Interrptores Automaticos De Potencia

Interruptores Automáticos de Potencia

Tabla de contenido

Interruptores Automáticos de Potencia 3

Características de los interruptores Automáticos de Potencia 4

Características Físicas 4

Comparación entre las características eléctricas y de operación 9

Requerimientos de los Interruptores Automáticos de Fuerza. 9

Clasificación de Dispositivos para abrir Circuitos 10

Chapa y Parámetros de los Interruptores Automáticos 11

Tipos de Interruptores Automáticos de Potencia 17

Descripción de los tipos más comunes de Interruptores Automáticos de Potencia 17

Interruptor de Gran Volumen de Aceite 17

Interruptor de Pequeño Volumen de Aceite. 28

Interruptor de soplo magnético. 32

Interruptores de Soplo de Aire 38

Interruptores de hexafloruro de azufre (SF6) 45

Interruptores de Vacío 49

Cuchilla interruptora 53

Descripción de las ventajas y desventajas de cada tipo de Interruptor Automático 56

Esquemas de Control de los Interruptores de Alto Voltaje 59

Requerimientos básicos de los esquemas de control de interruptores. 59

Control del cierre 59

Control del disparo 60

Disparo libre 60

Antibombeo 61

Confiabilidad 61

Conmutación en los Interruptores de Alto voltaje 63

Generación de sobre voltajes. 63

Autocomprobación Módulo 2 66

Interruptores Automáticos de Potencia

Objetivos:

Al final de este módulo, el alumno deberá ser capaz de:

1. Describir las características físicas de los interruptores de potencia.

2. Explicar las siguientes características eléctricas y de operación:

a) Disparo Libre:

b) Anti-Bombeo:

3. Identificar los tipos más comunes de interruptores.

4. Describir las características de los distintos tipos de interruptores (Gran volumen de aceite, Pequeño volumen de aceite, Soplo magnético, Aire a presión, Hexafloruro de Azufre, Vacío, Cuchilla interruptora).

5. Explicar las ventajas y desventajas de cada tipo de interruptor.

6. Interpretar un esquema típico de control de interruptores.

7. Describir el proceso de conmutación en interruptores de alto voltaje.

Objetivo 1: Características de los interruptores Automáticos de Potencia

Características Físicas

Razones para conmutar circuitos eléctricos

Hay una serie de razones del porqué los circuitos eléctricos tienen que desconectarse, y las condiciones bajo las cuales se desconectan determinan el tipo de desconectivo que se requiere para ello.

Las tres razones para abrir circuitos eléctricos son los siguientes:

a) Para controlar la carga de energía del sistema y la generación bajo condiciones normales, por ejemplo, para la conexión y desconexión de generadores, transformadores y sus bombas y ventiladores asociados, líneas de transmisión, motores, reactores, capacitores estáticos y variadores de frecuencia. La conmutación del circuito se inicia por un operador ó por algún dispositivo de control automático tal como un, temporizador termostato, etc. El circuito puede estar conduciendo corriente a plena carga en el momento que ocurre la interrupción.

b) Para interrumpir las sobrecargas ó corrientes de falla, para proteger los equipos ó los circuitos involucrados. Bajo estas condiciones, la corriente interrumpida puede ser muchas veces superior a la corriente de plena carga. La apertura bajo condiciones de falla será iniciada por un dispositivo de protección de acción directa (disparo serie) o indirecta (relé).

c) Para aislar un equipo de un circuito, para que este no esté bajo carga eléctrica ó de manera que sea seguro para trabajar en él. Los dispositivos usados para el aislamiento de equipos no requieren capacidad de interrupción de corrientes de carga, pero pueden requerir interrumpir grandes cargas eléctricas.

Cuando se conmuta un circuito los contactos eléctricos tienen que cerrarse mecánicamente (para completar el circuito).

Al cerrar los contactos, la fuerza mecánica debe ser suficiente para superar a la magnética y otras fuerzas que tienden a impedir el cierre. Estas fuerzas pueden ser grandes cuando se cierran durante una falla con alta corriente presente. Cuando se abre un circuito energizado, se establece un arco entre las partes en contacto. La corriente del arco puede variar desde una corriente mínima de carga, cuando se conmuta, hasta la máxima corriente de cortocircuito, cuando se limpia una falla este arco se debe extinguir para interrumpir el circuito.

