Disjuntor

Muitas classificações de disjuntores podem ser feitas, com base em suas características, como classe de tensão, tipo de construção, tipo de interrupção e recursos estruturais.

Low-voltageEdit

Os tipos de baixa voltagem (menos de 1.000 VAC) são comuns em aplicações domésticas, comerciais e industriais e incluem:

• Disjuntor miniatura (MCB) – corrente nominal de até 125 A. Características de disparo normalmente não ajustáveis. Operação térmica ou termomagnética. Os disjuntores ilustrados acima estão nesta categoria.
• Disjuntor em caixa moldada (MCCB) – corrente nominal de até 1.600 A. Operação térmica ou termomagnética. A corrente de disparo pode ser ajustável em classificações maiores.
• Os disjuntores de baixa tensão podem ser montados em multicamadas em quadros de distribuição de baixa tensão ou gabinetes de distribuição.

O as características dos disjuntores de baixa tensão são fornecidas por padrões internacionais, como IEC 947. Esses disjuntores são frequentemente instalados em gabinetes extraíveis que permitem a remoção e a troca sem desmontar o quadro.

Grande moldado de baixa tensão Os disjuntores da caixa e da alimentação podem ter operadores de motor elétrico para que possam abrir e fechar sob controle remoto. Eles podem fazer parte de um sistema de chave de transferência automática para energia em espera.

Os disjuntores de baixa tensão também são feitos para aplicações de corrente contínua (DC), como DC para linhas de metrô. A corrente contínua requer disjuntores especiais porque o arco é contínuo – ao contrário de um arco CA, que tende a se extinguir a cada meio ciclo, o disjuntor de corrente contínua tem bobinas blow-out que geram um campo magnético que estende rapidamente o arco. Pequenos disjuntores são instalados diretamente no equipamento ou dispostos em um painel de disjuntores.

O disjuntor em miniatura termomagnético montado em trilho DIN é o estilo mais comum em unidades de consumo doméstico modernas e quadros de distribuição elétrica comercial em toda a Europa. O projeto inclui os seguintes componentes:

1. Alavanca do atuador – usada para desarmar e reinicializar manualmente o disjuntor. Também indica o status do disjuntor (ligado ou desligado / desarmado). A maioria dos disjuntores é projetada para que ainda possam desarmar mesmo que a alavanca seja mantida ou travada na posição “ligada”. Isso às vezes é referido como operação de “disparo livre” ou “disparo positivo”.
2. Mecanismo do atuador – força os contatos juntos ou separados.
3. Contatos – permitem corrente ao tocar e quebrar o corrente quando afastada.
4. Terminais
5. Faixa bimetálica – separa os contatos em resposta a sobrecorrentes menores e de longo prazo
6. Parafuso de calibração – permite ao fabricante ajustar com precisão a corrente de disparo do dispositivo após a montagem.
7. Solenóide – separa os contatos rapidamente em resposta a altas sobrecorrentes
8. Divisor / extintor de arco

Edição de estado sólido

Os disjuntores de estado sólido, também conhecidos como disjuntores digitais, são uma inovação tecnológica que promete tecnologia avançada de disjuntores saindo do nível mecânico para o elétrico. Isso promete várias vantagens, como cortar o circuito em frações de microssegundos, melhor monitoramento das cargas do circuito e vida útil mais longa.

MagneticEdit

Os disjuntores magnéticos usam um solenóide (eletroímã) cuja tração a força aumenta com a corrente. Certos projetos utilizam forças eletromagnéticas além daquelas do solenóide. Os contatos do disjuntor são mantidos fechados por uma trava. À medida que a corrente no solenóide aumenta além da classificação do disjuntor, a força do solenóide libera a trava, o que permite que os contatos abram por ação de mola. Eles são os disjuntores mais comumente usados nos EUA.

Edição termomagnética

Os disjuntores termomagnéticos, que são do tipo encontrado na maioria dos quadros de distribuição na Europa e em países com arranjos de fiação semelhantes, incorporam ambas as técnicas com o eletroímã respondendo instantaneamente a grandes picos de corrente (curtos-circuitos) e a faixa bimetálica respondendo para condições de sobrecorrente menos extremas, mas de longo prazo. A parte térmica do disjuntor fornece um recurso de resposta de tempo, que desarma o disjuntor mais cedo para sobrecorrentes maiores, mas permite que sobrecargas menores persistam por um tempo mais longo. Isso permite uma corrente curta picos como os produzidos quando um motor desliga r outra carga não resistiva está ligada.Com sobrecorrentes muito grandes durante um curto-circuito, o elemento magnético desarma o disjuntor sem retardo adicional intencional.

