Para el diseño de tomas de líneas de transmisión de alto voltaje, se utilizan tradicionalmente dispositivos de conmutación especiales. Su nombre común es el disyuntor de vacío, que se explica por las características de la cámara de arco. Es posible familiarizarse con estos dispositivos en detalle solo después de estudiar el fondo de su apariencia.
Referencia de la historia
Por primera vez, los interruptores de circuito de vacío se mencionaron a principios de los años 30 del siglo XX, cuando los dispositivos se usaron para desconectar circuitos de corriente relativamente baja que funcionan bajo un voltaje de hasta 40 kV. Para obtener absorbedores de vacío confiables que puedan apagar corrientes significativas en circuitos de alto potencial, se requirió una serie completa de estudios. Durante su implementación, aproximadamente en 1957, los procesos observados durante la quema de arco de alto voltaje fueron completamente estudiados y sistematizados. La transición de prototipos producidos en copias individuales a la producción en masa de dispositivos modernos tomó otras dos largas décadas.
Principio de operación
El principio de la extinción del arco se basa en el hecho de una alta resistencia dieléctrica y propiedades aislantes especiales del vacío obtenidas artificialmente de la física. Cuando los contactores de potencia se abren en la cámara donde se colocan, se forma un arco eléctrico, sostenido por partículas de metal que se evaporan de su superficie. La ausencia de condiciones para su estabilización impide el desarrollo de un pico de proceso debido a las altas propiedades dieléctricas del medio de vacío.
Debido a la importante resistencia dieléctrica del vacío, el momento de enfriamiento del arco se desplaza a un punto que precede al máximo de su desarrollo. En ingeniería eléctrica, este fenómeno se denomina "corte de corriente". Su presencia afecta negativamente las redes eléctricas, ya que el resultado de este proceso es el cambio de sobretensión.
Características de aplicación y operación.
Por su diseño, en la etapa inicial, este tipo de disyuntor se desarrolló como un dispositivo destinado a la instalación en armarios de distribución (en dispositivos complejos). Actualmente, se montan en estructuras de distribución abiertas (aparamenta exterior). Un disyuntor de vacío moderno es un dispositivo de conmutación de alta velocidad diseñado para una larga vida útil en comparación con sus predecesores, que tienen entornos de petróleo y gas.
La mayoría de las granjas de energía modernas han abandonado los diseños obsoletos y finalmente se han cambiado a nuevos interruptores automáticos bastante compactos y sin mantenimiento. Esto se debe a las siguientes razones:
- el dispositivo de aspiración no tiene pretensiones y no necesita una limpieza regular de los contactos ni una actualización del entorno;
- durante el funcionamiento del dispositivo de aceite, el relleno tiene fugas constantemente;
- Según el pasaporte, la vida útil de los dispositivos de vacío alcanza los 20 años, que es mucho más alta que el mismo indicador para otros tipos de interruptores automáticos.
Durante la operación, el mecanismo de accionamiento a menudo falla en el momento más inoportuno para esto. Para mantenerlo en condiciones de funcionamiento, el dispositivo tiene una unidad especial para la carga manual por resorte. Es obligatorio para estos dispositivos la presencia de un botón de emergencia que le permite desactivar el mecanismo de bloqueo para desplegar los módulos de aparamenta cuando el gabinete está encendido. Este punto se refiere a la seguridad del personal que da servicio al equipo y requiere mucha atención.
Caracteristicas de diseño
Cada modelo de un interruptor de vacío de alto voltaje tiene características individuales, ya que está diseñado para funcionar en redes con varios indicadores eléctricos. Además, los fabricantes también hacen algunos ajustes en el diseño de sus productos. Sin embargo, en general, la composición de los componentes de estos dispositivos permanece sin cambios. Elementos principales:
- Una carcasa hecha sobre la base de un metal duradero, dentro del cual está montada una unidad de encendido y apagado (puede ser de resorte u otro tipo).
- Colector de corriente de 3 polos, diseñado para conectarse a la red de 380 voltios y desconectado cuando la celda se cambia del modo operativo a la posición desinflada.
- El carro para su colocación dentro de la caja, en su diseño diferente a otras estructuras similares.
La parte eléctrica del producto tiene particiones especiales que separan las secciones de fase entre sí. También tiene un dispositivo complejo y contiene una serie de elementos descritos en el pasaporte.
Variedades de disyuntores de vacío.
Los productos generalmente se clasifican según la clase de potencial que cambian entre ellos.
Entre la variedad, se destacan los siguientes tipos:
- Dispositivos para trabajar con tensiones de 6-10 kV.
- Dispositivos para conmutar niveles más altos: hasta 35 kV.
- Dispositivos diseñados para voltaje ultra alto 110-220 kV.
Otro criterio de "funcionamiento" para la clasificación de los interruptores automáticos es la potencia que pueden transferir a la carga. Según este parámetro, su división se lleva a cabo de manera similar a la clasificación del consumidor.
Ventajas y desventajas
Las ventajas de los dispositivos incluyen:
- pequeñas dimensiones;
- la capacidad de reemplazar rápidamente secciones individuales;
- silenciosidad e independencia de la orientación en el espacio;
- seguridad para la salud del personal.
No necesitan reponer el ambiente protector y son altamente confiables. Pero estos productos no podrían funcionar sin los problemas inherentes a muchos dispositivos eléctricos. Las desventajas de los disyuntores de vacío incluyen:
- corrientes de trabajo limitadas;
- "Tendencia" a sobretensión;
- pequeño recurso de conmutación.
A pesar de las deficiencias existentes, estos dispositivos han ocupado firmemente su lugar en la lista de los equipos de conmutación más modernos para explosivos.
Características de selección e instalación.
En el proceso de selección de un interruptor, se tienen en cuenta los siguientes puntos importantes:
- Las características de protección del dispositivo deben corresponder a los parámetros de la red en la que se supone que debe operar.
- el interruptor se selecciona en función de las condiciones de operación más difíciles;
- la corriente y el voltaje nominales deben exceder los parámetros correspondientes para la red protegida;
- la corriente de ruptura no debe exceder el valor garantizado por el fabricante.
Antes de instalar el disyuntor de vacío, es necesario examinar cuidadosamente el lugar de su instalación y asegurarse de que no haya daños ni defectos. Luego debe limpiar las superficies aisladas de los postes con un trapo seco.
No está permitido instalar equipos nuevos en un sistema en las superficies aislantes de las cuales hay astillas, grietas y secciones severamente deformadas.
El diagrama del circuito secundario con la conexión posterior del bus de tierra está sujeto a verificación obligatoria. El disyuntor de vacío en sí está conectado directamente a la parte móvil del carro con la ayuda de hardware atornillado especial.
Los modelos mas comunes
Entre los modelos más comunes de cámaras de vacío, se destacan los siguientes:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10–20.
Casi todas las muestras de productos de esta lista son un desarrollo posterior de los interruptores automáticos de aceite antiguos y pueden funcionar en circuitos de CA y CC. La instalación, la configuración posterior y la puesta en marcha de dispositivos de vacío de alto voltaje son procedimientos que requieren mucha mano de obra y determinan su funcionalidad adicional. Por lo tanto, las operaciones enumeradas son confiables solo para especialistas con las calificaciones apropiadas.
Al instalar el dispositivo, se debe seguir la secuencia de configuración. El cumplimiento de este requisito es la base para la seguridad del personal operativo o de un electricista de servicio autorizado para trabajar con equipos de alto voltaje.
Los productos que pertenecen a la categoría de disyuntores de vacío necesitan una selección y evaluación profesional, ya que su funcionamiento está asociado con altos voltajes.