Los interruptores automáticos de potencia pueden usarse tanto para conmutación como para interrumpir fallas y se pueden clasificar según el medio de extinción del arco que utilizan los contactos principales cuando ellos cierran ó abren el circuito.

En la actualidad son 4 los medios utilizados:

a) Aceite.

b) Aire.

c) Vacío.

d) Hexafloruro de Azufre (SF6).

Los interruptores automáticos de potencia no se consideran dispositivos de aislamiento seguros para trabajar porque sus contactos no están visibles para una inspección fácil.

Sin embargo, hay ciertos tipos de interruptores automáticos, que después de ser usados como interruptores para desconectar un equipo, pueden ser desmontados de la barra ó sacados fuera de su posición, con eso se crea un punto aislante visible.( Interruptor Extraíble)

Paneles Tipo Cubículo

La celda de protección es muy común, pero el término celda es en algunas ocasiones es mal usado. El término panel tipo cubículo está definido cuidadosamente por ANSI y NEMA.

En un lenguaje simple, panel tipo cubículo consiste en interruptores, barras, TP’s, TC’s, etc., completamente encerrados en una cubierta común de metal y tienen las siguientes características:

a) Todas las partes están completamente encerradas en una cubierta de metal aterrada.

b) Los dispositivos secundarios de control y su cableado están aislados de los equipos de alto voltaje por barreras de metal aterrado.

c) Las partes principales de los circuitos primarios tales como interruptores de fuerza, transformadores y barras están aisladas por barreras de metal aterradas.

d) El interruptor de fuerza es del tipo desmontable con dispositivos de autoacoplamiento para conexión de parte primaria y secundaria, y están provistos de mecanismos de cambios para mover este físicamente entre las posiciones trabajo (conectado), prueba y mantenimiento (desconectado).

e) Utilizan bloqueos para asegurar la secuencia apropiada y la operación con seguridad.

f) Las barras, y las conexiones están totalmente aisladas en todas partes.

El uso de los diseños de celdas de protección le permite al fabricante construir y ensamblar una unidad lista para una instalación fácil. También esto permite una estandarización considerable lo cual es un factor importante para disminuir los costos.

Para el usuario, las ventajas de un diseño bueno de la celda de protección son principalmente la seguridad, confiabilidad y algunas mejorías en la eficacia para el mantenimiento de los interruptores.

El hecho de estar completamente encerrada aumenta la seguridad para el personal de operación. Este también evita la entrada de polvo, roedores y protege contra la caída de objetos.

La división de las piezas principales del circuito primario en compartimientos separados aumenta la confiabilidad y la continuidad de los servicios del panel. Esta característica asegura que cualquier arco ó falla que se inicie tenga muy pocas posibilidades de esparcirse y afectar a los dispositivos próximos. Al estar la cubierta aterrada, cualquier falla que aparezca será del tipo de fase a tierra. Con un relevador apropiado, dichas fallas se pueden limpiar rápidamente. Esto significa que las fallas pueden limitarse a una sola celda y limpiadas rápidamente de manera que el servicio se pueda mantener en las restantes celdas.

Interruptores Automáticos en Paneles Tipo Cubículo de Protección

El interruptor desmontable con sus dispositivos de autoacoplamiento combina las funciones de un interruptor de fuerza y desconectivos o cuchillas. Esta característica permite la eliminación rápida de un interruptor fallado y la sustitución por otro de repuesto.

La instalación de un interruptor de repuesto en esta manera también permite liberar interruptores para mantenimiento.

Siempre se suministran algunos medios con el interruptor para el movimiento de este desde y hacia las posiciones de prueba y de servicio. Tales dispositivos de ayuda se requieren a causa de la fuerza que se necesita para levantar los disparadores y para conectar y desconectar los dispositivos de aislamiento primario. Los dispositivos usados en los interruptores incluyen palanca, engranajes, un pistón operado neumáticamente y un cilindro, y una manivela de carga del muelle o pistón.

La figura 2.1.1a muestra un interruptor en un panel tipo cubículo. Con la puerta abierta de la celda observamos que el interruptor está montado en el compartimento superior, similar al interruptor de la figura 2.1.1.1.

En las figuras 2.1.1b a la 2.1.1e se muestra un interruptor en diferentes posiciones del compartimento inferior de un panel tipo cubículo.

El interruptor de la Figura 2.1.1.1 está montado en un bastidor con ruedas el cual permite empujarlo hacia

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