Edição magnético-hidráulica

Um disjuntor magnético-hidráulico usa um solenóide bobina para fornecer força operacional para abrir os contatos. Os rompedores magnético-hidráulicos incorporam um recurso de retardo de tempo hidráulico usando um fluido viscoso. Uma mola restringe o núcleo até que a corrente exceda a classificação do disjuntor. Durante uma sobrecarga, a velocidade do movimento do solenóide é restringida pelo fluido. O atraso permite breves picos de corrente além da corrente normal de operação para partida do motor, equipamento de energização, etc. As correntes de curto-circuito fornecem força suficiente do solenóide para liberar a trava independentemente da posição do núcleo, evitando assim o recurso de atraso. A temperatura ambiente afeta o atraso de tempo, mas não afeta a corrente nominal de um disjuntor magnético.

Disjuntores de grande potência, aplicados em circuitos de mais de 1000 volts, podem incorporar elementos hidráulicos no mecanismo de operação do contato. A energia hidráulica pode ser fornecida por uma bomba ou armazenada em acumuladores. Eles formam um tipo distinto dos disjuntores preenchidos com óleo, onde o óleo é o meio de extinção de arco.

Disjuntores de desarme comum (agrupados )Editar

Para fornecer interrupção simultânea em vários circuitos de uma falha em qualquer um, os disjuntores podem ser feitos como um conjunto agrupado. Este é um requisito muito comum para sistemas trifásicos, onde a interrupção pode ser de 3 ou 4 pólos (sólido ou neutro comutado). Alguns fabricantes fazem kits de agrupamento para permitir que grupos de disjuntores monofásicos sejam interligados conforme necessário.

Nos EUA, onde as fontes de fase dividida são comuns, em circuitos ramificados com mais de um condutor ativo, cada condutor ativo deve ser protegido por um pólo de disjuntor. Para garantir que todos os condutores energizados sejam interrompidos quando qualquer pólo disparar, um disjuntor de “disparo comum” deve ser usado. Estes podem conter dois ou três mecanismos de disparo dentro de uma caixa, ou para pequenos disjuntores, podem unir externamente os pólos através de suas alças de operação. Os disjuntores de desarme comum de dois pólos são comuns em sistemas de 120/240 volts onde cargas de 240 volts (incluindo os principais aparelhos ou outras placas de distribuição) abrangem os dois fios energizados. Os disjuntores de desarme comuns de três polos são normalmente usados para fornecer energia elétrica trifásica para grandes motores ou outras placas de distribuição.

Disjuntores separados nunca devem ser usados para alimentação e neutro, porque se o neutro for desconectado enquanto o condutor energizado permanece conectado, surge uma condição muito perigosa: o circuito parece desenergizado (aparelhos não funcionam), mas os fios permanecem energizados e alguns dispositivos de corrente residual (RCDs) podem não desarmar se alguém tocar no fio energizado (porque alguns RCDs precisam de energia para desarmar). É por isso que apenas disjuntores de desarme comuns devem ser usados quando a comutação do fio neutro é necessária.

Unidades de desarme de shuntEditar

Uma unidade de desarme de shunt parece semelhante a um disjuntor normal e os atuadores móveis são “agrupados” a um mecanismo de disjuntor normal para operar juntos de maneira semelhante, mas o desarme do shunt é um solenóide destinado a ser operado por um sinal de tensão constante externo, em vez de uma corrente, comumente o tensão da rede local ou CC. Geralmente somos nós ed para cortar a energia quando ocorre um evento de alto risco, como um alarme de incêndio ou inundação, ou outra condição elétrica, como detecção de sobretensão. Desarmes de derivação podem ser um acessório instalado pelo usuário em um disjuntor padrão ou fornecidos como parte integrante do disjuntor.

Edição de média tensão

Disjuntores de média tensão classificados entre 1 e 72 kV podem ser montados em linhas de cubículos com invólucro metálico para uso interno ou podem ser componentes individuais instalados externamente em uma subestação. Os disjuntores pneumáticos substituíram as unidades preenchidas com óleo para aplicações internas, mas agora estão sendo substituídos por disjuntores a vácuo (até cerca de 40,5 kV). Como os disjuntores de alta tensão descritos abaixo, eles também são operados por relés de proteção de detecção de corrente operados por transformadores de corrente. As características dos disjuntores MV são fornecidas por padrões internacionais, como IEC 62271. Os disjuntores de média tensão quase sempre usam sensores de corrente e relés de proteção separados, em vez de depender de sensores de sobrecorrente térmicos ou magnéticos embutidos.

Os disjuntores de média tensão podem ser classificados pelo meio usado para extinguir o arco:

• Disjuntores a vácuo – Com corrente nominal de até 6.300 A e superior para aplicação de disjuntores de gerador (até 16.000 A & 140 kA).Esses disjuntores interrompem a corrente criando e extinguindo o arco em um recipiente a vácuo – também conhecido como “garrafa”. Os foles de longa duração são projetados para percorrer os 6–10 mm que os contatos devem separar. Eles geralmente são aplicados para tensões de até cerca de 40.500 V, o que corresponde aproximadamente à faixa de média tensão dos sistemas de energia. Os disjuntores a vácuo têm maior expectativa de vida entre as revisões do que outros disjuntores. Além disso, seu potencial de aquecimento global é muito menor do que o disjuntor SF6.
• Disjuntores de ar – Corrente nominal de até 6.300 A e superior para disjuntores de gerador. As características de disparo são geralmente totalmente ajustáveis, incluindo limites e atrasos de disparo configuráveis. Normalmente controlado eletronicamente, embora alguns modelos sejam controlados por microprocessador por meio de uma unidade de desarme eletrônico integral. Freqüentemente usados para distribuição de energia principal em grandes instalações industriais, onde os disjuntores são dispostos em gabinetes extraíveis para facilitar a manutenção.
• Os disjuntores de SF6 apagam o arco em uma câmara cheia de gás hexafluoreto de enxofre. li>

