Qué es el interruptor de corte de carga: funcionamiento, gas SF6 y sus aplicaciones

Los sistemas de distribución eléctrica y las condiciones de funcionamiento requieren una coordinación frecuente entre la fuente de energía y las cargas. Esto puede ser un reto importante y puede convertirse en un problema de seguridad cuando se añaden o eliminan grandes cargas de motor del sistema. Estas situaciones pueden evitarse con un interruptor llamado "disyuntor" Interruptor de ruptura de carga. En este artículo hablamos de lo que es un interruptor-seccionador y de sus aplicaciones.


Índice de Contenido
  1. ¿Qué es un interruptor-seccionador?
    1. Construcción:
    2. Principio de funcionamiento de los interruptores en carga
    3. Diseño de un interruptor de corte de carga
    4. Tipos de interruptores automáticos
    5. Interruptor de carga vs. disyuntor
    6. Ventajas y desventajas
    7. Aplicaciones

¿Qué es un interruptor-seccionador?

Un interruptor-seccionador es un dispositivo que desconecta la corriente eléctrica de un aparato o circuito eléctrico cuando la corriente supera su valor nominal. Se activan por el campo magnético del sistema eléctrico principal y se vuelven a cerrar cuando la demanda eléctrica disminuye, reduciendo los picos de corriente en los circuitos de baja impedancia. Estos disyuntores son muy sencillos de usar y montar y encuentran aplicación en la distribución pública, la industria, los cuadros de distribución, los alimentadores de motores y la conmutación de emergencia.

El símbolo de interruptor de corte de carga se muestra a continuación.

Símbolo LBS

Construcción:

Los interruptores de tracción son principalmente de chapa de acero, con una construcción sencilla y sólida que incluye aisladores epoxídicos, pasadores de fijación, palas de interruptor dobles, contactos forjados con recorrido de corriente reducido y una cámara de extinción de arco. El aislamiento de este interruptor lo hace ligero, con gran resistencia mecánica y mayor seguridad eléctrica. El panel de este interruptor está disponible en diferentes configuraciones, como interior/exterior y tipo RMU. Este artículo presenta una visión general de los interruptores automáticos, con sus aplicaciones.

Principio de funcionamiento de los interruptores en carga

El principio de funcionamiento de los interruptores en carga es conmutar la corriente moviendo mecánicamente sus contactos con una velocidad adecuada para activar o interrumpir el suministro de corriente. Estos interruptores están expuestos a diversas tensiones, como las térmicas, dieléctricas y mecánicas, durante la operación de conmutación. Estos interruptores protegen el transformador y son una alternativa a la estructura bipolar.

Características

El características del interruptor de corte de carga incluyen lo siguiente.

  • Características excepcionales de extinción del arco.
  • Tiene un diseño ligero y compacto.
  • Fusibles de potencia de alta limitación de corriente.
  • Son baratos.
  • Los fusibles se pueden sustituir de forma segura.
  • Un mecanismo de liberación de la derivación
  • Indicador de un fusible fundido.
  • Contactos auxiliares.
  • Hay tipos motorizados disponibles.

Diseño de un interruptor de corte de carga

El Aislamiento de gas SF6 el disyuntor se compone principalmente de dos circuitos, el principal y el de puesta a tierra, encerrados en una caja dieléctrica a base de resina epoxi. Esta envolvente dieléctrica se caracteriza por su resistencia a la contaminación y su rendimiento aislante. La caja dieléctrica está formada por una cubierta aislante inferior y otra superior.

Diseño de un interruptor de corte de carga
Diseño de un interruptor de corte de carga

La cámara interior de este dieléctrico está llena de gas SF6 con una fuerza relativa de 0,4 bares. La pared inferior de la cubierta aislante es casi más fina como medida adoptada para evitar la explosión. En caso de accidente, el gas de sobrepresión puede atravesar el canal a prueba de explosiones y conectarse directamente a la parte posterior de la caja, aliviando la presión y garantizando la seguridad personal.

El diseño del conmutador de carga de SF6 puede realizarse con varias piezas. Las partes del LBS incluyen la posición cerrada, la posición aislada, la posición de puesta a tierra, la cubierta aislante superior, el contacto fijo superior, el husillo, el anillo M, la cubierta aislante inferior, el sensor, el contacto fijo inferior, el conducto de aire, el contacto móvil, el acoplador de tierra y el contacto de tierra.

Posición cerrada

En el SF6 LBS, el cierre se refiere a que los contactos permanecen rodeados de gas SF6 a una presión de 2-8 kg/cm2. Cuando este interruptor funciona, el contacto móvil se separa y se forma un arco entre los contactos.

Contacto móvil

El contacto móvil de este interruptor se utiliza para conmutar la corriente moviendo los contactos mecánicamente con una velocidad adecuada para abrir o cerrar la corriente.

