Interruptores de circuito de alta tensión de CA con SF₆: Estructura de contacto de movimiento único frente a estructura de contacto de doble movimiento

Distinción principal

"Movimiento único" y "doble movimiento" describen cómo se mueven los sistemas de contactos de arco durante la apertura y el cierre. No se refieren al número de contactos principales y de arco.

• Estructura de contactos de movimiento único: un lado del contacto se mueve —normalmente el contacto móvil, la boquilla y los componentes de compresión asociados—, mientras que el contacto opuesto permanece fijo.
• Estructura de contactos de doble movimiento: los sistemas de contactos superior e inferior se mueven en direcciones opuestas durante la parte crítica de la carrera de apertura/cierre, aumentando su velocidad de separación relativa.

Movimiento único: Contacto fijo ←→ Contacto móvil
Solo un lado se mueve

Doble movimiento: Contacto superior ← → Contacto inferior
Ambos lados se mueven en direcciones opuestas

Comparación

Por qué el doble movimiento puede mejorar el rendimiento de interrupción

El parámetro relevante es la velocidad a la que se establece el espacio entre los contactos de arco:

V_relativa=v_{contacto superior}+v_{contacto inferior}

Dado que los dos contactos se desplazan en direcciones opuestas, una estructura de doble movimiento puede aumentar vrelativevrelativa sin requerir que un solo sistema de contactos asuma toda la demanda de velocidad.

Esto puede proporcionar dos beneficios clave:

• Interrupción de alta corriente: Una formación más rápida del espacio durante el período inicial de apertura y arco favorece el enfriamiento del arco, la recuperación dieléctrica y el margen de interrupción.
• Reducción de la carga del mecanismo de accionamiento: La velocidad relativa requerida puede ser compartida por dos sistemas móviles, lo que potencialmente reduce la velocidad, la fuerza y la energía de accionamiento exigida a un solo contacto accionado.

Rockwill Interruptor de circuito SF₆ de tanque muerto Rockwill RHD‑170 con aisladores de goma de silicona

Compromisos de ingeniería

Estructura de contactos de movimiento simple

Ventajas

• Disposición mecánica más sencilla y cadena de movimiento más corta.
• Fabricación, ensamblaje, puesta en servicio y diagnóstico de fallas más sencillos.
• Menor cantidad de interfaces móviles y requisitos de coordinación.
• Adecuado para plataformas de interruptores maduras y comprobadas.

Limitaciones

• El contacto móvil y el mecanismo de accionamiento deben proporcionar casi toda la velocidad de separación requerida.
• Los altos valores de interrupción pueden requerir un mecanismo más grande, más rápido o de mayor energía.
• En los interruptores de tipo puffer, la compresión mecánica de gas aumenta aún más la demanda de energía de accionamiento.

Rockwill Interruptor de circuito SF₆ de tanque muerto Rockwill RHD‑170 con aisladores de porcelana

Estructura de contactos de doble movimiento

Ventajas

• Mayor velocidad relativa de contacto dentro de una carrera limitada.
• Margen de interrupción potencialmente mejor para altas corrientes de cortocircuito.
• Puede admitir mecanismos de accionamiento de menor energía, especialmente cuando se combina con principios de interrupción por autoexpansión o expansión térmica.
• Útil para diseños de interruptores de alto rendimiento, compactos o ligeros.

Limitaciones

• Transmisión mecánica y coordinación de movimientos más complejos.
• Mayor sensibilidad a las tolerancias de fabricación, el desgaste mecánico, las condiciones de lubricación y la holgura acumulada.
• El tiempo debe optimizarse: el movimiento opuesto debe producirse durante los intervalos relevantes de preimpacto y arco, en lugar de simplemente a lo largo de toda la carrera.
• Por lo general, aumenta la complejidad del diseño y puede incrementar los requisitos de fabricación y mantenimiento.

Guía de selección

Conclusión

Una estructura de contactos de doble movimiento intercambia la simplicidad mecánica por una mayor velocidad relativa de contacto y el potencial de una menor energía de operación.

• Elija el movimiento simple cuando la simplicidad mecánica, la mantenibilidad y un diseño maduro y comprobado sean las principales prioridades.
• Elija el doble movimiento cuando el rendimiento de interrupción, la reducción de la energía del mecanismo de operación, la compacidad o la capacidad de alta clasificación sean las principales prioridades.
• El doble movimiento no es automáticamente más fiable; su fiabilidad depende en gran medida del diseño de los enlaces, la sincronización del movimiento, la consistencia de fabricación y el control de las condiciones mecánicas durante toda su vida útil.

La serie de interruptores de circuito tipo tanque RHD de Rockwill de 170 kV adopta una estructura de contactos de movimiento simple comprobada, combinada con un sistema de interrupción por soplado propio tipo pistón. Sin depender de enlaces complejos de doble movimiento, utiliza la propia energía del arco para reducir los requisitos de energía del mecanismo de operación, ofreciendo un fuerte rendimiento de interrupción con una cadena de transmisión simplificada.

Combinado con un mecanismo de operación por resorte libre de aceite y sin mantenimiento, un diseño sísmico clasificado en el Nivel 9 y una baja tasa de fugas de gas, la serie RHD logra una alta capacidad de interrupción de cortocircuito de 63 kA, evitando al mismo tiempo los riesgos de sincronización asociados con los sistemas de transmisión de múltiples enlaces. Esto proporciona una alta fiabilidad, una carga de trabajo de mantenimiento reducida y una solución bien equilibrada para el rendimiento del equipo y la mantenibilidad a largo plazo en el campo.
Editado de:Garca