Disyuntor

Se pueden realizar muchas clasificaciones de interruptores automáticos, según sus características, como clase de voltaje, tipo de construcción, tipo de interrupción y características estructurales.

Low-voltageEdit

Los tipos de bajo voltaje (menos de 1,000 VCA) son comunes en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales, e incluyen:

• Disyuntor miniatura (MCB): corriente nominal de hasta 125 A. Las características de disparo normalmente no son ajustables. Funcionamiento térmico o termomagnético. Los disyuntores ilustrados arriba pertenecen a esta categoría.
• Disyuntor de caja moldeada (MCCB): corriente nominal de hasta 1,600 A. Operación térmica o magnetotérmica. La corriente de disparo puede ser ajustable en clasificaciones mayores.
• Los interruptores de circuito de potencia de bajo voltaje se pueden montar en varios niveles en cuadros de distribución de bajo voltaje o gabinetes de distribución.

El Las características de los interruptores automáticos de baja tensión vienen dadas por normas internacionales como IEC 947. Estos interruptores automáticos se instalan a menudo en envolventes extraíbles que permiten la extracción e intercambio sin desmantelar la celda.

Grandes moldes de baja tensión Los disyuntores de caja y de potencia pueden tener operadores de motor eléctrico para que puedan abrirse y cerrarse con control remoto. Estos pueden formar parte de un sistema de interruptor de transferencia automática para energía de reserva.

Los interruptores de circuito de bajo voltaje también están hechos para aplicaciones de corriente continua (CC), como CC para líneas de metro. La corriente continua requiere disyuntores especiales porque el arco es continuo; a diferencia de un arco de CA, que tiende a apagarse en cada medio ciclo, el disyuntor de corriente continua tiene bobinas de explosión que generan un campo magnético que estira rápidamente el arco. Los disyuntores pequeños se instalan directamente en el equipo o se colocan en un panel de disyuntores.

El disyuntor en miniatura termomagnético montado en riel DIN es el estilo más común en las unidades de consumo domésticas modernas y los cuadros de distribución eléctrica comerciales en toda Europa. El diseño incluye los siguientes componentes:

1. Palanca del actuador: se utiliza para disparar y restablecer manualmente el disyuntor. También indica el estado del disyuntor (encendido o apagado / disparado). La mayoría de los disyuntores están diseñados para que puedan dispararse incluso si la palanca se mantiene o se bloquea en la posición «on». Esto a veces se denomina operación de «disparo libre» o «disparo positivo».
2. Mecanismo del actuador: fuerza a los contactos a juntarlos o separarlos.
3. Contactos: permiten la corriente al tocar y rompen el corriente cuando se separan.
4. Terminales
5. Tira bimetálica: separa los contactos en respuesta a sobrecorrientes más pequeñas y de mayor duración
6. Tornillo de calibración: permite al fabricante ajustar con precisión la corriente de disparo del dispositivo después del ensamblaje.
7. Solenoide – separa los contactos rápidamente en respuesta a sobrecorrientes altas
8. Divisor de arco / extintor

Estado sólidoEditar

Los disyuntores de estado sólido, también conocidos como disyuntores digitales, son una innovación tecnológica que promete una tecnología avanzada de disyuntores desde el nivel mecánico hasta el eléctrico. Esto promete varias ventajas, como cortar el circuito en fracciones de microsegundos, un mejor control de las cargas del circuito y una mayor vida útil.

MagneticEdit

Los interruptores magnéticos utilizan un solenoide (electroimán) cuya tracción la fuerza aumenta con la corriente. Ciertos diseños utilizan fuerzas electromagnéticas además de las del solenoide. Los contactos del disyuntor se mantienen cerrados mediante un pestillo. A medida que la corriente en el solenoide aumenta más allá de la capacidad nominal del disyuntor, el tirón del solenoide libera el pestillo, lo que permite que los contactos se abran por acción de resorte. Son los disyuntores más utilizados en los EE. UU.

Thermal-MagneticEdit

Los disyuntores magnetotérmicos, que son del tipo que se encuentra en la mayoría de los cuadros de distribución en Europa y países con arreglos de cableado similares, incorporan ambas técnicas con el electroimán respondiendo instantáneamente a grandes picos de corriente (cortocircuitos) y la tira bimetálica respondiendo a condiciones de sobrecorriente menos extremas pero a más largo plazo. La parte térmica del disyuntor proporciona una función de respuesta de tiempo, que dispara el disyuntor antes para sobrecorrientes más grandes, pero permite que las sobrecargas más pequeñas persistan durante más tiempo. picos como los que se producen cuando un motor o r otra carga no resistiva está encendida.Con sobrecorrientes muy grandes durante un cortocircuito, el elemento magnético dispara el interruptor automático sin demora adicional intencional.

