Guia de Tipos de Disjuntores de Alta Tensão e Falhas

Interruptores de Alta Tensão: Classificação e Diagnóstico de Falhas

Os interruptores de alta tensão são dispositivos de proteção críticos em sistemas de energia. Eles interrompem rapidamente a corrente quando ocorre uma falha, prevenindo danos ao equipamento por sobrecargas ou curtos-circuitos. No entanto, devido à operação de longo prazo e outros fatores, os interruptores podem desenvolver falhas que requerem diagnóstico e solução de problemas oportunos.

I. Classificação dos Interruptores de Alta Tensão

1. Por Local de Instalação:

• Tipo Interno: Instalado em salas de equipamentos fechadas.

• Tipo Externo: Projetado para instalação externa, com invólucros resistentes às intempéries.

2. Por Meio Extintor de Arco:

• Interruptor a Óleo
  Utiliza óleo isolante como meio extintor de arco.

• Interruptor a Óleo em Massa (Multi-óleo): O óleo serve tanto como meio extintor de arco quanto como isolamento entre as partes vivas e o invólucro aterrado.

• Interruptor a Óleo Mínimo (Menos-óleo): O óleo é usado apenas para extinção do arco e isolamento dos contatos; o isolamento externo (por exemplo, porcelana) isola as partes vivas do solo.

• Interruptor a Vácuo: Extinção de arcos em um ambiente de alto vácuo, aproveitando a alta resistência dielétrica do vácuo. Amplamente utilizado em aplicações de média tensão devido à longa vida útil e baixa manutenção.

• Interruptor a Gás Sulfur Hexafluoride (SF₆): Utiliza gás SF₆ - conhecido por suas excelentes propriedades de extinção de arco e isolamento - como meio de interrupção. Dominante em sistemas de transmissão de alta tensão por confiabilidade e design compacto.

• Interruptor a Ar Comprimido: Emprega ar comprimido para extinguir o arco e fornecer isolamento pós-interrupção. Menos comum hoje devido à complexidade e necessidades de manutenção.

• Interruptor de Sopro Magnético: Utiliza força eletromagnética para impulsionar o arco em ranhuras estreitas onde ele se resfria e desioniza. Geralmente usado em aplicações DC ou AC especializadas.

II. Falhas Comuns e Solução de Problemas dos Interruptores de Alta Tensão

1. Falha na Fechada (Recusa em Fechar)

Isso pode decorrer de problemas mecânicos, falhas no circuito de controle ou erros operacionais. Verifique tanto os circuitos elétricos de controle quanto os componentes mecânicos.

Falhas elétricas incluem:

(1) Luz indicadora não funciona ou anormal

• Verifique se a tensão da alimentação de controle corresponde ao valor nominal.

• Se a luz vermelha não acender quando o interruptor estiver na posição "fechado", prováveis causas: circuito de fechamento aberto ou fusível fundido.

• Se a luz verde (posição de tripa) se apagar, mas a luz vermelha (posição de fechado) não acender, verifique a integridade da lâmpada vermelha.

• Se a luz verde se apagar e se acender novamente: possível baixa tensão ou falha mecânica no mecanismo de operação.

• Se a luz vermelha piscar brevemente, depois se apagar e a luz verde piscar: o interruptor fechou momentaneamente, mas não travou - provável falha mecânica ou tensão de controle excessivamente alta causando falha de impacto.

(2) Contator de fechamento não opera

• Se a luz verde estiver apagada: verifique os fusíveis da barra de controle (positivo/negativo).

• Se a luz verde estiver acesa: use um teste de caneta ou multímetro para inspecionar o interruptor de controle, o relé anti-pumping, contatos auxiliares e verifique se há circuito aberto no bobina ou quebra de fiação secundária.

(3) Contator de fechamento opera, mas o interruptor não se move

• Possíveis causas: contato do contator ruim, obstrução do canal do arco, bobina de fechamento aberta ou fusível AC fundido no retificador de fechamento.

(4) Contator de fechamento opera, o interruptor se move, mas não fecha completamente
Possíveis razões:

• Falha mecânica no mecanismo de operação

• Baixa tensão da barra DC

• Mistura de fiação secundária acionando acidentalmente o circuito de tripa

• Operação inadequada (por exemplo, operador liberando o interruptor de controle muito cedo)

2. Falha na Tripa (Recusa em Tripar)

Mais perigosa do que a falha na fechada, pois pode levar ao disparo do interruptor upstream (disparo em cascata), expandindo o escopo da interrupção.

