Interruptor de circuit a mà vacu: Funcionament i manteniment

Protecció contra sobretensions

Els interruptors de circuit de buit posseeixen un excel·lent rendiment en la interrupció de corrent. No obstant això, quan s'interrompen càrregues inductives, el canvi ràpid de corrent pot generar altes sobretensions a través de l'inductància, el que requereix atenció.

En commutar motors de petita capacitat, les corrents d'arrancada són relativament altes; s'haurien de prendre mesures per reduir la corrent d'entrada.

Per als transformadors, la necessitat de protecció varia amb el disseny. Els transformadors immergits en oli tenen una gran capacitat de resistència a tensions d'impuls i una capacitance estranya gran, generalment no calen dispositius de protecció addicionals. Tanmateix, per als transformadors secos amb nivells de resistència a impuls més baixos o els transformadors de forn assolits per commutacions freqüents i corrents retardades, es recomana utilitzar mesures de protecció com arresters d'oxides metàl·lics, capacitance de cablal distribuïda o capacitores paral·lels addicionals.

Per als interruptors de circuit de buit utilitzats en la protecció de línees, la llargada de la línia proporciona suficient capacitance estranya, i diversos dispositius connectats ajuden a suprimir les altes sobretensions de reinici. Així, generalment no són necessàries mesures de protecció especials.

Per als bancs de capacitores, els ensayos de camp mostren que les sobretensions durant les operacions de tancament generalment no superen el doble de la tensió del sistema. A la Xina, els capacitores paral·lels s'utilitzen típicament a tensions inferiors a 60 kV, on els nivells d'aislament dels equips són suficients per suportar aquestes sobretensions sense danys. No obstant això, els interruptors de circuit de buit amb un rendiment mecànic deficient poden presentar vibracions prolongades del contacte durant l'operació, generant altes sobretensions—fenòmens observats en ensayos tant domèstics com internacionals i que per tant requereixen atenció.

Control estricto de les velocitats de tancament i apertura

Si la velocitat de tancament d'un interruptor de circuit de buit és massa baixa, el temps de pre-arc augmenta, accelerant l'esgarrapada dels contactes. A més, ja que els interruptors de buit solen utilitzar soldadura de cobre i processos de degassificació a alta temperatura, la seva resistència mecànica és relativament baixa i són sensibles a les vibracions. Velocitats de tancament excessivament altes poden causar un impacte mecànic significatiu, imposant forces fortes a les campanes i reduint-ne la vida útil. Típicament, la velocitat de tancament dels interruptors de circuit de buit es troba en el rang de 0,6 a 2 m/s, amb un valor òptim que depèn del disseny específic.

Durant la interrupció, el temps d'arc és molt curt—normalment inferior a 1,5 meves de la freqüència de la xarxa. Per assegurar una resistència dielèctrica suficient al primer zero de corrent, generalment es requereix que el desplaçament del contacte arribi al 50%–80% del recorregut total en la primera meva. Per tant, la velocitat d'apertura ha de ser controlada estrictament.

A més, tant els ammortitzadors de tancament com els d'apertura haurien de tenir bones característiques de rendiment per minimitzar l'impacte mecànic durant l'operació, ampliant així la vida útil de l'interruptor de buit.

Control estricto del desplaçament del contacte

És incorrecte assumir que un major espai entre contactes beneficia l'extinció de l'arc i incrementar arbitràriament el desplaçament del contacte. Els interruptors de circuit de buit tenen recorreguts de contacte relativament curts. Per tensions nominals de 10–15 kV, el recorregut típic del contacte és només de 8–12 mm, amb un sobre-desplaçament de 2–3 mm. Incrementar excesivament el desplaçament del contacte pot imposar una pressió excessiva a les campanes després del tancament, potencialment danant-les i comprometent el segell de buit de l'interruptor.

Control estricto de la corrent de càrrega

Els interruptors de circuit de buit tenen una capacitat de sobrecàrrega limitada. Degut al buit entre els contactes i la carcassa que actua com a aïllant tèrmic, el calor dels contactes i les barres conductores es dissipa principalment a través de la conducció a través de la barra. Per assegurar que la temperatura de funcionament romang dins dels límits permessos, la corrent de treball ha de ser controlada estrictament i mantenida per sota del valor nominal.

Tests d'acceptació rigorosos abans de la puesta en servicio

Encara que els interruptors de circuit de buit són testats exhaustivament abans de la expedició de fabrica, després del transport i de la instal·lació a lloc, els paràmetres clau han de ser re-mesurats i verificats per detectar qualsevol canvi degut a la manipulació o desallineació entre l'interruptor i el mecanisme d'operació. Els paràmetres clau a verificar inclouen:

• Rebot de tancament

• Sincronització d'apertura

• Espai entre contactes (distància d'apertura)

• Recorregut de compressió

• Velocitats de tancament i apertura

• Temps de tancament i apertura

• Resistència de contacte en corrent contínua

• Nivell d'aislament de l'interruptor

• Tests d'operació mecànica

Tots els resultats han de complir amb les especificacions tècniques del fabricant abans que l'interruptor es posi en servei.

Intervals de manteniment dels interruptors de circuit de buit

Els intervals de manteniment haurien de seguir les regulacions establertes i ajustar-se basant-se en les condicions d'operació real. És un error assumir que els interruptors de circuit de buit no necessiten manteniment. Les directrius específiques inclouen:

• Realitzar tests de resistència a la tensió de la freqüència de la xarxa entre els pols de l'interruptor durant el manteniment preventiu estacional o anual per avaluar la integritat del buit.

• Després de 2.000 cicles normals d'operació (tancament/apertura de la corrent de càrrega) o 10 interrupcions de la corrent de curt-circuit nominal, inspeccionar tots els tornills per a detectar alliberaments. El manteniment hauria de seguir les instruccions del fabricant. Si tots els paràmetres romanen dins dels límits acceptables, l'interruptor pot continuar en servei.

• Si un interruptor de circuit de buit ha estat fora de servei o en emmagatzematge durant 20 anys, el nivell de buit hauria de ser testat utilitzant el mètode especificat per a l'interruptor de buit. Si el buit no compleix els requisits, l'interruptor ha de ser reemplaçat.

Interruptor de buit

L'interruptor de buit és el component central d'un interruptor de circuit de buit. Utilitza envoltories de vidre o ceràmica per a suport estructural i hermeticitat, contenint contactes mòbils i estacionaris juntament amb un escut. L'interior està sota alt buit, normalment 1,33 × 10⁻⁵ a 1 Pa, assegurant un rendiment fiable d'interrupció d'arc i aïllament.

Un cop el nivell de buit es degrada, la capacitat d'interrupció es deteriora significativament. Per tant, l'interruptor de buit ha de estar protegit de qualsevol impacte extern—no s'ha de fer cap colp, taquet o aplicar força durant la manipulació o manteniment. Mai s'han de posar objectes a sobre de l'interruptor de circuit per evitar impacts accidentals.

Els fabricants realitzen estrictes comprovacions de paral·lelisme i assemblatges precisos abans de la entrega. Durant el manteniment, tots els tornills de muntatge de l'interruptor han de ser apretats uniformement per assegurar una distribució uniforme de les tensions i evitar danys.