Quins són els criteris per triar un interruptor de circuit elèctric?

Criteris per seleccionar interrumpidors elèctrics

Escollir l'interrumpidor elèctric correcte és crucial per assegurar el funcionament segur i fiable dels sistemes d'energia. En seleccionar un interrumpidor, s'han de considerar múltiples factors per assegurar-se que el seu rendiment compleixi els requisits específics de l'aplicació. A continuació es presenten els criteris principals per seleccionar un interrumpidor elèctric:

1. Tensió nominal

• Definició: La tensió nominal d'un interrumpidor és la tensió màxima a la qual pot operar de manera segura. Això normalment es classifica en interrumpidors de baixa tensió (BT), mitjana tensió (MT) i alta tensió (AT).

• Consideracions de selecció: La tensió nominal de l'interrumpidor ha de ser igual o superior a la tensió nominal del sistema. Si la tensió nominal de l'interrumpidor és inferior a la tensió del sistema, pot conduir a un fall de l'aïllament i augmentar el risc de falles.

2. Corrent nominal (In)

• Definició: El corrent nominal és el corrent màxim que un interrumpidor pot portar de manera contínua en condicions normals d'operació.

• Consideracions de selecció: El corrent nominal de l'interrumpidor hauria de basar-se en el corrent de treball contínu maxim del sistema. Normalment, el corrent nominal de l'interrumpidor hauria de ser lleugerament superior al corrent màxim de càrrega del sistema per proporcionar un marge de seguretat i prevenir sobrecàrregues.

3. Capacitat de ruptura de curcuit tancat (Icn)

• Definició: La capacitat de ruptura de circuit tancat és el corrent màxim que un interrumpidor pot interrompre de manera segura durant una falla de circuit tancat. Aquesta és una mesura crítica de la capacitat protectora de l'interrumpidor.

• Consideracions de selecció: La capacitat de ruptura de circuit tancat de l'interrumpidor ha de ser major o igual al corrent de circuit tancat esperat màxim en el sistema. El corrent de circuit tancat del sistema es pot determinar mitjançant càlculs de circuit tancat o utilitzant programari d'anàlisi de circuits tancats.

4. Voltatge de recuperació transitori (TRV)

• Definició: El voltatge de recuperació transitori fa referència al voltatge aplicat entre els contactes de l'interrumpidor després d'interrompre un corrent de falla. La velocitat d'increment i el valor màxim del TRV tenen un impacte significatiu en la capacitat de recuperació dielèctrica de l'interrumpidor.

• Consideracions de selecció: L'interrumpidor ha de poder resistir el voltatge de recuperació transitori màxim del sistema. Per a aplicacions amb TRV alt, com el commutació de càrregues inductives, s'hauria de triar un interrumpidor amb una ràpida recuperació dielèctrica, com un interrumpidor de buit.

5. Freqüència d'operació

• Definició: La freqüència d'operació fa referència al nombre de vegades que un interrumpidor pot realitzar operacions d'obertura i tancament en condicions normals d'operació. Les operacions freqüents poden accelerar l'usura i afectar la vida útil de l'interrumpidor.

• Consideracions de selecció: Per a aplicacions que requereixen operacions freqüents (com l'arranque de motors o la commutació de bancs de condensadors), s'hauria de seleccionar un interrumpidor amb una freqüència d'operació més alta. També es poden utilitzar dispositius addicionals com resistors de pre-inserció o circuits ammortitzadors per reduir l'estress operatiu.

6. Condicions ambientals

• Temperatura: El rang de temperatura d'operació de l'interrumpidor ha de ser compatible amb les condicions climàtiques del lloc d'instal·lació. Les temperatures extrems poden afectar el rendiment i la vida útil de l'interrumpidor.

• Humitat i gasos corrosius: En entorns humits o corrosius, s'hauria de triar un interrumpidor amb característiques de protecció contra l'humitat i la corrosió, o implementar mesures de protecció addicionals.

