Comparação de Diferentes Interruptores de Poste de 10kV (Isolador, Interruptor de Carga, Disjuntor e Fusível)

1. O que é um Interruptor de Poste?​​
   Um dispositivo de comutação mecânico instalado em postes de distribuição aérea de 10kV, utilizado em redes de distribuição suburbanas e rurais. É projetado para interromper, fechar e conduzir correntes de carga e correntes de falha.
   Os interruptores de poste geralmente consistem num corpo de interruptor com sensores + uma FTU (Unidade Terminal de Alimentação). Os interruptores discutidos abaixo pertencem à categoria de disjuntores de poste (isoladores).

​2. Classificação dos Interruptores de Poste​
Os interruptores de poste podem ser classificados por várias dimensões. Os métodos e características de classificação principais são os seguintes:

​Por Capacidade de Interrupção:​​

• ​a. Disjuntor de Poste (Isolador):​​ Sem capacidade de extinção de arco; não pode fechar ou interromper corrente de carga normal. Tem uma interrupção visível (gap de isolamento). Seu propósito principal é isolar linhas para garantir segurança durante a manutenção.
• ​b. Interruptor de Carga de Poste:​​ Tem capacidade básica de extinção de arco; pode fechar, conduzir e interromper corrente de carga normal (≤630A). Pode conduzir, mas não pode interromper corrente de falha.
• ​c. Disjuntor de Poste:​​ Forte capacidade de extinção de arco; pode fechar, conduzir e interromper corrente de carga normal (≤630A) e corrente de falha (≥20kA).
• ​d. Fusível de Poste (Fusível de Queda):​​ Função principal é interromper corrente de curto-circuito; usado para proteção de curto-circuito da linha.

​3. Disjuntor de Poste (Isolador)​​
Também conhecido como "interruptor de faca isolante", é um dispositivo de controle sem mecanismo de extinção de arco. Sua função principal é isolar o fornecimento de energia para garantir a manutenção segura de outros equipamentos elétricos. A operação sob carga não é permitida (pode apenas fazer/quebrar circuitos de baixa potência em condições específicas). É um dos dispositivos mais amplamente utilizados e frequentemente operados na comutação de alta tensão.

​3.1 Usos Principais​

• Desenergização de equipamentos de linha para manutenção, localização de falhas, testes de cabos e reconfiguração de modos operacionais.
• Uma vez aberto, isola o equipamento em manutenção da linha viva, criando um gap de isolamento confiável e fornecendo uma "indicação visível e clara de interrupção" para garantir a segurança das pessoas.
• Serve como interruptor de demarcação entre linhas aéreas e propriedade do usuário, ou entre linhas de cabo e linhas aéreas.
• Instalado em um ou ambos os lados de um interruptor de carga de ligação para facilitar a localização de falhas, testes de cabos e manutenção/substituição do interruptor de carga de ligação.

​3.2 Características Principais​

• ​Vantagens:​​ Baixo custo, estrutura simples, durável.
• ​Limitações:​​ Não pode operar sob carga nominal/carga pesada; não pode interromper ou fazer corrente de carga e corrente de curto-circuito.
• ​Procedimento de Operação:​​ Para energizar: "Feche o isolador primeiro, depois feche o disjuntor/interruptor de carga." Para desenergizar: "Abra o disjuntor/interruptor de carga primeiro, depois abra o isolador."
• ​Condições Especiais Permitidas:​​ Pode fazer/quebrar a corrente de magnetização de transformadores sem carga (≤2A) e a corrente capacitiva de linhas sem carga (≤5A).
• ​Parâmetros Técnicos:​​ Geralmente, corrente de suporte de pico (estabilidade dinâmica) ≤40kA (deve ser verificado durante a seleção). Vida útil mecânica é aproximadamente 2000 ciclos.

​4. Interruptor de Carga de Poste​
Equipado com um dispositivo de extinção de arco simples, pode fazer e quebrar circuitos sob carga. Pode interromper certas correntes de carga e correntes de sobrecarga, mas não pode interromper correntes de curto-circuito. Deve ser usado em série com um fusível de alta tensão (que corta a corrente de curto-circuito). Sua funcionalidade está entre a de um isolador e um disjuntor. Seus usos principais são a seccionamento de linhas e isolamento de falhas.

​4.1 Tipos Comuns e Características​

​4.2 Características Estruturais de Produtos Mainstream​

• ​Interruptor de Carga a Vácuo:​​ Tipo tanque comum trifásico, equipado com mecanismo eletromagnético/mola VSP5. Pode ter transformadores de corrente (TCs) embutidos e gaps de isolamento. Suporta saídas de cabo/terminal. Pode ser montado pendurado ou sentado.
• ​Interruptor de Carga SF₆:​​ Tipo tanque comum trifásico. Pode ter transformadores de corrente (TCs) embutidos. Dispositivo de isolamento externo opcional. Suporta saídas de cabo/terminal. Pode ser montado pendurado ou sentado.

