Aparatge d'alta tensió

El sistema elèctric tracta amb tensió superior als 36 kV, es coneix com a equips de commutació d'alta tensió. Com que el nivell de tensió és alt, l'arc produït durant les operacions de commutació també ho és. Per tant, s'ha de prestar especial atenció al disseny dels equips de commutació d'alta tensió. El interruptor de circuit d'alta tensió, és el component principal dels equips de commutació d'alta tensió (HV), per tant, l'interruptor de circuit d'alta tensió (IC) hauria de tenir característiques especials per una operació segura i fiable. Les operacions de desconnexió i commutació defectuoses en circuits d'alta tensió són molt rares. La major part del temps, aquests interruptors de circuit estan en la posició ON, i poden ser operats després d'un llarg període de temps. Per tant, els IC han de ser suficientment fiables per assegurar una operació segura quan calgui. La tecnologia dels interruptors de circuit d'alta tensió ha canviat radicalment en els últims 15 anys. Interruptor de circuit amb mínim d'oli (ICMO), interruptor de circuit d'aire comprimit i interruptor de circuit SF6 són els més utilitzats en equips de commutació d'alta tensió.

L'interruptor de circuit a buit rarament s'utilitza per a aquest propòsit, ja que fins ara la tecnologia del buit no és adequada per interrompre corrents de curtcircuit d'alta tensió. Hi ha dos tipus d'interruptor de circuit SF6, l'interruptor de circuit SF6 de pressió única i l'interruptor de circuit SF6 de doble pressió. El sistema de pressió única és l'estat de l'art per al sistema d'equips de commutació d'alta tensió, en el moment actual. Avui en dia, el gas SF6 com a mitjà d'extinció de l'arc, ha esdevingut el més popular per a sistemes elèctrics d'alta i ultra-alta tensió. Tot i això, el gas SF6 contribueix a l'efecte hivernacle. Té un impacte 23 vegades més fort en l'efecte hivernacle que el CO2. Per tant, s'ha de prevenir la fugida de gas SF6 durant la vida útil de l'interruptor de circuit. Per minimitzar l'emissió de gas SF6, es pot utilitzar una barreja de N2 – SF6 i CF4 – SF6 en l'interruptor de circuit en el futur, com a substitut del gas SF6 pur. S'ha de tenir cura que cap gas SF6 surti a l'atmosfera durant la mantenedora del CB.

D'altra banda, l'interruptor de circuit SF6 té la gran avantatge de necessitar poca manteniment.
Els equips de commutació d'alta tensió es categoritzen com,

1. Isolat amb gas interior (GIS),

2. Isolat amb aire exterior.

De nou, els interruptors de circuit isolats amb aire exteriors es classifiquen com,

1. Interruptor de circuit de tanca morta

2. Interruptor de circuit de tanca viva

En el interruptor de circuit de tanca morta, el dispositiu de commutació (conjunt d'interruptors) es troba, amb suports aïllants adequats dins un o diversos recipients metàl·lics de potencial de terra, omplits amb un medi aïllant. En el interruptor de circuit de tanca viva, el dispositiu de commutació (conjunt d'interruptors) es troba en aïllaments aïllants, al potencial del sistema. Els interruptors de circuit de tanca viva són més econòmics i requereixen menys espai de muntatge.

Hi ha principalment tres tipus d'interruptor de circuit, com hem dit abans, utilitzats en el sistema d'equips de commutació d'alta tensió, és a dir, interruptor de circuit d'aire comprimit, interruptor de circuit SF6, interruptor de circuit d'oli i interruptor de circuit a buit, que rarament s'utilitza.

Interruptor de circuit d'aire comprimit

En aquest disseny, es fa servir una rajola d'aire comprimit de alta pressió per extingir l'arc entre dos contactes separats, quan la ionització de la columna d'arc és mínima a la corrent zero.

Interruptor de circuit d'oli

Aquest es classifica com interruptor de circuit d'oli massiu (ICOM) i interruptor de circuit d'oli mínim (ICM). En l'ICOM, la unitat d'interrupció es col·loca dins un dipòsit d'oli de potencial de terra. Aquí, l'oli s'utilitza com a medi aïllant i d'interrupció. En l'ICM, en canvi, la necessitat d'oli aïllant es pot minimitzar col·locant les unitats d'interrupció en una cambra aïllant al potencial viva sobre una columna d'aïllament.

Interruptor de circuit SF6

El gas SF6 es fa servir ampliament com a mitjà d'extinció d'arc en aplicacions d'alta tensió avui en dia. El gas hexafluorurat de sòfrega és un gas altament electronegatiu amb excel·lents propietats dielèctriques i d'extinció d'arc. Les altes propietats dielèctriques i aïllants del SF6, fan possible dissenyar interruptors de circuit d'alta tensió amb dimensions totals més petites i distàncies de contacte més curtes. L'excel·lent propietat aïllant ajuda a dissenyar i construir equips de commutació interiors en sistemes d'alta tensió.

Interruptor de circuit a buit

En un buit, no hi ha més ionització entre dos contactes separats que porten corrent, després de la corrent zero. L'arc inicial causat per això morirà tan aviat com la següent creu zero, però com no hi ha disposició per a més ionització una vegada la corrent hagi superat el seu primer zero, l'extinció de l'arc es completa. Tot i que el mètode d'extinció de l'arc és molt ràpid en l'ICB, encara no és una solució adequada per a l'equip de commutació d'alta tensió, ja que l'ICB fet per a nivells molt alts de tensió no és econòmic gairebé.

Característiques essencials de l'interruptor de circuit d'alta tensió

Les característiques essencials que s'han de proporcionar en l'interruptor de circuit d'alta tensió, per assegurar una operació segura i fiable, els interruptors utilitzats en equips de commutació d'alta tensió, han de ser capaces d'operar-se de manera segura per,

1. Faults terminals.

2. Faults de línia curta.

3. Transformador o reactors corrent de magnetització.

4. Energització de línia de transmissió llarga.

5. Càrrega de banc de condensadors.

6. Commutació fora de fase.

Falla terminal