• Vibració i xoc: En entorns amb vibracions significatives (com plantes industrials o vehicles ferroviaris), s'hauria de seleccionar un interrumpidor amb disseny anti-vibració per assegurar la estabilitat i fiabilitat.

7. Característiques de protecció

• Corba de trip: La corba de trip d'un interrumpidor determina el temps de resposta a diferents nivells de corrent. Els tipus comuns inclouen termodinàmica-magnètica i electrònica. Les unitats de trip termodinàmica-magnètica són adequades per a la protecció contra sobrecàrregues i circuits tancats, mentre que les unitats de trip electròniques oferixen característiques de protecció més precises.

• Protecció selectiva: Per assegurar que les falles afectin només l'àrea mínima d'equips, els interrumpidors han de tenir capacitats de protecció selectiva. Configurant correctament les corbes de trip dels interrumpidors amont i aval, es poden localitzar i aïllar les falles amb precisió, prevenint apagades generalitzades.

8. Mètode d'instal·lació

• Fix vs. Tipus casset: Els interrumpidors fixos s'instal·len directament en quadros de distribució, mentre que els interrumpidors de tipus casset es poden mantenir i reemplaçar fàcilment mitjançant un mecanisme de casset. Els interrumpidors de tipus casset són més adequats per a aplicacions que requereixen manteniment o reemplaçament freqüent.

• Exterior vs. Interior: Els interrumpidors instal·lats a l'exterior necessiten tenir característiques a prova d'aigua i pols, mentre que els instal·lats a l'interior es poden dissenyar segons requisits ambientals específics.

9. Cost i manteniment

• Cost inicial: Diferents tipus d'interrumpidors (com ara de buit, SF6 i aire) varien en preu. En seleccionar un interrumpidor, és important equilibrar les restriccions de pressupost amb els requisits de rendiment per triar l'opció més econòmica.

• Cost de manteniment: Alguns interrumpidors requereixen manteniment regular (p. ex., els interrumpidors SF6 necessiten reemplaçament de gas), mentre que d'altres (com els de buit) són gairebé sense manteniment. Els costos de manteniment són un factor important en el procés de selecció.

10. Certificació i normes

• Normes internacionals: Els interrumpidors han de complir amb les normes internacionals rellevants, com l'IEC 60947 (per a quadres de baixa tensió i aparells de control) o l'IEC 62271 (per a quadres de mitjana i alta tensió). Aquestes normes asseguren la qualitat i seguretat del producte.

• Normes nacionals o regionals: Dependrà de les regulacions locals, els interrumpidors també han de complir amb normes de certificació nacionals o regionals, com les normes GB de Xina o la marca CE d'Europa.

11. Requisits d'aplicacions especials

• Sistemes CC: Per als sistemes CC, s'ha de prestar especial atenció a la selecció d'interrumpidors ja que extinguir un arc CC és més complicat que un arc CA. S'haurien de triar interrumpidors específicament dissenyats per a aplicacions CC.

• Sistemes d'energia renovable: En sistemes solars, eòlics i altres d'energia renovable, els interrumpidors han de adaptar-se a fonts d'energia fluctuants i oferir una resposta ràpida i alta fiabilitat.

• Aplicacions marítimes i aeroespacials: En entorns marítims i aeroespacials, els interrumpidors han de complir amb requisits ambientals específics, com la resistència a la vibració, al xoc i disseny lleuger.

Conclusió

Seleccionar l'interrumpidor elèctric adequat requereix una avaluació comprensiva de diversos factors, inclosos la tensió nominal, el corrent nominal, la capacitat de ruptura de circuit tancat, el voltatge de recuperació transitori, la freqüència d'operació, les condicions ambientals, les característiques de protecció, el mètode d'instal·lació, el cost i el manteniment, les normes de certificació i els requisits d'aplicacions especials. Amb una avaluació cuidadosa d'aquests criteris, es pot assegurar que l'interrumpidor seleccionat no només compleixi les necessitats actuals de l'aplicació, sinó que també ofereixi un funcionament estable a llarg termini, garantint la seguretat i fiabilitat del sistema d'energia.