​5. Disjuntor de Poste​
Um dispositivo de comutação com capacidade completa de extinção de arco. Pode fechar, conduzir e interromper a corrente de circuito normal, e pode conduzir e interromper correntes de circuito anormais (sobrecarga, curto-circuito) dentro de um tempo especificado. Sua função é equivalente a uma combinação de "disjuntor fundido + relé térmico de sobre/infra". Os disjuntores de poste são comumente conhecidos como "reabridores" ou "reabridores automáticos". Instalados em postes, são equipamentos centrais para proteção e controle em seções de rede de distribuição.

​5.1 Usos Principais​

• Seccionamento, comutação, controle e proteção de segmentos de linha de distribuição; capaz de interromper e fechar ativamente correntes de curto-circuito.
• Normalmente usado para abrir/fechar linhas; durante falhas, automaticamente ou manualmente (através de dispositivos de proteção por relé) comuta as linhas com falhas.
• Instalado em pontos de demarcação de responsabilidade em linhas aéreas de 10kV; pode limpar automaticamente falhas de terra monofásicas e isolar falhas de curto-circuito. Um dispositivo central para atualizações de automação de distribuição.

​5.2 Classificação e Produtos Mainstream​
Classificados pelo meio de extinção de arco: Disjuntor a óleo (largamente obsoleto), disjuntor SF₆, disjuntor a vácuo (mainstream atual).
Disjuntores inteligentes de alta tensão a vácuo para uso externo são atualmente a escolha preferida para linhas de distribuição, apresentando:

• ​Funções:​​ Detecção de falhas, controle de proteção, capacidades de comunicação.
• ​Métodos de Operação:​​ Manual, elétrico, controle remoto, operação remota por computador host.
• ​Composição:​​ Corpo + mecanismo de operação + controlador (pode incluir isolador embutido).
• ​Componentes Opcionais:​​ TC (Transformador de Corrente de Proteção), ZCT (Transformador de Corrente Sequencial Nula), PT (Transformador de Tensão).

​5.3 Subtipos de Disjuntores a Vácuo​

• ​Disjuntor a Vácuo Isolado com SF₆:​​ Extinção de arco a vácuo + isolamento SF₆. Tanque comum trifásico. Mecanismo de mola. Pode ter TCs embutidos. Dispositivo de isolamento externo opcional. Montagem pendurada ou sentada.
• ​Disjuntor a Vácuo Isolado com Ar:​​ Extinção de arco a vácuo + isolamento com ar. Tipo polo sólido trifásico. Mecanismo de mola ou ímã permanente. TCs externos. Dispositivo de isolamento externo opcional. Montagem sentada.

​6. Fusível de Queda​
Comumente conhecido como "fusível de corte", é o interruptor de proteção contra curto-circuito mais comumente usado para ramais e transformadores de distribuição em redes de distribuição de 10kV. É econômico, fácil de operar e adequado para ambientes externos. Amplamente usado para proteção e operações de comutação em linhas de 10kV e no lado primário de transformadores de distribuição.

​6.1 Usos Principais​

• Instalado em ramais de distribuição de 10kV: Limita o escopo de interrupções de energia. Fornece uma função de isolador devido ao seu ponto de interrupção visível, criando um ambiente seguro para manutenção.
• Instalado para transformadores de distribuição: Serve como a proteção principal para transformadores, protegendo-os contra impactos de sobrecarga e curto-circuito.

​6.2 Instalação e Estrutura​

• ​Local de Instalação:​​ Pode ser instalado no lado fonte de um interruptor de carga (preferível quando os fusíveis não precisam ser substituídos com frequência, permitindo que o interruptor de carga isole a tensão) ou no lado de carga.
• ​Componentes Principais:​​ Isolador, base de suporte inferior, contato móvel inferior, contato fixo inferior, placa de montagem, contato fixo superior, contato "bico de pato", contato móvel superior, tubo de fusível.

​7. Diferenças Principais entre Interruptores de Poste​
As principais diferenças entre vários interruptores de poste estão em três dimensões principais: capacidade de extinção de arco, tipos de corrente interrompível e função de proteção. Uma comparação detalhada está abaixo:

​Resumo​

• ​Disjuntor (Isolador):​​ Apenas interrompe corrente de carga sem carga; fornece um "ponto de interrupção visível" para manutenção segura.
• ​Interruptor de Carga:​​ Interrompe corrente de carga normal, não corrente de falha; requer fusível para proteção contra falhas.
• ​Disjuntor:​​ Interrompe tanto corrente de carga normal quanto corrente de falha; requer coordenação com proteção por relé; dispositivo central para proteção de rede de distribuição.
• ​Fusível de Queda:​​ Especificamente interrompe correntes de curto-circuito/sobrecarga; fornece proteção de baixo custo para ramais e transformadores.