aluminio, que penetra en el centro del aislante, es responsable de conectar eléctricamente los cables de los devanados internos de bajo-voltaje del transformador a los terminales externos, sirviendo como canal para la transmisión de corriente real. El área de la sección transversal-de la varilla conductora determina la capacidad de carga de corriente- nominal del casquillo. Por ejemplo, un casquillo clasificado para 600 A requiere un área de sección transversal-de varilla conductora que cumpla con los requisitos correspondientes de capacidad de carga-de corriente y aumento de temperatura.
Tres-abrazaderas metálicas, normalmente hechas de acero inoxidable o acero galvanizado, se fijan al cuello del casquillo mediante pernos o mecanismos de bloqueo-rápido. Trabajan en conjunto con un anillo de sellado para lograr bloqueo mecánico y sellado de aceite.
El anillo de sellado, hecho de caucho-resistente al aceite, se instala en una ranura de sellado entre el casquillo y el orificio de montaje de la cubierta de la carcasa para evitar que el aceite aislante del transformador se escape a través de los espacios de instalación, manteniendo un estado completamente sellado.
El bloque de terminales, ubicado en la parte superior del casquillo, proporciona una interfaz para engarzar pernos o conectar barras colectoras de cobre, lo que facilita una conexión rápida y confiable de cables de distribución de bajo-voltaje.
IV. El papel de los bujes secundarios de tres-abrazaderas en equipos eléctricos
Tres-bujes secundarios de abrazadera realizan las siguientes cuatro funciones principales en los sistemas de energía:
① Aislamiento y aislamiento: El casquillo aísla completamente el conductor interno energizado de la carcasa del equipo puesto a tierra, evitando cortocircuitos o fallas de conexión a tierra causados por el contacto directo entre el conductor y la carcasa. En condiciones operativas nominales de 1,2 kV, el aislador de casquillo debe resistir el voltaje operativo de frecuencia eléctrica durante períodos prolongados y pasar las pruebas de tensión soportada de frecuencia eléctrica especificada y de tensión soportada de impulso para garantizar que no se produzcan roturas del aislamiento ni descargas eléctricas en la superficie.
② Conducción actual
Un casquillo con capacidad nominal de 600 A puede transportar de manera sostenible una corriente operativa de 600-amperios manteniendo al mismo tiempo el aumento de temperatura dentro de los límites permisibles. Esto garantiza una transmisión eficiente de energía de bajo-voltaje desde el transformador a la red de distribución externa, evitando el calentamiento de los contactos o el envejecimiento acelerado del aislamiento debido a una sección transversal conductora insuficiente.
③ Soporte mecánico y sellado
El casquillo se fija a la cubierta del tanque del transformador mediante un mecanismo de tres-abrazaderas. Esto proporciona un punto de conexión estable para cables externos-de bajo voltaje y barras colectoras de cobre, resistiendo los momentos de tracción y flexión generados por las conexiones externas. Además, junto con un anillo de sellado, evita fugas de aceite aislante interno del transformador, manteniendo una condición de funcionamiento completamente sellado y extendiendo la vida útil del aceite aislante y los devanados.
④ Coordinación de protección y soportabilidad de sobretensión
En caso de rayos o sobretensiones operativas, el nivel de tensión soportada de impulso del aislador debe coincidir con el diseño de aislamiento general del equipo para evitar que el aislador se convierta en el eslabón más débil y se rompa bajo impactos de sobretensión. Esta es la razón fundamental por la cual la tensión nominal del bushing (1,2 kV) debe ser superior a la tensión de funcionamiento normal más alta del sistema (aproximadamente 0,48 kV).
V. Principales escenarios de aplicación
Los casquillos secundarios de triple-abrazadera se utilizan principalmente en los siguientes tipos de equipos eléctricos:
Transformadores de distribución-inmersos en aceite (10 kV/0,4 kV): el escenario de aplicación más básico; Casi todos los transformadores completamente sellados utilizan casquillos secundarios con abrazadera triple-o estructuras de sujeción similares.
Transformadores de corriente y transformadores de tensión: casquillos de salida para los cables del devanado secundario del lado de baja-tensión.
Subestaciones tipo caja-: bushings laterales de bajo-voltaje para transformadores dentro de equipos compactos de distribución de energía para exteriores.
Transformadores especiales: bushings de salida del lado de baja-tensión para transformadores rectificadores, transformadores de tracción, etc.
Preguntas frecuentes (Preguntas frecuentes)
P1: ¿El "1,2 kV" en un casquillo secundario de tres-abrazaderas es el voltaje operativo máximo o el voltaje de frecuencia eléctrica nominal?
R: 1,2 kV es el voltaje de funcionamiento máximo nominal (Um) del aislador, que es el límite superior de voltaje que el equipo puede soportar durante el funcionamiento normal. No representa el voltaje de ruptura. El voltaje operativo real del sistema (generalmente 0,4 kV) es mucho menor que este valor, lo que proporciona un margen de aislamiento suficiente.
P2: ¿Se puede utilizar un casquillo de 600 A en equipos con una corriente real relativamente baja?
R: Absolutamente. La corriente nominal es el límite superior que puede soportar el aislador. Usarlo por debajo de la corriente nominal no afectará la vida útil ni el rendimiento del aislador. Sin embargo, los aisladores con una corriente nominal inferior al requisito real no se deben utilizar a la inversa; de lo contrario, el sobrecalentamiento provocará un envejecimiento prematuro o incluso daños en el aislamiento.
P3: ¿Cuál tiene un sello más confiable, una estructura de tres-abrazaderas o una fijación con perno de brida?
R: En condiciones de instalación estándar, la uniformidad de sellado de una estructura de tres-abrazaderas es generalmente mejor que la de una estructura de pernos de brida porque la fuerza de sujeción circunferencial uniforme generada por las abrazaderas en el anillo de sellado hace que sea menos probable que se experimenten problemas de sellado insuficientes localizados que el apriete de pernos de múltiples-puntos.