Magnético-hidráulicoEditar

Un interruptor magnético-hidráulico usa un solenoide Bobina para proporcionar fuerza operativa para abrir los contactos. Los martillos hidráulicos magnéticos incorporan una función de retardo de tiempo hidráulico que utiliza un fluido viscoso. Un resorte restringe el núcleo hasta que la corriente excede la clasificación del interruptor. Durante una sobrecarga, la velocidad del movimiento del solenoide está restringida por el fluido. El retardo permite breves picos de corriente más allá de la corriente de funcionamiento normal para el arranque del motor, energizando el equipo, etc. Las corrientes de cortocircuito proporcionan suficiente fuerza de solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posición del núcleo, evitando así la función de retardo. La temperatura ambiente afecta el tiempo de retardo pero no afecta la clasificación de corriente de un interruptor magnético.

Los interruptores de potencia de gran potencia, aplicados en circuitos de más de 1000 voltios, pueden incorporar elementos hidráulicos en el mecanismo de operación de contacto. La energía hidráulica puede ser suministrada por una bomba o almacenada en acumuladores. Estos forman un tipo distinto de los disyuntores llenos de aceite donde el aceite es el medio de extinción del arco.

Disyuntores de disparo común (agrupados )Editar

Para proporcionar interrupción simultánea en varios circuitos por una falla en cualquiera, los disyuntores se pueden fabricar como un conjunto en grupo. Este es un requisito muy común para los sistemas trifásicos, donde la ruptura puede ser de 3 o 4 polos (sólido o neutro conmutado). Algunos fabricantes fabrican kits de agrupación para permitir que grupos de interruptores monofásicos se interconecten según sea necesario.

En los EE. UU., Donde los suministros de fase dividida son comunes, en los circuitos derivados con más de un conductor vivo, cada conductor vivo debe estar protegido por un polo disyuntor. Para garantizar que todos los conductores activos se interrumpan cuando se dispara cualquier polo, se debe utilizar un disyuntor de «disparo común». Estos pueden contener dos o tres mecanismos de disparo dentro de una caja, o para pequeños interruptores, pueden unir externamente los postes a través de sus manijas de operación. Los disyuntores de disparo comunes de dos polos son comunes en los sistemas de 120/240 voltios donde las cargas de 240 voltios (incluidos los electrodomésticos principales u otros tableros de distribución) abarcan los dos cables activos. Los disyuntores de disparo común tripolares se utilizan típicamente para suministrar energía eléctrica trifásica a motores grandes o tableros de distribución adicionales.

Los disyuntores separados nunca deben usarse para vivo y neutro, porque si el neutro se desconecta mientras el conductor vivo permanece conectado, surge una condición muy peligrosa: el circuito parece desenergizado (los aparatos no funcionan), pero los cables permanecen vivos y algunos dispositivos de corriente residual (RCD) pueden no dispararse si alguien toca el cable vivo (porque algunos RCD necesitan energía para dispararse). Esta es la razón por la que solo se deben usar interruptores de disparo comunes cuando se necesita conmutación de cable neutro.

Unidades de disparo en derivaciónEditar

Una unidad de disparo en derivación parece similar a un interruptor normal y los actuadores móviles están «unidos» a un mecanismo de interruptor normal para operar juntos de una manera similar, pero el disparo en derivación es un solenoide destinado a ser operado por una señal externa de voltaje constante, en lugar de una corriente, comúnmente la tensión de red local o CC. A menudo son ed para cortar la energía cuando ocurre un evento de alto riesgo, como una alarma de incendio o inundación, u otra condición eléctrica, como la detección de sobrevoltaje. Los disparos en derivación pueden ser un accesorio instalado por el usuario en un disyuntor estándar, o suministrados como parte integral del disyuntor.

Media tensiónEdit

Disyuntores de media tensión clasificados entre 1 y Los 72 kV se pueden ensamblar en líneas de aparamenta encerradas en metal para uso en interiores, o pueden ser componentes individuales instalados al aire libre en una subestación. Los interruptores automáticos de ruptura de aire reemplazaron las unidades llenas de aceite para aplicaciones interiores, pero ahora están siendo reemplazados por interruptores automáticos de vacío (hasta aproximadamente 40,5 kV). Al igual que los disyuntores de alto voltaje que se describen a continuación, estos también funcionan mediante relés de protección de detección de corriente que funcionan a través de transformadores de corriente. Las características de los disyuntores de MT vienen dadas por normas internacionales como IEC 62271. Los disyuntores de media tensión casi siempre utilizan sensores de corriente y relés de protección separados, en lugar de depender de sensores de sobrecorriente térmicos o magnéticos incorporados.

Los disyuntores de media tensión pueden clasificarse según el medio utilizado para extinguir el arco:

• Disyuntores de vacío: con corriente nominal de hasta 6,300 A y superior para la aplicación de disyuntores de generador (hasta 16,000 Un & 140 kA).Estos interruptores interrumpen la corriente creando y extinguiendo el arco en un recipiente al vacío, también conocido como «botella». Los fuelles de larga duración están diseñados para recorrer los 6–10 mm que deben separarse los contactos. Estos se aplican generalmente para voltajes de hasta aproximadamente 40.500 V, que corresponde aproximadamente al rango de voltaje medio de los sistemas de energía. Los interruptores automáticos de vacío tienen una esperanza de vida más larga entre revisiones que otros interruptores automáticos. Además, su potencial de calentamiento global es mucho más bajo que el disyuntor de SF6.
• Disyuntores de aire: corriente nominal de hasta 6,300 A y superior para disyuntores de generador. Las características de disparo a menudo son totalmente ajustables, incluidos los umbrales y retrasos de disparo configurables. Generalmente controlado electrónicamente, aunque algunos modelos son controlados por microprocesador a través de una unidad de disparo electrónica integral. A menudo se utilizan para la distribución de energía principal en grandes plantas industriales, donde los interruptores están dispuestos en gabinetes extraíbles para facilitar el mantenimiento.
• Los interruptores de circuito de SF6 extinguen el arco en una cámara llena de gas hexafluoruro de azufre.

