Equipamento de alta tensão
O sistema de energia lida com tensão acima de 36kV, é referido como equipamento de comutação de alta tensão. Como o nível de tensão é alto, o arco produzido durante a operação de comutação também é muito alto. Portanto, cuidados especiais devem ser tomados durante o projeto do equipamento de comutação de alta tensão. O disjuntor de alta tensão é o componente principal do equipamento de comutação de alta tensão (ECA), portanto, o disjuntor de alta tensão (DC) deve ter características especiais para operação segura e confiável. As falhas de disparo e operações de comutação de alta tensão são muito raras. Na maioria das vezes, esses disjuntores permanecem em estado ligado e podem ser operados após um longo período de tempo. Portanto, os DCs devem ser suficientemente confiáveis para garantir a operação segura quando necessário. A tecnologia de disjuntores de alta tensão mudou radicalmente nos últimos 15 anos. Os disjuntores de óleo mínimo (DOM), disjuntores de ar comprimido e disjuntores SF6 são os mais utilizados para equipamentos de comutação de alta tensão.
O disjuntor a vácuo raramente é usado para esse propósito, pois até hoje a tecnologia a vácuo não é adequada para interromper correntes de curto-circuito de alta tensão. Existem dois tipos de disjuntores SF6, o disjuntor SF6 de pressão única e o disjuntor SF6 de duas pressões. O sistema de pressão única é o estado da arte para o sistema de equipamento de comutação de alta tensão, atualmente. Atualmente, o gás SF6 como meio de extinção do arco, tornou-se o mais popular para sistemas de energia elétrica de alta e extra-alta tensão. Embora o gás SF6 contribua para o efeito estufa. Ele tem 23 vezes mais impacto no efeito estufa do que o CO2. Portanto, a fuga de gás SF6 durante a vida útil do disjuntor deve ser evitada. Para minimizar a emissão de gás SF6, a mistura de gás N2 – SF6 e CF4 – SF6 pode ser usada no disjuntor no futuro, como substituto do SF6 puro. Sempre deve-se tomar cuidado para que nenhum gás SF6 escape para a atmosfera durante a manutenção do DC.
Por outro lado, o disjuntor SF6 tem a grande vantagem de baixa manutenção.
Os equipamentos de comutação de alta tensão são categorizados como,
Tipo Interno Isolado a Gás (GIS),
Tipo Externo Isolado a Ar.
Novamente, os disjuntores de ar isolado externo são classificados como,
Disjuntor de Tanque Morto
Disjuntor de Tanque Vivo
No disjuntor de tanque morto, o dispositivo de comutação (montagem de interrupções) está localizado, com suportes de isolador adequados, dentro de um ou mais recipientes metálicos de potencial de solo, preenchidos com meio isolante. No disjuntor de tanque vivo, o dispositivo de comutação (montagem de interrupções) está localizado em isuladores isolados, no potencial do sistema. Os disjuntores de tanque vivo são mais baratos e requerem menos espaço de montagem.
Existem principalmente três tipos de disjuntores, como dissemos anteriormente, usados no sistema de equipamento de comutação de alta tensão, ou seja, disjuntor de ar comprimido, disjuntor SF6, disjuntor de óleo e disjuntor a vácuo é raramente usado.
Disjuntor de Ar Comprimido
Neste design, uma rajada de ar comprimido de alta pressão é usada para extinguir o arco entre dois contatos separados, quando a ionização da coluna do arco é mínima na passagem pela corrente zero.
Disjuntor de Óleo
Isso é classificado ainda como disjuntor de óleo a granel (DOG) e disjuntor de óleo mínimo (DOM). No DOG, a unidade de interrupção é colocada dentro de um tanque de óleo de potencial de terra. Aqui, o óleo é usado como meio isolante e de interrupção. No DOM, por outro lado, a necessidade de óleo isolante pode ser minimizada colocando as unidades de interrupção em uma câmara isolante ao potencial vivo em uma coluna de isolador.
Disjuntor SF6
O gás SF6 é amplamente utilizado como meio de extinção de arcos em aplicações de alta tensão hoje. O gás hexafluoreto de enxofre é um gás altamente eletronegativo com excelentes propriedades dielétricas e de extinção de arcos. As altas propriedades dielétricas e isolantes do SF6, tornam possível projetar disjuntores de alta tensão com dimensões menores, menor distância de contato. A excelente propriedade isolante ajuda a projetar e construir equipamentos de comutação internos em sistemas de alta tensão.
Disjuntor a Vácuo
Em vácuo, não há ionização adicional entre dois contatos separados, após a corrente zero. O arco inicial causado por isso morrerá assim que a próxima passagem pelo zero, mas como não há provisão para ionização adicional uma vez que a corrente tenha cruzado seu primeiro zero, a extinção do arco é concluída. Embora o método de extinção de arco seja muito rápido no DVC, até agora não é uma solução adequada para equipamentos de comutação de alta tensão, pois o DVC feito para níveis de tensão muito altos não é econômico de forma alguma.
Características Essenciais do Disjuntor de Alta Tensão
As características essenciais a serem fornecidas no disjuntor de alta tensão, para garantir a operação segura e confiável dos disjuntores usados em equipamentos de comutação de alta tensão, devem ser capazes de serem operados com segurança para,
Falhas terminais.
Falhas em linha curta.
Corrente de magnetização de transformadores ou reatores.
Energização de linhas de transmissão longas.
Carga de bancos de capacitores.
Comutação fora de sequência de fase.
Falha Terminal
Geralmente, a carga conectada ao sistema de energia é de natureza indutiva. Devido a essa indutância, quando a corrente de curto-circuito é interrompida por um disjuntor, há uma chance de alta tensão de restrição de alta frequência na ordem de algumas centenas de Hz. Esta tensão tem duas partes
Tensão de recuperação transitória com oscilação de alta frequência imediatamente após a extinção do arco.
Após a diminuição desta oscilação de alta frequência, a tensão de recuperação de frequência de rede aparece nos contatos do DC.
