Diferenzas clave: interruptores de vacío IEEE vs IEC

Diferenzas Entre Interruptores de Vacío que Cumplen coa Norma IEEE C37.04 e as Normas IEC/GB

Os interruptores de vacío deseñados para cumprir coa norma norteamericana IEEE C37.04 presentan varias diferenzas clave de deseño e funcionamento en comparación cos que se conforman coas normas IEC/GB. Estas diferenzas provén principalmente das rexistracións de seguridade, servizabilidade e integración do sistema nas prácticas de conmutadores norteamericanos.

1. Mecanismo Libre de Interrupción (Función Antipumping)

O mecanismo "libre de interrupción" - funcionalmente equivalente a unha función antipumping - asegura que, se se aplica e mantén unha señal de interrupción mecánica (libre de interrupción) antes de calquera orde de pechado (eléctrica ou manual), o interruptor non debe pecharse, nin sequera momentaneamente.

• Unha vez iniciada a señal de interrupción, os contactos móveis deben volver á posición totalmente aberta e permanecer nela, independentemente das ordes de pechado continuas.

• Este mecanismo pode requerir a liberación da enerxía almacenada na molla durante a operación.

• No entanto, o movemento dos contactos durante este proceso non debe reducir a separación dos contactos máis do 10%, nin comprometer a capacidade dieléctrica de resistencia da separación. Os contactos deben permanecer nun estado completamente aislado e aberto.

• Ambos, os interbloqueos eléctricos e mecánicos, deben impedir o pechado baixo estas condicións.

Métodos de Implementación:

• Interbloqueo Eléctrico: Un electroímán impide o pechado. Cando se preme o botón de interrupción (manual ou eléctrico), o microinterruptor 1 (mostrado na Fig. 2) desenerxiza a bobina de pechado. Simultáneamente, o pistón do electroímán estende para bloquear mecanicamente o botón de pechado. Ademais, o microinterruptor 2 pecha, insertando o seu contacto normalmente aberto en serie co circuito da bobina de pechado, impedindo así o pechado eléctrico.

• Deseño Mecánico Alternativo: O botón de pechado pode ser premido, pero a enerxía almacenada na molla é liberada ao aire (isto é, sen carga), en lugar de ser transmitida ao eixe principal para pechar o interruptor de vacío. Isto asegura a seguridade permitindo a actuación mecánica sen pechado real.

2. Descarga Automática da Molla (ASD)

A ASD (Descarga Automática da Molla) é un requisito de seguridade crítico segundo as normas IEEE. Esta exige que o interruptor non debe estar carregado (con molla energizada) cando se engade ou retira do seu compartimento - xa sexa movendo desde a posición de proba á de servizo, ou sendo retirado ou inserido no cubículo do conmutador.

• Isto evita que o persoal sexa exposto a mecanismos de molla de alta enerxía durante o manexo, eliminando o risco de liberación accidental de enerxía.

• polo tanto, o interruptor debe estar aberto e sen carregar antes de que comencen as operacións de engadeira.

• Debe incorporarse un mecanismo de liberación de enerxía automática dedicado para descargar de forma segura a enerxía almacenada na molla durante ou antes da retirada da posición conectada.

• Se a enerxía se libera antes da retirada, un interbloqueo eléctrico adicional debe impedir a reenerxización automática da molla, asegurando que o interruptor permanezca seguro durante o mantemento.

Esta característica aumenta a seguridade do persoal e alíñase coas protocolos de seguridade norteamericanos para conmutadores metálicos.

3. MOC – Indicador de Posición dos Contactos Principais (C37.20.2-7.3.6)

Ao contrario dos interruptores IEC/GB, onde os interruptores auxiliares (por exemplo, S5/S6) que indican a posición dos contactos principais xeralmente están montados dentro do encerramento do mecanismo de operación do interruptor e son impulsados directamente polo eixe principal mediante un acoplamento (simple e fiábel), as normas IEEE requiren que os interruptores auxiliares de Posición Principal Aberta/Cerrada (MOC) estean montados dentro do compartimento fijo do conmutador, non no propio interruptor.

