Interruptor de Carga vs Desconector vs Interruptor de Circuito a Vácuo: Principais Diferenças e Funções
O que é um Disjuntor de Carga?
Um disjuntor de carga é um dispositivo de controle equipado com um mecanismo simples de extinção de arco, capaz de interromper e fechar circuitos sob carga. Pode interromper uma certa quantidade de corrente de carga e sobrecorrente, mas não pode interromper correntes de curto-circuito. Portanto, deve ser usado em série com um fusível de alta tensão, confiando no fusível para limpar falhas de curto-circuito.
Funções de um Disjuntor de Carga:
Função de Interrupção e Fechamento: Devido à sua capacidade limitada de extinção de arco, um disjuntor de carga pode ser usado para interromper e fechar correntes de carga e sobrecargas até um certo múltiplo (geralmente 3-4 vezes). Também pode operar transformadores desenergizados com capacidades superiores às permitidas para seccionadores, linhas desenergizadas mais longas e, às vezes, grandes bancos de capacitores.
Função de Substituição: A combinação de um disjuntor de carga e um fusível limitador de corrente em série pode substituir um disjuntor. O disjuntor de carga lida com a interrupção e fechamento de sobrecargas menores, enquanto o fusível limitador de corrente lida com sobrecargas maiores e todas as correntes de curto-circuito.
Dispositivo Combinado: A montagem integrada de um disjuntor de carga e um fusível limitador de corrente em série é denominada "Combinação Chave-Fusível" nos padrões nacionais. O fusível pode ser instalado no lado de alimentação ou no lado da carga do disjuntor. Quando a substituição do fusível é infrequente, a instalação no lado de alimentação é preferida, permitindo que o disjuntor de carga funcione como um isolador, isolando assim a tensão aplicada ao fusível limitador de corrente.
O que é um Seccionador (Isolador)?
Um seccionador é um dispositivo de controle sem mecanismo de extinção de arco. Sua função principal é isolar fontes de energia para garantir a manutenção segura de outros equipamentos elétricos; portanto, a operação sob carga é estritamente proibida. No entanto, em condições específicas, é permitido conectar ou desconectar circuitos de baixa potência. É um dos dispositivos mais amplamente e frequentemente utilizados em equipamentos de alta tensão.
Funções de um Seccionador:
Estabelecer um Ponto de Isolamento Seguro: Após aberto, cria um intervalo de isolamento confiável, claramente desconectando o equipamento ou linha em manutenção da fonte de alimentação, garantindo a segurança das pessoas e do equipamento.
Comutação de Circuitos: Para alternar as conexões de circuito de acordo com as necessidades operacionais.
Interrupção de Correntes Pequenas: Pode interromper pequenas correntes em circuitos, como correntes de carga de tubulações, barras, conectores e cabos curtos; correntes capacitivas de capacitores de equalização de chave; correntes circulantes durante operações de transferência de dupla barra; e correntes de excitação de transformadores de tensão.
Interrupção de Corrente de Magnetização de Transformador Desenergizado: Dependendo do tipo estrutural, pode interromper a corrente de magnetização de transformadores desenergizados até uma certa capacidade.
Classificação:
Por Local de Instalação: Pode ser dividido em seccionadores de alta tensão externos e internos.
Tipo Externo: Projetado para suportar condições ambientais adversas, como vento, chuva, neve, poluição, condensação, gelo e geada intensa, adequado para instalação ao ar livre.
Pelo Tipo de Estrutura de Poste de Isolamento: Pode ser classificado como seccionadores de coluna única, dupla e tripla. O seccionador de coluna única usa o espaço vertical diretamente abaixo das barras aéreas como o isolamento elétrico para a interrupção, oferecendo vantagens significativas: economia de área, redução de condutores de conexão e indicação visual clara do estado aberto/fechado. Em sistemas de transmissão EHT, o efeito de economia de espaço dos seccionadores de coluna única em subestações é particularmente pronunciado.
Nota: Os seccionadores são principalmente usados em equipamentos de baixa tensão, como sistemas de distribuição final residencial e de edifícios de baixa tensão. A descrição que afirma que sua função principal é "interrupção e fechamento de linhas sob carga" está incorreta; sua função principal é a isolamento da fonte de alimentação.
O que é um Disjuntor a Vácuo?
Um disjuntor a vácuo recebe seu nome por usar alto vácuo tanto como meio de extinção de arco quanto como meio de isolamento entre contatos após a interrupção. Caracteriza-se por ter tamanho compacto, peso leve, adequação para operações frequentes e interrupção de arco sem manutenção, tornando-o amplamente utilizado em redes de distribuição.