(1) Causas da tripa elétrica falhada

• Luz vermelha não acesa: indica circuito de tripa aberto.

• Verifique: integridade da lâmpada, fusível, contatos do interruptor de controle, contatos auxiliares do interruptor.

• Verifique: bobina do relé anti-pumping, continuidade do circuito de tripa.

• Bobina de tripa opera fracamente: pode ser devido a tensão de pickup da bobina alta, tensão de operação baixa, êmbolo de tripa preso ou falha na bobina.

• Êmbolo de tripa se move, mas o interruptor não tripa: provável bloqueio mecânico ou pino de conexão de acionamento solto.

(2) Manejo da recusa em tripar

• Tripa manual falha: Relate imediatamente ao despacho.

• Se houver interruptor bypass disponível: transfira a carga para o bypass, abra os disjuntores laterais do interruptor defeituoso, então tripe o interruptor bypass para desenergizar o circuito.

• Interruptor upstream tripado devido a falha em cascata:

• Com a energia desligada, abra os disjuntores de ambos os lados do interruptor defeituoso.

• Abra manualmente todos os alimentadores na barramento afetado.

• Relate ao despacho para restauração do sistema.

3. Abertura ou Fechada Inadvertida (Falsa Operação)

(1) Tripa Inadvertida (Falso Trip)
Ocorre quando o interruptor tripula sem ativação de proteção ou ação do operador. Possíveis causas:

• Dois pontos de aterramento DC no circuito de controle - verifique e elimine a falha de aterramento antes de recolocar.

• Mecanismo de intertravamento defeituoso - isole o interruptor (abrir o disjuntor do lado da fonte) e teste uma vez a fechada.

• Se houver evidências de falha interna, apesar de nenhuma ativação do relé, investigue conforme necessário.

(2) Fechada Inadvertida (Falso Fechado)
Um interruptor desenergizado se fecha sem comando. Causas:

• Dois pontos de aterramento DC energizando o circuito de fechamento.

• Contato do relé de recolocação automática preso.

• Tensão de pickup baixa + resistência de bobina alta, causando falsa fechada durante pulsos transitórios de DC.

4. Superaquecimento do Interruptor

Principais sintomas: tanque superaquecido (especialmente em interruptores de óleo mínimo), estrutura aquecida.

• Causa: Contato ruim ou oxidação nas partes condutivas.

• Riscos: Dano ao isolamento, rachadura de porcelana, fumaça, jato de óleo ou até explosão.

• Ação: Reforçar as patrulhas, detectar precocemente e agir prontamente.

5. Outras Falhas Comuns

(1) Incêndio no Interruptor a Óleo
Incêndio pode resultar de isolantes sujos ou úmidos causando flashover para terra, ou arco interno.

• Se o incêndio acabou de começar: Imediatamente tripe o interruptor remotamente.

• Se o incêndio for grave: Use o interruptor upstream para isolar o circuito, então abra os disjuntores de ambos os lados para isolar completamente a unidade. Extinga com extintor de incêndio a seco (por exemplo, CO₂ ou pó).

(2) Bobina de Tripa/Fechada Fumegando
As bobinas de tripa/fechada são projetadas para operação de curta duração. A energização prolongada causa superaquecimento e queima.

• Ação: Relate imediatamente ao despacho e solicite substituição.

• Se o fusível de fechada fundir durante a operação, substitua apenas com a classificação especificada - nunca use fusível de tamanho maior para evitar danos à bobina.

(3) Necessidade de Tripa Manual de Emergência
Tire imediatamente o interruptor a óleo de serviço se qualquer um dos seguintes ocorrer:

• Rachadura severa de isolante de porcelana, flashover ou explosão

• Derretimento ou desconexão de partes condutoras

• Barulho forte de arco interno

• Deficiência séria de óleo

Resumo

Este guia fornece uma visão geral abrangente dos tipos de interruptores de alta tensão, falhas operacionais comuns e ações corretivas. A classificação adequada, inspeção regular e solução de problemas oportuna são essenciais para garantir a confiabilidade do sistema, a segurança das pessoas e a longevidade do equipamento.