Propósito y diferencia entre los polos de 10 kV (seccionador, interruptor de carga, disyuntor y fusible)
El interruptor instalado en el poste exterior de la línea aérea de distribución de 10 kV se utiliza en la red de distribución suburbana y rural. Es un dispositivo de conmutación mecánico para interrumpir, cerrar y conducir la corriente de carga y la corriente de falla de la línea. Los interruptores automáticos de baja tensión montados en poste se componen principalmente de un cuerpo de interruptor y una unidad de transmisión de potencia (FTU). El interruptor automático integrado en poste, primario y secundario, generalmente se compone de un cuerpo de interruptor con un sensor y una FTU (terminal de automatización del alimentador).
1. Clasificación de los interruptores montados en postes
Según la capacidad de ruptura:
a. Interruptor de aislamiento montado en poste: no puede cerrar ni interrumpir la corriente de carga normal, tiene una interrupción obvia y se utiliza para aislar el mantenimiento de la línea.
b. Interruptor de carga montado en poste: puede cerrar, transportar e interrumpir la corriente de carga normal (≤630 A), puede transportar pero no interrumpir la corriente de falla.
c. Disyuntor superior: puede cerrar, conducir y romper la corriente de carga normal (≤630 A) y la corriente de falla del tablero de distribución (≥20 kA).
d. Fusible de polo: se utiliza para interrumpir la corriente de cortocircuito y proteger las líneas.
Método de extinción de arco: extinción de arco al vacío, extinción de arco con SF6, extinción de arco con aceite (eliminado)
Método de aislamiento: aislamiento de aire, aislamiento de gas SF6, aislamiento compuesto, aislamiento de aceite (eliminado)
Según el controlador equipado se divide en:
a. Interruptor de límite: transformador de secuencia cero integrado, con función de protección de secuencia cero, equipado con interruptor de carga o disyuntor.
b. Interruptor de carga de voltaje: se abre y cierra automáticamente según los cambios de voltaje de las líneas en ambos lados.
c. Interruptor de carga centralizado: no puede abrir activamente el disyuntor de corriente de cortocircuito.
El gas aislante SF6 es incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable, con excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y extinción de arcos eléctricos. Su densidad es cinco veces mayor que la del aire y no presenta fugas fácilmente.
2. Interruptor de aislamiento de polos
El interruptor de corte, también conocido como interruptor de cuchilla, es un aparato eléctrico de control sin dispositivo de extinción de arco. Su función principal es aislar la alimentación para garantizar el mantenimiento seguro de otros equipos eléctricos. Por lo tanto, no se permite su uso con carga. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, se permite conectar o desconectar circuitos de baja potencia. Es el dispositivo eléctrico más utilizado entre los interruptores de alta tensión.
El seccionador de montaje en poste se puede utilizar para mantenimiento tras cortes de energía, detección de fallas, pruebas de cables y reconstrucción del modo de operación de equipos de línea. Al abrirlo, se puede aislar el equipo que necesita reparación de otras líneas en funcionamiento, establecer un espacio de aislamiento confiable y proporcionar a los trabajadores una marca de desconexión visible y evidente para garantizar la seguridad de las tareas de mantenimiento o prueba. Las ventajas del seccionador de montaje en poste son su bajo costo, simplicidad y durabilidad. Generalmente, se utiliza como interruptor de límite entre la línea de aire añadido y el usuario, y como interruptor de límite entre la línea de cable y la línea aérea. También se puede instalar en uno o ambos lados del interruptor de carga de contacto de línea para facilitar la detección de fallas, las pruebas de cables, el mantenimiento y la sustitución de los interruptores de carga de contacto.
El seccionador no puede operar con carga nominal ni con cargas elevadas, ni separa ni conecta la corriente de carga de la corriente de cortocircuito. Generalmente, al suministrar energía, se cierra primero el seccionador y luego el interruptor automático o el interruptor de carga; al cortar la energía, se desconecta primero el interruptor automático o el interruptor de carga y luego el seccionador.
El seccionador puede conducir con fiabilidad la corriente de trabajo y la corriente de cortocircuito, pero no puede desconectar la corriente de carga. Puede abrir y cerrar el transformador en vacío con una corriente de excitación no superior a 2 A y la línea en vacío con una corriente de capacitancia no superior a 5 A. La corriente de estabilidad dinámica del seccionador generalmente no supera los 40 kA, por lo que se debe prestar atención a la calibración al seleccionarlo. Su vida útil es de aproximadamente 2000 veces.
3. Interruptor de carga montado en poste
El interruptor de carga montado en poste es un dispositivo de control con un dispositivo simple de extinción de arco que permite abrir y cerrar el circuito con carga. Puede activar y desactivar una determinada corriente de carga y una corriente de sobrecarga, pero no puede desconectar la corriente de cortocircuito. Debe utilizarse en serie con un fusible de alta tensión para cortar la corriente de cortocircuito mediante este.
