Disyuntor de alto voltaje : un dispositivo de conmutación diseñado para el encendido y apagado operativo de circuitos individuales o equipos eléctricos en el sistema de energía en modos normales o de emergencia con control manual, remoto o automático.
El disyuntor de alto voltaje consta de: un sistema de contacto con un dispositivo de arco , partes conductoras de corriente, una carcasa, una estructura aislante y un mecanismo de accionamiento (por ejemplo, un accionamiento electromagnético , un accionamiento manual).
De acuerdo con GOST R 52565-2006, los interruptores se caracterizan por los siguientes parámetros:
donde O es la operación de apertura, BO es la operación de cierre y apertura inmediata, 180 es el intervalo de tiempo en segundos, tbp es el tiempo muerto mínimo garantizado para los interruptores automáticos durante el recierre automático (el tiempo desde que se apaga el arco hasta que aparece la corriente al encendido posterior). Para interruptores automáticos con reconexión automática, debe estar dentro de 0,3 ... 1,2 s, para interruptores automáticos con BAPV (alta velocidad) - 0,3 s.
Los interruptores de media y alta tensión (tensión nominal 6 - 220 kilovoltios) y alta corriente de corte (hasta 50 kiloamperios) se utilizan en centrales eléctricas y subestaciones . Estos interruptores son una estructura bastante compleja controlada por actuadores electromagnéticos, de resorte, neumáticos o hidráulicos. Según el entorno en el que se extinga el arco, existen interruptores de aire , en los que el arco se extingue con aire comprimido, interruptores de aceite , en los que los contactos se colocan en un recipiente con aceite y el arco se extingue con vapor de aceite, interruptores electromagnéticos (generalmente hasta 10 kV), con los denominados chorros magnéticos y cámaras de arco con ranuras o rejillas estrechas, interruptores automáticos de SF6 que utilizan gas SF 6 eléctricamente fuerte - "gas SF6", e interruptores automáticos de vacío en los que se produce un arco en el vacío, en la llamada cámara de arco de vacío (VDC). El medio protector, simultáneamente con la extinción del arco, también proporciona la rigidez dieléctrica del espacio entre los contactos en la posición de apagado, lo que también determina la magnitud de la carrera de contacto.
En los interruptores automáticos de aire (BB), la energía del aire comprimido se utiliza como fuerza motriz que mueve los contactos y como medio de extinción del arco. El principio de funcionamiento del dispositivo de extinción de arco (BB) es que el arco formado entre los contactos se enfría intensamente mediante una corriente de aire comprimido que fluye hacia la atmósfera. A medida que la corriente pasa por cero, la temperatura del arco cae y la resistencia del espacio aumenta. Simultáneamente, se produce la destrucción mecánica de la columna de arco y la eliminación de partículas cargadas del hueco.
Los BB se subdividen estructuralmente en:
El hexafluoruro de azufre SF6 (SF6) sirve como medio aislante y de extinción. Los interruptores son un dispositivo de tres polos, cuyos polos tienen un marco (común) y están controlados por un controlador, o cada uno de los tres polos de los interruptores tiene su propio marco y está controlado por su propio controlador (interruptor con un solo -control de polos).
El principio de funcionamiento de los dispositivos se basa en la extinción de un arco eléctrico (surgido entre contactos divergentes cuando se corta la corriente) por un flujo de gas SF6.
Hay dos fuentes de flujo de gas:
La primera fuente prevalece cuando se apagan las corrientes pequeñas y la segunda, las grandes.
Polo rompedor
Ejecución de columnas . El poste es una columna vertical que consta de dos (o más) aisladores, en la parte superior de los cuales se encuentra un dispositivo de extinción de arco (ED), y el inferior sirve como soporte para el PS y le proporciona la distancia de aislamiento requerida de el marco puesto a tierra. Dentro del aislador de soporte hay una varilla aislante que conecta el contacto móvil del control remoto con el sistema de accionamiento del aparato.
Ejecución de tanques . El poste es un tanque cilíndrico de metal, en el que se instalan dos aisladores, que forman casquillos de alta tensión del interruptor automático. El control remoto en dicho interruptor se coloca en una caja de metal conectada a tierra.
Ejecución combinada . El poste es una caja de metal en forma de esfera, en la que se instalan aisladores de porcelana, que forman casquillos de alto voltaje del interruptor automático, uno de los cuales contiene un dispositivo de arco y el otro contiene transformadores de corriente incorporados.
Por lo general, se instala un filtro en la parte superior del aislador, un absorbente de humedad y productos de descomposición del gas SF6 bajo la acción de un arco eléctrico. El elemento filtrante que contiene es un adsorbente activado: zeolita sintética NAX.