Contactos fijos superior e inferior

Los contactos fijos de los interruptores son puntos en los que un lanzamiento de LBS crea o rompe un circuito. Estos contactos están siempre disponibles por parejas. El contacto unido al actuador del interruptor se conoce como contacto fijo.

Cubierta aislante superior e inferior

La cubierta aislante es un material aislante que cubre el LBS para que el interruptor sea más seguro.

Tobogán arqueado

La canaleta del arco está formada por una serie de placas metálicas dispuestas en paralelo y aisladas entre sí. Estas placas pueden enfriar, dividir y reducir un arco con seguridad. También se conocen como divisores de arco y separadores de arco.

Husillo

Un husillo es un eje giratorio que incluye un dispositivo utilizado para sujetar una herramienta o pieza de trabajo. El eje del husillo actúa como posicionador, soporte y accionamiento giratorio de la herramienta o pieza.

Mecanizado

Este interruptor con aislamiento de gas funciona a 24 kV para líneas aéreas. Este interruptor satisface la demanda de un funcionamiento sin mantenimiento y sin aceite gracias al gas SF6. Las piezas necesarias mencionadas anteriormente se instalan dentro de su depósito de acero inoxidable herméticamente cerrado.

Este interruptor se utiliza para desconectar un circuito en condiciones de carga debido a un fallo, aislamiento o problema. Este interruptor conmuta la corriente girando mecánicamente sus contactos a una velocidad adecuada para abrir o cerrar la corriente. Este interruptor detecta un pico en el flujo de corriente midiendo la caída de tensión a través de sus contactos. Cuando esta tensión cae por debajo de un determinado nivel, señala que existe una condición de sobrecarga. En este caso, el disyuntor se abre y corta el circuito para evitar que siga aumentando el flujo de corriente hasta que se cierre otro disyuntor para restablecer el circuito.

El interruptor-seccionador aislado en gas SF6 es muy útil para conmutar la corriente cuando se produce un fallo de sobrecarga. Cuando los contactos se abren o se cierran durante la operación de conmutación, el flujo de corriente puede ser llevado a lo largo de un arco y puede formarse una tensión de recuperación transitoria a través de los contactos del interruptor. En el interruptor de corte de carga, el gas SF6 tiene unas propiedades dieléctricas y de apagado del arco excepcionales.

Tipos de interruptores automáticos

Hay varios tipos de interruptores de carga disponibles en el mercado, que comentamos a continuación.

Interruptor de ruptura de carga tipo LBS

El interruptor-seccionador de carga tipo LBS está disponible con 3,6kV o 7,2kV hasta 600 amperios tripolares y 3,6kV o 7,2kV con 200 y 400 amperios tripolares con fusible de potencia. Esta unidad de disyuntor de aire LBS está equipada con fusibles de potencia y también es un percutor. Esta característica no está presente en los SBL normales.

Tipo LBS
Tipo LBS

El percutor de este interruptor es un mecanismo de disparo que funciona cuando se funde el fusible. Una vez fundido el fusible, el interruptor hace que los tres polos se abran simultáneamente. Si este tipo de interruptores no incluyen esta función, es posible que algunas fases sigan vivas una vez que se haya fundido el fusible, creando una situación peligrosa. Si estos interruptores están disponibles con un mecanismo de desbloqueo automático incorporado, los mecanismos de desbloqueo a distancia R293B y R290B no son adecuados.

Interruptor de ruptura de carga tipo LB

Este tipo de SBL neumático tiene unas dimensiones reducidas, por lo que puede conectarse en recintos compactos. En este LBS, se puede lograr una mayor seguridad operativa y un mejor rendimiento de rotura gracias a un contacto de arco giratorio y a un conducto de arco rediseñado. Los distintos accesorios están ensamblados en un sistema modular, de modo que, cuando sea necesario, los mecanismos de engranaje de anillo, los bastidores de fusibles de potencia y los interruptores auxiliares pueden incluirse en el cuerpo principal del interruptor.

Tipo LB LBS
Tipo LB LBS

Además, el mecanismo de liberación puede integrarse en el marco básico. Antes se consideraban accesorios. El mecanismo remoto R293B o R290B no puede incluirse en estos mecanismos de liberación. Los interruptores LB tipo 200AF y 400AF pueden conectarse a fusibles de potencia. Sin embargo, si este tipo de LBS tiene una potencia de 400AF, sólo se necesitan fusibles de potencia de hasta 200 amperios.

Interruptor de carga tipo RF

El interruptor-seccionador tipo RF está disponible en 12V, 24V o 36kV, igual a 1200 amperios con 3 polos. Este tipo de LBS se compone de una cuchilla auxiliar, un vertedero de arco y la cuchilla principal. La cuchilla auxiliar se coloca en la rampa del arco y se conecta a la cuchilla principal. De este modo, hace contacto al mismo tiempo que la hoja principal.