El interruptor de carga es un dispositivo de conmutación entre el interruptor de aislamiento y el disyuntor, utilizado principalmente para la segmentación de líneas y el aislamiento de fallas.
El interruptor de carga incluye principalmente interruptores de carga de gas, de vacío y de SF6. El interruptor de carga de gas utiliza una ranura compuesta de materiales sólidos generadores de gas para generar una gran cantidad de gas bajo la acción del arco, formando un arco extintor por soplado de gas. Debido a su estructura simple y bajo costo, fue ampliamente promovido y utilizado en el pasado. Los interruptores de carga de vacío y SF6 son similares en apariencia y parámetros a los interruptores automáticos de vacío y SF6. La diferencia radica en que el interruptor de carga no está equipado con un transformador de corriente de protección y no puede interrumpir la corriente de cortocircuito, pero puede soportar corriente de cortocircuito y cerrarla. Se caracteriza por su larga vida útil y no requiere mantenimiento. La vida útil mecánica y los tiempos de interrupción de la corriente nominal son más de 10,000 veces, lo que lo hace adecuado para un funcionamiento frecuente.
Los interruptores de carga montados en postes que se utilizan comúnmente en la obra suelen ser interruptores de carga de vacío. Estos interruptores incorporan extinción de arco de vacío, aislamiento SF6, caja común trifásica, mecanismo de operación electromagnético o de resorte VSP5, transformador de corriente integrado, salida de cable o terminal, interruptor de aislamiento integrado, instalación colgante o fija. Como se muestra en la figura a continuación:
Además, el uso de interruptores de carga de SF6 con líquido de montaje en poste es considerable. Estos interruptores incorporan extinción de arco de SF6, aislamiento de SF6, caja común trifásica, transformador de corriente integrado, salida de cable o terminal, y un dispositivo de aislamiento en el exterior, que permite su instalación en suspensión o en posición vertical. Como se muestra en la siguiente figura:
4. Disyuntor montado en poste
Un disyuntor es un dispositivo de conmutación que puede cerrar, conducir y desconectar la corriente en condiciones normales de circuito, así como en condiciones anormales de circuito, dentro de un tiempo específico. Los disyuntores se utilizan para distribuir energía eléctrica, arrancar motores asíncronos con poca frecuencia, proteger líneas eléctricas y motores, etc., y cortar automáticamente el circuito en caso de sobrecarga, cortocircuito o subtensión graves. Su función es equivalente a la combinación de interruptores fusibles y relés de sobrecalentamiento.
Los interruptores automáticos montados en postes se refieren a interruptores automáticos instalados y operados en postes, comúnmente conocidos como "disyuntores de control". Son un tipo de dispositivo de conmutación que puede cortar o conectar líneas en circunstancias normales. Cuando se produce un cortocircuito en la línea, esta puede conmutarse manual o automáticamente mediante la operación o la acción de dispositivos de protección de relés. La principal diferencia entre los interruptores automáticos y los interruptores de carga radica en que los primeros pueden utilizarse para desconectar corrientes de cortocircuito. Los interruptores automáticos montados en postes se utilizan principalmente para la conmutación segmentada, el control y la protección de secciones de líneas de distribución, y pueden abrir y cerrar corrientes de cortocircuito.
Según el medio de extinción de arco utilizado, los interruptores automáticos montados en postes se pueden dividir en interruptores automáticos de aceite (básicamente eliminados), interruptores automáticos de hexafluoruro de azufre (SF6) e interruptores automáticos de vacío.
Anteriormente, tanto los interruptores automáticos de hexafluoruro de azufre (SF₂) como los interruptores automáticos de vacío se utilizaban ampliamente en proyectos de redes de distribución. Actualmente, los interruptores automáticos en líneas de distribución utilizan principalmente interruptores automáticos de vacío inteligentes de alta tensión CA para exteriores. Estos interruptores cuentan con funciones de detección de fallas, control de protección y comunicación. Generalmente instalados en el punto de demarcación de responsabilidad de líneas aéreas de 10 kV, permiten la eliminación automática, la puesta a tierra monofásica y el aislamiento automático de fallas de cortocircuito. Son productos ideales para la transformación de líneas de distribución y la automatización de redes de distribución.
Los interruptores automáticos de vacío inteligentes pueden operarse manualmente, eléctricamente, por control remoto y mediante un host remoto. El interruptor automático consta de tres partes: el cuerpo principal, el mecanismo de operación y el controlador (con un interruptor de aislamiento integrado). El interruptor automático puede configurarse con un transformador de corriente de protección (TC), un transformador de corriente de secuencia cero (ZCT) y un transformador de tensión (u) como detector del controlador, según sea necesario.
