Interruptor de carga vs seccionador vs interruptor de circuito a vacío: Diferenzas clave e funcións

Que é un interruptor de carga?

Un interruptor de carga é un dispositivo de control equipado cun mecanismo simple de extinción de arcos, capaz de interromper e cerrar circuitos baixo carga. Pode interromper un certo nivel de corrente de carga e sobrecorrente, pero non pode interromper correntes de cortocircuito. Polo tanto, debe usarse en serie con un fusible de alta tensión, confiando no fusible para eliminar fallos de cortocircuito.

Funcións dun interruptor de carga:

• Función de interrupción e conexión: Debido á súa capacidade limitada de extinción de arcos, un interruptor de carga pode utilizarse para interrumpir e conectar correntes de carga e sobrecargas ata un múltiplo determinado (típicamente 3-4 veces). Tamén pode operar transformadores sen carga con capacidades que superan as permitidas para os separadores, liñas máis longas sen carga e, ás veces, grandes bancos de condensadores.

• Función de substitución: A combinación dun interruptor de carga e un fusible limitador de corrente en serie pode substituír un interruptor automático. O interruptor de carga maneixa a interrupción e conexión de sobrecargas menores, mentres que o fusible limitador de corrente maneixa as sobrecargas maiores e todas as correntes de cortocircuito.

• Dispositivo combinado: A montaxe integrado dun interruptor de carga e un fusible limitador de corrente en serie denomínase "Combinación Interruptor-Fusible" nos estándares nacionais. O fusible pode instalarse no lado de alimentación ou no lado de carga do interruptor. Cando a substitución do fusible é infrecuente, prefírese instalalo no lado de alimentación, permitindo que o interruptor de carga funcione como un separador, así isolando a tensión aplicada ao fusible limitador de corrente.

Que é un separador (isolador)?

Un separador é un dispositivo de control sen mecanismo de extinción de arcos. A súa función principal é isolar fuentes de enerxía para asegurar a mantemento seguro doutros equipos eléctricos; polo tanto, a operación baixo carga está estritamente prohibida. No entanto, baixo certas condicións, permítese conectar ou desconectar circuitos de baixa potencia. É un dos dispositivos máis ampliamente e frecuentemente utilizados na gama de equipo de manobra de alta tensión.

Funcións dun separador:

• Estabelecer un punto de aislamento seguro: Despois de abrir, crea un intervalo aislante fiábel, desconnectando claramente o equipo ou a liña en mantemento da fonte de enerxía, asegurando a seguridade das persoas e do equipo.

• Conmutación de circuitos: Para cambiar as conexións de circuitos segundo as necesidades operativas.

• Interrupción de pequenas correntes: Pode interrumpir pequenas correntes en circuitos, como as correntes de carga de manguitos, barras de distribución, conectores e cabos curtos; correntes capacitivas de condensadores de igualización de interruptores; correntes circulantes durante operacións de transferencia de dobre barra; e correntes de excitación de transformadores de tensión.

• Interrupción da corrente de magnetización dun transformador sen carga: Dependendo do tipo de estrutura, pode interrumpir a corrente de magnetización de transformadores sen carga ata unha certa capacidade.

Clasificación:

• Por localización de instalación: Pode dividirse en separadores de alta tensión exteriores e interiores.

• Tipo exterior: Diseñado para resistir condicións ambientais adversas como vento, chuvia, neve, contaminación, condensación, xeo e escarcha, adecuado para instalación ao aire libre.

• Por estrutura de poste aislante: Pode clasificarse como separadores de columna única, dobre columna e triple columna. O separador de columna única utiliza o espazo vertical directamente baixo as barras aéreas como aislamento eléctrico para a interrupción, ofrecendo vantaxes significativas: aforro de superficie, reducción de conductores de conexión e indicación visual clara do estado aberto/cerrado. Nos sistemas de transmisión de EHT, o efecto de aforro de espazo dos separadores de columna única nas subestacións é particularmente pronunciado.

Nota: Os separadores úsanse principalmente en equipos de baixa tensión, como os sistemas finais de distribución residencial e de edificios. A descrición que afirma que a súa función principal é "interrumpir e conectar liñas baixo carga" é incorrecta; a súa función principal é o aislamento da fonte de enerxía.

Que é un interruptor automático de vacío?

O interruptor automático de vacío debe o seu nome ao uso do alto vacío como medio de extinción de arcos e como medio aislante entre contactos despois da interrupción. Caracterízase por un tamaño compacto, peso leve, idoneidade para operacións frecuentes e interrupción de arcos sen mantemento, facéndo-o ampliamente utilizado en redes de distribución.

