Se han logrado avances significativos en el desarrollo de conectores de barras colectoras compactos y flexibles, lo que contribuye a mejorar la eficiencia de la instalación en sistemas de distribución de energía de alta-densidad

Con la acelerada urbanización y el aumento de la altura de los edificios,-los rascacielos, las grandes plantas industriales y la infraestructura pública están imponiendo demandas cada vez-mayores a la capacidad de energía y la confiabilidad de la distribución. Los cables tradicionales muestran limitaciones en la transmisión de alta-corriente y la utilización del espacio. Los sistemas de barras colectoras compactas tipo insert-, con sus ventajas de alta capacidad de carga de corriente, estructura compacta y facilidad de mantenimiento, se han convertido en una dirección de desarrollo importante para los sistemas de distribución de energía modernos. En este contexto, la optimización estructural y la mejora del rendimiento de los conectores de barras compactos se han convertido en factores cruciales que afectan la seguridad del sistema y la eficiencia de la construcción.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El cuerpo conductor de un sistema de barras colectoras compacto normalmente consta de barras colectoras de cobre, materiales aislantes y accesorios relacionados. Los conectores se utilizan para lograr conexiones eléctricas y mecánicas entre las barras colectoras de cobre. Estos sistemas se utilizan ampliamente en-edificios de gran altura y grandes entornos industriales, y la confiabilidad de su conexión determina directamente la seguridad operativa. Sin embargo, los conectores de barra colectora compactos existentes suelen sufrir un ajuste insuficiente de la barra colectora de cobre en aplicaciones prácticas, lo que provoca una alta resistencia de contacto, un aumento anormal de la temperatura local y, en casos graves, posibles cortes de energía, lo que afecta la estabilidad del suministro de energía.

 

Para compensar las deficiencias antes mencionadas,-el personal de construcción en el sitio a menudo necesita nivelar y apretar repetidamente las conexiones, lo que no solo aumenta la dificultad de instalación sino que también prolonga significativamente el tiempo de montaje y desmontaje. Con una presión cada vez mayor sobre los ciclos de proyecto y los costos laborales, cómo acortar el tiempo de instalación de los conectores de barra colectora de alta-densidad y al mismo tiempo garantizar el rendimiento eléctrico y la seguridad del aislamiento se ha convertido en un tema apremiante en el campo actual de la ingeniería de distribución de energía.

 

Para abordar este problema del sector, el equipo de investigación propuso y desarrolló un conector de barra colectora flexible de alta-densidad. Este nuevo conector consta de módulos como una estructura de sujeción, caucho aislante flexible, barras colectoras de cobre, almohadillas aislantes rígidas y manguitos aislantes. A través de la optimización sinérgica estructural, mejora la tolerancia a fallas del ensamblaje y la eficiencia de la instalación al tiempo que garantiza la confiabilidad conductiva. En el diseño de aislamiento del sistema, la estructura flexible se combina con el concepto de aislamiento multi-capa, lo que proporciona una buena base para aplicaciones compatibles posteriores con soluciones maduras de aislamiento de barras, como el aislamiento de manguitos de barras y los tubos aislantes de barras.

 

En el proceso tradicional de instalación de barras colectoras de alta densidad-en edificios de un solo piso-, la construcción generalmente incluye cinco etapas: manejo de materiales, cableado de canales de barras, instalación de barras, conexión de barras y sellado de la placa de cubierta. Los datos estadísticos muestran que el proceso de conexión de barras colectoras de una sola capa- representa una proporción significativa del tiempo total de construcción y es el único paso con un margen sustancial de reducción. Tomando como ejemplo varios edificios de gran altura, la eficiencia de la instalación de conectores se ha convertido en un factor central que restringe el cumplimiento de los plazos del proyecto durante todo el ciclo de construcción.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Según un análisis de ingeniería-inversa del período de construcción, para cumplir el objetivo general de reducción del ciclo de construcción, el tiempo promedio de montaje/desmontaje de un único conector de barra colectora de alta-densidad debe reducirse de aproximadamente 9 minutos a menos de 5,36 minutos. Para lograr este objetivo, el conector de barra colectora flexible de alta-densidad se diseñó con "montaje/desmontaje rápido" y "conductividad estable" como indicadores principales, optimizando sistemáticamente su forma estructural y selección de materiales.