Disjuntores a vácuo são principalmente usados em instalações de distribuição internas para sistemas CA trifásicos de 3-10 kV, 50 Hz. Servem como elementos de proteção e controle para equipamentos elétricos em empresas industriais e mineiras, usinas de geração e subestações, especialmente adequados para aplicações que requerem operação sem óleo, manutenção mínima e operações frequentes. Podem ser instalados em quadros de médio montante, gabinetes de dois andares ou gabinetes fixos como chaves de controle e proteção para equipamentos elétricos de alta tensão.
Princípio de Funcionamento dos Disjuntores a Vácuo
Quando os contatos móvel e fixo são abertos pelo mecanismo de operação, forma-se um arco entre eles. As superfícies dos contatos vaporizam metal sob alta temperatura. Devido à forma especial dos contatos, a corrente gera um campo magnético que impulsiona o arco rapidamente na direção tangencial da superfície do contato. Parte do vapor de metal condensa no escudo metálico (tela). Quando a corrente passa naturalmente por zero, o arco se extingue e a resistência dielétrica entre os contatos recupera-se rapidamente.
Função dos Disjuntores a Vácuo
Os disjuntores fornecem funções de proteção, incluindo proteção contra sobrecarga, curto-circuito e sub-tensão, efetivamente protegendo circuitos e fontes de alimentação.
Diferenças Entre Disjuntores de Carga e Seccionadores
Capacidade de Interrupção de Corrente:
Um seccionador não possui mecanismo de extinção de arco e só pode interromper corrente de carga nula, incapaz de lidar com corrente de carga ou curto-circuito. A operação deve ser realizada apenas quando o circuito estiver completamente desenergizado e desligado; a operação sob carga é estritamente proibida para evitar incidentes de segurança.
Um disjuntor de carga possui um mecanismo de extinção de arco, permitindo que ele interrompa correntes de carga nominal e sobrecargas até um certo múltiplo, mas ainda não pode interromper correntes de curto-circuito.
Presença de Mecanismo de Extinção de Arco:
Esta é a diferença fundamental. Um mecanismo de extinção de arco auxilia nas operações de abertura e fechamento do disjuntor e limita e extingue eficazmente os arcos, aumentando a segurança operacional. Consequentemente, a maioria dos dispositivos de comutação (especialmente aqueles projetados para interromper corrente) é equipada com mecanismos de extinção de arco.
Finalidade Funcional:
Um seccionador é principalmente usado para estabelecer um ponto de interrupção claro em circuitos de alta tensão, isolando seções energizadas de seções desenergizadas para manutenção, garantindo a segurança das pessoas.
Um disjuntor de carga é usado em instalações fixas de alta tensão para interromper correntes de falha (sobrecargas) e correntes de operação nominal de equipamentos. Embora ambos sejam usados em sistemas de alta tensão, seus papéis funcionais diferem.
Diferenças Entre Disjuntores de Carga de Alta Tensão e Disjuntores a Vácuo
Capacidade de Interrupção: Um disjuntor de carga de alta tensão pode interromper sob carga e tem capacidade de auto-extinção, mas sua capacidade de interrupção é pequena e limitada.
Diferenças Estruturais: Os seccionadores de alta tensão geralmente não podem interromper sob carga e não possuem canal de arco em sua estrutura (alguns seccionadores especialmente projetados podem interromper pequenas cargas, mas sua estrutura é relativamente simples).
Função de Isolamento: Tanto os disjuntores de carga de alta tensão quanto os seccionadores de alta tensão podem criar um ponto de interrupção visível, enquanto a maioria dos disjuntores não tem essa função (exceto alguns disjuntores com capacidade de isolamento).
Funções de Proteção:
Os seccionadores de alta tensão não têm funções de proteção.
A proteção para disjuntores de carga de alta tensão geralmente depende de fusíveis de alta tensão em série, fornecendo apenas proteção instantânea e de sobrecorrente.
Disjuntores de alta tensão (como disjuntores a vácuo) podem ser projetados com capacidades de interrupção muito altas, principalmente protegidos por transformadores de corrente em conjunto com dispositivos de proteção secundários, oferecendo múltiplas funções de proteção, incluindo proteção contra curto-circuito, sobrecarga e fuga a terra.
Posicionamento Funcional: Um disjuntor de carga de alta tensão funciona entre um disjuntor de alta tensão e um seccionador de alta tensão. É frequentemente usado em série com um fusível de alta tensão para controlar transformadores de potência. Pode interromper correntes de carga e sobrecargas, mas devido à sua incapacidade de interromper correntes de curto-circuito, deve depender de fusíveis para proteção contra curto-circuito.