Os interruptores automáticos de vacío úsanse principalmente en instalacións de distribución interior para sistemas CA trifásicos de 3–10 kV, 50 Hz. Actúan como elementos de protección e control para equipos eléctricos en empresas industriais e mineras, centrais eléctricas e subestacións, especialmente adequados para aplicacións que requiren operación sen óleo, mínimo mantemento e operación frecuente. Poden instalarse en armarios de montaxe central, armarios de dúas bandejas ou armarios fixos como interruptores de control e protección para equipos eléctricos de alta tensión.

Principio de funcionamento dos interruptores automáticos de vacío

Cando os contactos móbil e fixo son abertos polo mecanismo de operación, forma-se un arco entre eles. As superficies de contacto vaporizan metal a alta temperatura. Debido á forma especial de contacto, a corrente xera un campo magnético que impulsa o arco rapidamente ao longo da dirección tangencial da superficie de contacto. Parte do vapor metálico condensa no escudo metálico (pantalla). Cando a corrente pasa naturalmente por cero, o arco se extingue, e a resistencia dieléctrica entre os contactos recupera rapidamente.

Funcións dos interruptores automáticos de vacío

Os interruptores automáticos proporcionan funcións de protección, incluíndo protecção contra sobrecarga, cortocircuito e baixa tensión, protexendo eficazmente os circuitos e as fuentes de enerxía.

Diferenzas entre interruptores de carga e separadores

• Capacidade de interrupción de corrente:

• Un separador carece de mecanismo de extinción de arcos e só pode interrumpir corrente sen carga, non podendo manexar corrente de carga ou de cortocircuito. A operación debe realizarse só cando o circuito está completamente desenerxizado e sen carga; a operación baixo carga está estritamente prohibida para evitar incidentes de seguridade.

• Un interruptor de carga ten un mecanismo de extinción de arcos, permitíndolle interrumpir correntes de carga nominal e sobrecargas ata un múltiplo determinado, pero aínda así non pode interrumpir correntes de cortocircuito.

• Presenza de mecanismo de extinción de arcos:

• Esta é a diferenza fundamental. Un mecanismo de extinción de arcos axuda nas operacións de apertura e pechado do interruptor e limita e extingue eficazmente os arcos, mellorando a seguridade da operación. Como consecuencia, a maioría dos dispositivos de conmutación (especialmente aqueles deseñados para interrumpir corrente) están equipados con mecanismos de extinción de arcos.

• Propósito funcional:

• Un separador úsase principalmente para estabelecer un punto de interrupción claro en circuitos de alta tensión, aislando seccións energizadas de seccións desenerxizadas para mantemento, asegurando a seguridade das persoas.

• Un interruptor de carga úsase en instalacións de alta tensión fixas para interrumpir correntes de fallo (sobrecargas) e correntes de operación nominal de equipos. Aínda que ambos úsanse en sistemas de alta tensión, os seus roles funcionais difiren.

Diferenzas entre interruptores de carga de alta tensión e interruptores automáticos de vacío

• Capacidade de interrupción: Un interruptor de carga de alta tensión pode interrumpir baixo carga e ten capacidade de autoextinción, pero a súa capacidade de interrupción é pequena e limitada.

• Diferenzas estructurais: Os separadores de alta tensión típicamente non poden interrumpir baixo carga e carecen de canal de arcos na súa estrutura (algúns separadores especialmente deseñados poden interrumpir pequenas cargas, pero a súa estrutura é relativamente simple).

• Función de aislamento: Tanto os interruptores de carga de alta tensión como os separadores de alta tensión poden crear un punto de interrupción visible, mentres que a maioría dos interruptores automáticos non teñen esta función (excepto algúns interruptores automáticos con capacidade de aislamento).

• Funcións de protección:

• Os separadores de alta tensión non teñen funcións de protección.

• A protección para os interruptores de carga de alta tensión típicamente depende de fusibles de alta tensión en serie, proporcionando só protección instantánea e contra sobrecorrente.

• Os interruptores automáticos de alta tensión (como os interruptores automáticos de vacío) poden deseñarse con capacidades de interrupción moi altas, protexidos principalmente por transformadores de corrente en conxunción con dispositivos de protección secundaria, ofertando múltiples funcións de protección, incluíndo cortocircuito, sobrecarga e fuga a terra.

• Posicionamento funcional: Un interruptor de carga de alta tensión funciona entre un interruptor automático de alta tensión e un separador de alta tensión. Utilízase frecuentemente en serie con un fusible de alta tensión para controlar transformadores de potencia. Pode interrumpir correntes de carga e sobrecargas, pero debido á súa incapacidade para interrumpir correntes de cortocircuito, debe depender de fusibles para a protección contra cortocircuitos.