Además, se instala una válvula de seguridad en todos los interruptores automáticos modernos: un dispositivo con una membrana de pared delgada que estalla a una presión que ocurre durante un cortocircuito interno, pero que no alcanza el valor al que se prueban los aisladores.
dispositivo de extinción de arco
El dispositivo de extinción de arco está diseñado para proporcionar una extinción rápida del arco eléctrico formado entre los contactos del interruptor automático cuando se abren. El desarrollo de un diseño racional y confiable de un dispositivo de extinción de arco presenta importantes dificultades, ya que los procesos que ocurren durante la extinción de un arco eléctrico son extremadamente complejos, insuficientemente estudiados y determinados por muchos factores que no siempre es posible prever de antemano. Por lo tanto, el desarrollo final del dispositivo de extinción de arco puede considerarse completado solo después de su verificación experimental.
Los interruptores automáticos modernos están equipados con un dispositivo de arco de tipo autocompresión, que demuestra sus ventajas calculadas al romper corrientes altas.
DU contiene sistemas de contactos fijos y móviles, cada uno de los cuales tiene contactos principales y contactos de extinción de arco equipados con elementos de material resistente al arco. El contacto principal del sistema fijo y el móvil de extinción de arco son de tipo hembra, y el contacto principal del sistema móvil y el móvil de extinción de arco del estacionario son de tipo pin.
El sistema móvil contiene, además de los contactos principal y de arco, un manguito portador de corriente fijo conectado a la salida de corriente del control remoto; un dispositivo de pistón que crea una mayor presión en la cavidad debajo del pistón al apagarse, y dos boquillas de fluoroplástico (grande y pequeña), que dirigen los flujos de gas desde la zona de alta presión a la zona de divergencia de los contactos de arco. La boquilla grande también evita el desplazamiento radial de los contactos del sistema móvil con respecto a los contactos del fijo, ya que nunca sale del manguito guía del contacto fijo principal.
El contacto principal del sistema móvil es un manguito de cobre escalonado, cuya parte estrecha se adapta a la entrada del contacto principal hembra del sistema fijo, y la parte ancha tiene dos corrientes en las que se enrolla la corriente colectora (alambre cerrado). se colocan, constantemente en contacto con el manguito portador de corriente fijo que los cubre.
sistema de gas
El sistema de gas del aparato incluye:
El dispositivo de señalización del cambio de densidad de SF6 (sensor de densidad) tiene tres pares de contactos, uno de los cuales, cerrándose cuando la densidad del gas SF6 se reduce significativamente debido a su fuga, está diseñado para dar una señal (por ejemplo, luz) sobre la necesidad de las columnas de repostaje, y las otras dos, abriéndose cuando baja la densidad del SF6, están destinadas a bloquear el mando del disyuntor o apagar automáticamente el dispositivo con bloqueo simultáneo de la inclusión (que viene determinado por el diseño de la subestación).
Unidad de manejo
Los accionamientos de interruptores automáticos proporcionan control de interruptores automáticos: cierre, mantenimiento en la posición de encendido y apertura. El eje impulsor está conectado al eje del interruptor mediante un sistema de palancas y varillas. El accionamiento del interruptor automático debe proporcionar la confiabilidad y la velocidad de operación necesarias, y con control eléctrico, el menor consumo de energía.
En los interruptores automáticos de SF6 se utilizan dos tipos de accionamientos:
Unidad de resorte:
Accionamiento hidráulico de resorte:
El disyuntor es el dispositivo más crítico en un sistema de alta tensión; en caso de accidentes, siempre debe garantizar un funcionamiento preciso. Si el disyuntor falla, se desarrolla un accidente, que conduce a daños severos y grandes pérdidas materiales asociadas a la falta de suministro de energía eléctrica, lo que detiene la operación de grandes empresas.
En este sentido, el principal requisito para los interruptores automáticos es una fiabilidad especialmente alta de su funcionamiento en todos los modos de funcionamiento posibles. El corte de cualquier carga mediante el interruptor no debe ir acompañado de sobretensiones peligrosas para el aislamiento de los elementos de la instalación. Debido a que el modo de cortocircuito del sistema es el más severo, el interruptor debe garantizar que el circuito se apague en el menor tiempo posible.
Los requisitos generales para los diseños y características de los interruptores automáticos están establecidos por normas:
La conclusión del interruptor para revisión y reparación está asociada con grandes dificultades, ya que uno tiene que cambiar a otro esquema de interruptores o simplemente apagar a los consumidores. En este sentido, el interruptor automático debe permitir el mayor número posible de desconexiones por cortocircuito sin revisión y reparación. Los interruptores automáticos modernos pueden desconectar hasta 15 cortocircuitos sin revisión a plena capacidad de corte.