Propósito deste Requisito:

• Permitir a Proba do Sistema Secundario Sen o Interruptor: Permite aos técnicos simular a posición do interruptor (aberto/cerrado) usando unha sonda de proba ou simulador, permitindo a verificación dos relés de protección, circuitos de control e sistemas de sinalización, incluso cando o interruptor está retirado do cubículo.

• Soportar Circuitos Auxiliares de Alta Corrente: Algunhas antigas sistemas de control requiren ocasionalmente sinalización de alta corrente (por exemplo, >5A), que os contactos secundarios normais (xeralmente clasificados para fio de 1,5 mm²) non poden transportar de forma fiábel. Os interruptores MOC fixos permitten o uso de cable de maior sección dentro do compartimento.

Desafíos de Diseño:

• O eixe principal do interruptor debe accionar o interruptor MOC fixo tanto na posición de proba como na de servizo.

• Un acoplamento de transmisión (montado superior, inferior ou lateral) debe transferir o movemento do interruptor móbil ao interruptor estacionario.

• Isto require un acoplamento móbil en lugar dunha conexión ríxida, aumentando a complexidade mecánica.

• Debido ás forzas de impacto elevadas durante a operación e ás tolerancias de alineación potenciais, a fiabilidade e a resistencia mecánica son críticas.

• As normas IEEE requiren un mínimo de 500 operacións mecánicas para os mecanismos MOC, pero na práctica, deben coincidir coa vida mecánica completa do interruptor (xeralmente 10.000 operacións).

• A masa adicional do acoplamento pode afectar á velocidade de pechado, especialmente a de apertura, polo que son esenciais compoñentes leves e de baixa inercia para minimizar o impacto no rendemento.

4. TOC – Indicador de Posición de Prueba e Conectado (C37.20.2-7.3.6)

Ao contrario dos interruptores IEC/GB, onde os indicadores de posición (por exemplo, S8/S9) xeralmente están montados no chassis do interruptor e son impulsados polo parafuso de engadeira, as normas IEEE requiren que os interruptores de Posición de Prueba e Conectado (TOC) estean fixos dentro do compartimento do conmutador.

• Estes interruptores detectan e sinalan a posición física do camián do interruptor: se está na posición Conectado (Servizo), Prueba ou Desconectado (Retirado).

• Estar fixos no compartimento asegura unha indicación consistente e fiábel independente da condición interna do interruptor.

• Isto soporta o interbloqueo seguro (por exemplo, impedindo o pechado cando non está completamente conectado) e permite a monitorización remota da posición do interruptor.

5. Indicador de Desgaste Mecánico de Contactos para Interruptores de Vacío

Ao contrario dos interruptores SF₆, os interruptores de vacío son unidades seladas con contactos cara a cara e sen cornos de arco ou contactos de pre-inserción. Tanto a interrupción de correntes de fallo como as operacións mecánicas normais causan erosión e desgaste dos contactos.

• O desgaste dos contactos é o determinante principal da vida eléctrica dun interruptor de vacío.

• Aínda que moitos algoritmos estiman a vida eléctrica baseándose no número de operacións, nos niveis de corrente de cortocircuíto e no tempo de arco, estes son en gran medida teóricos ou empíricos.

• Devido ás variacións no primeiro polo a limpar, na fase de corrente e nas diferenzas entre unidades individuais, a vida prevista adoita non correlacionarse precisamente co desgaste físico real.

• Existe unha brecha entre as prediccións basadas en software e a degradación física real.

Por tanto, o mercado norteamericano demanda un indicador de desgaste mecánico de contactos integrado directamente no interruptor de vacío ou no mecanismo de operación.

• Este indicador visual ou mecánico permite ao persoal de mantemento observar directamente o grao de desgaste dos contactos durante a inspección.

• Proporciona unha medida física fiábel da vida restante dos contactos, mellorando o mantemento predictivo e asegurando a substitución oportuna antes da falla.