Os disjuntores de média tensão podem ser conectados ao circuito por conexões aparafusadas a barramentos ou fios, especialmente em pátios de manobra externos. Os disjuntores de média tensão em conjuntos de quadros de distribuição geralmente são construídos com estrutura extraível, permitindo a remoção do disjuntor sem atrapalhar as conexões do circuito de energia, usando um mecanismo acionado por motor ou de manivela para separar o disjuntor de seu gabinete.

High-voltageEdit

As redes de transmissão de energia elétrica são protegidas e controladas por disjuntores de alta tensão. A definição de alta tensão varia, mas no trabalho de transmissão de energia é geralmente considerado como 72,5 kV ou superior, de acordo com uma definição recente da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). Os disjuntores de alta tensão são quase sempre operados por solenóide, com relés de proteção de detecção de corrente operados por transformadores de corrente. Em subestações, o esquema de relé de proteção pode ser complexo, protegendo equipamentos e barramentos de vários tipos de sobrecarga ou falha de aterramento.

Os disjuntores de alta tensão são amplamente classificados pelo meio usado para extinguir o arco:

• Óleo a granel
• Óleo mínimo
• Jato de ar
• Vácuo
• SF6
• CO2

Devido a preocupações ambientais e de custo com derramamentos de óleo isolante, a maioria dos novos disjuntores usa gás SF6 para extinguir o arco.

Os disjuntores podem ser classificados como tanque vivo , onde o gabinete que contém o mecanismo de interrupção está em potencial de linha ou tanque morto com o gabinete em potencial de terra. Os disjuntores de alta tensão CA estão normalmente disponíveis com classificações de até 765 kV. Os disjuntores de 1.200 kV foram lançados pela Siemens em novembro de 2011, seguido pela ABB em abril do ano seguinte.

Os disjuntores de alta tensão usados em sistemas de transmissão podem ser dispostos para permitir um único pólo de uma linha trifásica tropeçar, em vez de tropeçar nos três pólos; para algumas classes de falhas, isso melhora a estabilidade e disponibilidade do sistema.

Os disjuntores de corrente contínua de alta tensão ainda são um campo de pesquisa em 2015. Esses disjuntores seriam úteis para interconectar sistemas de transmissão HVDC.

Edição de alta voltagem de hexafluoreto de enxofre (SF6)

Um disjuntor de hexafluoreto de enxofre usa contatos cercados por gás hexafluoreto de enxofre para extinguir o arco . Eles são mais freqüentemente usados para tensões de nível de transmissão e podem ser incorporados em painéis de distribuição isolados a gás compactos. Em climas frios, pode ser necessário aquecimento ou redução suplementar dos disjuntores devido à liquefação do gás SF6.

Disjuntor de desconexão (DCB) Editar

O disjuntor de desconexão (DCB) foi introduzido em 2000 e é um disjuntor de alta tensão modelado a partir do disjuntor SF6. Apresenta uma solução técnica onde a função de seccionamento é integrada na câmara de disjuntor, eliminando a necessidade de seccionadores separados. Isso aumenta a disponibilidade, uma vez que os contatos principais da chave seccionadora ao ar livre precisam de manutenção a cada 2–6 anos, enquanto os disjuntores modernos têm intervalos de manutenção de 15 anos. A implementação de uma solução DCB também reduz os requisitos de espaço dentro da subestação, e aumenta a confiabilidade, devido à falta de seccionadores separados.

Para reduzir ainda mais o espaço necessário da subestação, bem como simplificar o projeto e engenharia da subestação, um sensor de corrente de fibra ótica (FOCS) pode ser integrado ao DCB.Um DCB de 420 kV com FOCS integrado pode reduzir a pegada de uma subestação em mais de 50% em comparação com uma solução convencional de disjuntores de tanques vivos com seccionadores e transformadores de corrente, devido ao material reduzido e nenhum meio de isolamento adicional.

Edição de alta tensão de dióxido de carbono (CO2)

Em 2012, a ABB apresentou um disjuntor de alta tensão de 75 kV que usa dióxido de carbono como meio para extinguir o arco. O disjuntor de dióxido de carbono funciona nos mesmos princípios de um Disjuntor SF6 e também pode ser produzido como um disjuntor de desconexão. Ao passar do SF6 para o CO2, é possível reduzir as emissões de CO2 em 10 toneladas durante o ciclo de vida do produto.