 

Desde una perspectiva funcional, el conector de barra colectora de alta-densidad debe cumplir simultáneamente múltiples requisitos, incluida una sujeción confiable de la barra colectora, aislamiento seguro entre fases-a-fase, conductividad estable, resistencia estructural suficiente y aislamiento confiable de pernos. En base a esto, la estructura general se dividió en cinco módulos funcionales: estructura de sujeción, capa de aislamiento flexible, barra conductora de cobre, almohadilla aislante rígida y funda aislante, y cada módulo se sometió a una comparación de diseño y rendimiento.

 

En el módulo de estructura de sujeción, la optimización de la combinación de pernos hexagonales de doble-cabeza y bloques limitadores logró una mayor precarga y un menor tiempo de instalación, lo que garantiza una conexión de barra colectora firme y confiable. En el módulo de aislamiento flexible, el análisis del rendimiento del aislamiento y la dureza de diferentes materiales de caucho condujo a la selección de caucho de silicona, que ofrece un rendimiento general superior, para mejorar la estabilidad del aislamiento de la interfase y complementar estructuras de aislamiento como la lámina aislante de barra colectora.

 

Con respecto al diseño del módulo conductor, las pruebas comparativas de soluciones de barras colectoras de cobre planas, convexas y flexibles revelaron que la barra colectora de cobre flexible exhibe una estabilidad de resistencia de bucle superior, mitigando efectivamente las irregularidades de contacto causadas por las desviaciones de la instalación. Esto proporciona una referencia técnica para aplicaciones posteriores en estructuras de barras colectoras de cobre aisladas con PVC o barras colectoras de cobre aisladas con tubos termorretráctiles.

 

El módulo de almohadilla aislante rígida se centra en la resistencia del aislamiento, la resistencia al calor y la resistencia al agua del material. Los resultados de las pruebas muestran que el material PTFE tiene ventajas significativas en términos de confiabilidad del aislamiento y adaptabilidad ambiental, lo que mejora efectivamente la estabilidad a largo plazo-del conector en condiciones operativas complejas. Este concepto de diseño también proporciona una referencia para la aplicación de ingeniería de soluciones de aislamiento de alta-confiabilidad, como la barra colectora de tubos de aislamiento sólido.

 

En el módulo de funda aislante, al evaluar la resistencia a la rotura, la resistencia al calor y la eficiencia de montaje/desmontaje de diferentes estructuras de sección transversal, finalmente se determinó un esquema de estructura poligonal, que reduce significativamente las fluctuaciones del tiempo de montaje y garantiza al mismo tiempo la seguridad eléctrica. El diseño de este módulo tiene una buena sinergia funcional con soluciones de aislamiento termocontraíbles-como la barra colectora termocontraíble y la barra colectora con mangas termocontraíbles.

 

En resumen, el conector de barra colectora flexible y de alta-densidad, a través del diseño modular y la optimización de materiales, logra una mejora significativa en la eficiencia del montaje y desmontaje al tiempo que garantiza el rendimiento eléctrico y la seguridad del aislamiento. Su concepto de diseño no solo es aplicable a los sistemas de distribución de energía de edificios tradicionales, sino que también proporciona nuevas ideas para la optimización estructural de conectores de batería para vehículos eléctricos y conectores de batería para vehículos eléctricos en escenarios de aplicaciones emergentes, como sistemas de alto-voltaje de vehículos eléctricos yBarras colectoras de terminales de batería.

 

Los expertos de la industria creen que con el crecimiento continuo de nuevos escenarios de energía, almacenamiento de energía y consumo de electricidad de alta-densidad, las soluciones de conexión de barras colectoras flexibles que equilibren la eficiencia, la seguridad y la confiabilidad mostrarán perspectivas de aplicación más amplias en futuros sistemas de distribución de energía.