Los disyuntores de media tensión pueden conectarse al circuito mediante conexiones atornilladas a barras colectoras o cables, especialmente en patios de distribución al aire libre. Los disyuntores de media tensión en las líneas de aparamenta a menudo se construyen con una construcción extraíble, lo que permite la extracción del disyuntor sin perturbar las conexiones del circuito de alimentación, utilizando un mecanismo operado por motor o manivela para separar el disyuntor de su caja.

High-voltageEdit

Las redes de transmisión de energía eléctrica están protegidas y controladas por disyuntores de alto voltaje. La definición de alto voltaje varía, pero en el trabajo de transmisión de energía se suele pensar que es de 72,5 kV o más, según una definición reciente de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Los disyuntores de alto voltaje casi siempre son operados por solenoide, con relés de protección de detección de corriente operados a través de transformadores de corriente. En las subestaciones, el esquema de relés de protección puede ser complejo, protegiendo equipos y buses de varios tipos de sobrecarga o falla a tierra / tierra.

Los interruptores de alto voltaje se clasifican ampliamente por el medio utilizado para extinguir el arco:

• Aceite a granel
• Aceite mínimo
• Chorro de aire
• Vacío
• SF6
• CO2

Debido a preocupaciones ambientales y de costos sobre el aislamiento de derrames de aceite, la mayoría de los interruptores nuevos utilizan gas SF6 para apagar el arco.

Los interruptores automáticos se pueden clasificar como tanque activo , donde el gabinete que contiene el mecanismo de ruptura está en potencial de línea, o tanque muerto con el gabinete en potencial de tierra. Los interruptores automáticos de CA de alto voltaje están disponibles de manera rutinaria con clasificaciones de hasta 765 kV. Siemens lanzó disyuntores de 1.200 kV en noviembre de 2011, seguidos por ABB en abril del año siguiente.

Los disyuntores de alta tensión utilizados en los sistemas de transmisión pueden disponerse para permitir un solo polo de una línea trifásica tropezar, en lugar de tropezar con los tres polos; para algunas clases de fallas, esto mejora la estabilidad y disponibilidad del sistema.

Los interruptores automáticos de corriente continua de alto voltaje siguen siendo un campo de investigación a partir de 2015. Dichos interruptores serían útiles para interconectar sistemas de transmisión HVDC.

Hexafluoruro de azufre (SF6) de alto voltajeEditar

Un disyuntor de hexafluoruro de azufre utiliza contactos rodeados por gas hexafluoruro de azufre para apagar el arco . Se utilizan con mayor frecuencia para voltajes a nivel de transmisión y pueden incorporarse en equipos de distribución compactos aislados en gas. En climas fríos, es posible que se requiera calefacción adicional o reducción de potencia de los disyuntores debido a la licuefacción del gas SF6.

Disyuntor de desconexión (DCB) Editar

El disyuntor de desconexión (DCB) se introdujo en 2000 y es un interruptor de circuito de alta tensión modelado después del interruptor de SF6. Presenta una solución técnica donde la función de desconexión está integrada en la cámara de rotura, eliminando la necesidad de seccionadores separados. Esto aumenta la disponibilidad, ya que los contactos principales del seccionador al aire libre necesitan mantenimiento cada 2 a 6 años, mientras que los interruptores automáticos modernos tienen intervalos de mantenimiento de 15 años. La implementación de una solución DCB también reduce los requisitos de espacio dentro de la subestación y aumenta la confiabilidad, debido a la falta de seccionadores separados.

Con el fin de reducir aún más el espacio requerido de la subestación, además de simplificar el diseño e ingeniería de la subestación, se puede integrar un sensor de corriente de fibra óptica (FOCS) con el DCB.Un DCB de 420 kV con FOCS integrado puede reducir la huella de una subestación en más del 50% en comparación con una solución convencional de disyuntores de tanque vivo con seccionadores y transformadores de corriente, debido al material reducido y sin medio de aislamiento adicional.

Dióxido de carbono (CO2) de alto voltajeEditar

En 2012, ABB presentó un disyuntor de alto voltaje de 75 kV que utiliza dióxido de carbono como medio para extinguir el arco. El disyuntor de dióxido de carbono funciona con los mismos principios que un Disyuntor SF6 y también se puede producir como disyuntor seccionador. Al cambiar de SF6 a CO2, es posible reducir las emisiones de CO2 en 10 toneladas durante el ciclo de vida del producto.