RF LBS
RF LBS

La cuchilla auxiliar se mantiene temporalmente en contacto con el conducto del arco una vez que se abre la cuchilla principal. Una vez que la cuchilla principal ha alcanzado su límite de carrera, la cuchilla auxiliar vuelve rápidamente a su lugar contra la cuchilla principal debido a la influencia de la energía almacenada por el muelle. Este dispositivo de ruptura rápida funciona eficazmente incluso cuando se acciona manualmente y, al moverse el contacto a gran velocidad, el arco se extiende rápidamente y se enfría con gas dentro de la canaleta.

Interruptor-seccionador de carga SF6

El LBS aislado con gas SF6 se utiliza principalmente para las líneas aéreas que operan hasta 24kV. Este tipo de interruptores satisface la demanda de un funcionamiento sin mantenimiento ni aceite debido al gas SF6; las piezas asociadas, así como los dispositivos, están conectados en un depósito de acero inoxidable herméticamente cerrado.

Interruptor-seccionador de carga SF6
Interruptor-seccionador de carga SF6

Este interruptor de baja frenada se acciona manualmente o por motor para el aislamiento de fallos, la automatización y el control remoto para cumplir con los requisitos de la línea eléctrica. Las ventajas del SF6 LBS son principalmente la seguridad, la alta fiabilidad y la facilidad de instalación.

Interruptor de carga vs. disyuntor

A continuación se ilustra la diferencia entre un interruptor-seccionador y un disyuntor.

Interruptor de carga

Interruptor automático

Un LBS está diseñado para interrumpir o romper corrientes específicas dentro de un circuito.Un disyuntor (CB) es un dispositivo de protección eléctrica que se utiliza para defender un circuito eléctrico de un cortocircuito o una sobrecorriente.
Es un interruptor de desconexión.Es un interruptor eléctrico de accionamiento automático.
En general, los interruptores de carga se han desarrollado en dos tipos: de aire y de SF6.Hay tres tipos de disyuntores CB estándar, unipolares y bipolares, disyuntores de falta de tierra y disyuntores de falta de arco CBS.
Este conmutador consta principalmente de una cámara de extinción del arco, una cuchilla de desconexión y un mecanismo de accionamiento.El interruptor incluye contactos fijos y móviles.
Se acciona manualmente.Se acciona manual y eléctricamente.
No es necesario cerrar o abrir frecuentemente este interruptor.Es necesario abrir y cerrar este interruptor con frecuencia.
Su vida mecánica media es de 1000 veces.Su vida mecánica media es de 10.000 veces.
Este interruptor no puede interrumpir la corriente de cortocircuito.Este interruptor puede interrumpir la corriente de cortocircuito entre 20 y 50 veces.
Lleva una pequeña corriente que va de 0 a 125A.Lleva una corriente nominal que va de 0 a 5000A.

Ventajas y desventajas

El ventajas del interruptor-seccionador incluyen lo siguiente.

  • El LBS es menos costoso que una estructura bipolar.
  • Este interruptor garantiza el funcionamiento seguro de la red eléctrica.
  • Este interruptor controla fácilmente la fuente de alimentación encendiéndola y apagándola.
  • Protege el transformador con fusibles HRC.
  • El SBL es de diseño sencillo, fácil de usar, de funcionamiento simple y fiable.

El desventajas del interruptor de corte de carga incluyen lo siguiente.

  • Son caros.
  • Ocupan espacio.
  • Menos seguro.

Aplicaciones

El aplicaciones de reducción de carga incluyen principalmente lo siguiente.

  • Un SBL está diseñado principalmente para proporcionar corrientes específicas de apertura o cierre.
  • Estos interruptores son aplicables en las redes de distribución eléctrica con un reenganche para mejorar la capacidad de control.
  • Este tipo de interruptor se utiliza normalmente para liberar el circuito eléctrico bajo carga.
  • Estos LBS se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, como condensadores, conmutación de transformadores y RMG (engranajes principales de anillo).
  • Los EBT se utilizan principalmente para reforzar o desenergizar un circuito que tiene una cantidad limitada de carga de línea o de corrientes de excitación del transformador.

Por lo tanto, he aquí una visión general de una ruptura de carga disyuntor - diseño, funcionamiento con aplicaciones. Estos interruptores son baratos, fiables, seguros y están disponibles con un diseño sencillo que es fácil de instalar y manejar. Aquí tienes una pregunta: ¿qué es un disyuntor de aire?

Lee:  Cómo encontrar la resistencia equivalente en un circuito complejo | matlab

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