Protección contra arcos eléctricos | -Tecnoloxía activa de eliminación de arcos

Un arco eléctrico é un dos incidentes industriais máis destrutivos que podes atopar. En canto un instante, o teu equipo de conmutación pode quedar destruído, os equipos downstream gravemente danados, as operacións paradas durante días ou semanas, e o persoal seriamente ferido ou incluso morto.

En certas instalacións ou aplicacións, o risco potencial de arco eléctrico é moi baixo; pode usarse conmutación convencional (sen protección contra arcos) con mínimo risco. No entanto, na maioría das aplicacións, ten moito máis sentido confiar en equipos que incorporan características deseñadas para mitigar os perigos de arco eléctrico—proporcionando un prudente "seguro" contra as consecuencias catastróficas dun incidente de arco.

O potencial de destrución é inmenso. A enerxía liberada durante un arco eléctrico en conmutadores de 11kV é equivalente á enerxía necesaria para lanzar seis transbordadores espaciais. As temperaturas poden chegar ata 20.000°C—cinco veces máis caluroso que a superficie do sol—capaz de vaporizar metal.

Os fallos por arco poden ser raros, pero representan o tipo de fallo máis severo que pode ocorrer nun sistema de conmutación. As posibles causas son variadas, incluíndo erro humano (o máis común), fallo técnico/equipo, e factores ambientais.

Podes escoller entre varios métodos para reducir o risco de dano e lesión por arco eléctrico. Describense abaixo tres dos máis comúns.

Protección Pasiva Interna Contra Arcos

Coa protección pasiva interna contra arcos, un fallo por arco interrompe despois de producirse mediante reles protexentes convencionais. O tempo medio entre a iniciación do arco e o disparo do rele xira entre 100 e 1.000 milisegundos (ms)—literalmente no canto dunha pestaneada, que normalmente se mide entre 100 e 400 ms.

Aínda que esta duración é extremadamente breve, o evento de arco case seguramente causará suficiente dano como para requireir a reparación ou substitución de partes do conmutador. Os procesos de producción dependentes do conmutador tamén poden sufrir unha interrupción grave.

Os conmutadores con protección pasiva interna contra arcos incorporan un tipo de sistema de conductos que proporciona unha "ruta de escape" para gases de alta presión, alta temperatura e potencialmente tóxicos. Algúns conmutadores inclúen un conducto que leva a un área externa. Esta solución adoita usarse en salas de conmutadores máis pequenas. Se o conmutador está situado nunha sala maior ou afastado das paredes exteriores, os conductos poden ventilar na sala onde está instalado o conmutador.

Ambas estratexias de ventilación reducen ou eliminan a expulsión de gases de arco desde a parte frontal do conmutador, axudando a minimizar o posible dano. Tamén axudan a dissipar a presión explosiva, reducindo o dano interno ao conmutador.

Interrupción Activa Interna de Arcos

Nos conmutadores equipados con interrupción activa interna de arcos, o circuito de protección funciona de forma independente do rele protexente. O tempo típico de interrupción de arco é aproximadamente 60-80 ms, que é a suma do tempo necesario para detectar o arco, iniciar o disxuntor e completar a operación do disxuntor.

A tecnoloxía de detección envía unha sinal ao disxuntor upstream para interrumpir o circuito, detectando o arco moi rapidamente. Dous métodos comúns de detección de arcos son dispositivos de detección de corrente e/o sensores ópticos de luz que "ven" o flash. O tempo de resposta é máis rápido que a protección pasiva interna contra arcos, pero aínda así insuficiente para prevenir un dano e lesión potencialmente significativos.

É ben coñecido que os disxuntores accionados por molas poden aumentar o seu tempo de disparo a medida que envellecen, resultando en tempos de extinción de arco máis longos. Tempos de disparo máis longos están directamente ligados a un aumento do dano por arco eléctrico. Este non é un problema cos disxuntores magnéticos, que non se ralen co paso do tempo.

Eliminación Activa de Arcos

Os dous métodos anteriores axudan a reducir o dano e a lesión potenciais causados polos arcos, pero é importante notar que ambos son reactivos—responden só despois de que ocorre un arco. O terceiro método, a eliminación activa de arcos, está deseñado para responder tan rapidamente que case pode eliminar completamente o arco.

Técnicamente, como nos métodos anteriores, tamén reacciona a un arco unha vez que ocorre, pero a súa resposta é tan rápida que o dano ao conmutador xeralmente é mínimo, e o risco de lesión ao persoal é insignificante ou inexistente. Logra unha resposta significativamente máis rápida—xeralmente menos de 1,5 ms e nunca superando os 4 ms. En lugar de disparar o disxuntor upstream, usa un Interruptor de Tierra Ultra Rápido (UFES) para iniciar un curto-circuito a terra trifásico cando ocorre un fallo por arco.

O UFES, combinado con unha detección de fallos rápida e fiable a través de diversos métodos de detección, axuda a asegurar que un fallo por arco sexa extinguido case inmediatamente despois de ocorrer. Isto resulta nunha redución dramática do calor e da presión. A reposición do conmutador xeralmente require só limpar o interior e substituír os elementos de conmutación primarios—todo iso pode completarse normalmente en poucas horas.

Resumo

Se se produce un incendio na túa casa, ter un sistema de detección e alarma que alerte inmediatamente aos bombeiros, tráilos en minutos, é tranquilizador. Pero aínda máis tranquilizador sería un sistema que impidise que o incendio comezase. Isto é análogo a como a eliminación activa de arcos se distingue doutros métodos de xestión de fallos por arcos.

A eliminación activa de arcos é arguibelmente o método máis eficaz para reducir os perigos de arco eléctrico, aínda que supón un custo ligeramente superior comparado con outros métodos de protección. Para conmutadores que carezan de algún deseño de protección contra arcos, a eliminación activa de arcos representa unha inversión relativamente pequena en relación co valor do conmutador que protexe. Ao avaliar o coste-beneficio, tamén é importante considerar os custos adicionais que resultan das interrupcións de produción ou proceso despois dun evento de arco.

Para axudar a proporcionar o nivel máis alto de protección para o teu persoal e conmutadores, e para minimizar o risco de interrupción operativa, a eliminación activa de arcos a través dun interruptor de tierra ultra rápido é a elección correcta para o teu conmutador.