Los interruptores automáticos de vacío se dividen en interruptores automáticos de vacío con aislamiento en SF6 y interruptores automáticos de vacío con aislamiento en aire, según el material de aislamiento. Los interruptores automáticos de vacío con aislamiento en SF6 utilizan extinción de arco de vacío, aislamiento en SF6, tipo caja común trifásica, mecanismo de accionamiento por resorte, transformador de corriente integrado, salida de cable o terminal, dispositivo de aislamiento externo opcional e instalación suspendida o fija. Los interruptores automáticos de vacío con aislamiento en aire utilizan extinción de arco de vacío, aislamiento en aire, tipo polo sellado sólido trifásico, mecanismo de accionamiento por resorte o imán permanente, transformador de corriente externo, salida de terminal, dispositivo de aislamiento externo opcional e instalación fija. Como se muestra en la siguiente figura:
5. Fusible de caída
El fusible de desconexión, comúnmente conocido como fusible de enlace, es el interruptor de protección contra cortocircuitos más utilizado en derivaciones de líneas de distribución de 10 kV y transformadores de distribución. Se caracteriza por su economía, fácil manejo y gran adaptabilidad a entornos exteriores, entre otras características, y se utiliza ampliamente en líneas de distribución de 10 kV y transformadores de distribución para operaciones de protección, conmutación y corte de equipos.
El fusible de desconexión se instala en el ramal de la línea de distribución de 10 kV, lo que reduce el alcance de los cortes de energía. Gracias a su punto de desconexión visible del fusible de desconexión de alta tensión, funciona como interruptor de aislamiento, creando un entorno de trabajo seguro para la línea y los equipos de la sección de mantenimiento, y aumentando la sensación de seguridad del personal de mantenimiento. Instalado en el transformador de distribución, se utiliza como protección principal del transformador, por lo que se ha popularizado en líneas y transformadores de distribución de 10 kV.
El fusible puede instalarse en el lado de la fuente de alimentación del interruptor de carga o en el lado de recepción de energía. Cuando no sea necesario reemplazar el fusible con frecuencia, se debe adoptar la primera configuración para que el interruptor de carga pueda utilizarse como interruptor de aislamiento y aislar la tensión aplicada al fusible limitador de corriente.
Los componentes del fusible de caída incluyen principalmente aislador, asiento de soporte inferior, contacto móvil inferior, contacto estático inferior, placa de montaje, contacto estático superior, pico de pato, contacto móvil superior, tubo fusible, etc.
6. Diferencias entre interruptores de polos
Las principales diferencias son las siguientes:
El seccionador no cuenta con dispositivo de extinción de arco, por lo que solo es apto para cortar corriente en vacío, no para cortar corriente con carga ni corriente de cortocircuito. Por lo tanto, solo puede operarse con seguridad cuando el circuito está desconectado de forma segura, y está estrictamente prohibido operar con carga para evitar accidentes.
Debido a que el interruptor de carga cuenta con un dispositivo de extinción de arco, posee cierta capacidad de extinción de arco, pero no es tan fuerte como la capacidad de extinción de arco del disyuntor. Puede separar y conectar la corriente de trabajo normal. En caso de cortocircuito, solo puede soportar silenciosamente la corriente de cortocircuito. Si se desconecta manual o eléctricamente en este momento, podría explotar. Por lo tanto, el interruptor de carga se usa generalmente con un fusible limitador de corriente (el interruptor de carga con fusible no es una configuración estándar y también se puede usar sin fusible). El fusible desconecta el circuito en caso de sobrecarga o cortocircuito. Para ahorrar costos, el interruptor de carga con fusible puede reemplazar al disyuntor.
El interruptor automático posee una potente capacidad de extinción de arcos y puede separar y conectar corrientes de trabajo normales, así como corrientes de falla. La función de protección del interruptor automático la realiza el relé. El interruptor automático de alta tensión no cuenta con los dispositivos de disparo térmico, magnético, por subtensión ni otros dispositivos del interruptor automático de baja tensión. El relé determina si la línea está defectuosa, y el interruptor automático solo realiza el disparo según sus instrucciones. Dado que el seccionador de carga y la cuchilla de aislamiento no pueden cortar la corriente de falla, no es necesario enviarles instrucciones cuando falla la línea. El interruptor automático es un interruptor con una potente capacidad de extinción de arcos y debe utilizarse junto con el relé.
A través de , podemos extraer las siguientes conclusiones:
Interruptor de aislamiento: solo permite la interrupción y la conexión de la corriente sin carga del sistema. Al ser el punto de desconexión obvio del sistema de cableado principal, es el punto de desconexión obvio del sistema durante el mantenimiento. Modelos comunes: GW9, HGW9, GW4, GW5, etc.
Interruptor de carga: puede interrumpir y conectar la corriente de carga normal del sistema, pero no la corriente de falla. Modelos comunes: FZW32
Disyuntor: Además de interrumpir y conectar la corriente de carga normal del sistema, también puede interrumpir y conectar la corriente de falla y cortocircuito. Modelos comunes: ZW32, ZW20, ZW7, ZW8, LW3, etc.
