Para diseñar tomas de líneas de transmisión de alta tensión, tradicionalmente se utilizan dispositivos de conmutación especiales. Su nombre común es un disyuntor de vacío, que se explica por las peculiaridades de la cámara de extinción de arco. Es posible familiarizarse con estos dispositivos en detalle solo después de estudiar la prehistoria de su aparición.
Referencia histórica
Por primera vez, los interruptores automáticos de vacío se mencionaron a principios de los años 30 del siglo XX, cuando se usaron dispositivos para desconectar circuitos de corriente relativamente baja que operaban con voltajes de hasta 40 kV. Para obtener absorbedores de vacío confiables capaces de desconectar corrientes significativas en circuitos de alto potencial, se requirió toda una serie de estudios. Cuando se llevaron a cabo, aproximadamente en 1957, los procesos observados durante la quema de arco de alto voltaje fueron completamente estudiados y sistematizados. Se necesitaron otras dos largas décadas para pasar de los prototipos producidos en copias individuales a la producción en masa de dispositivos modernos.
Principio de operación
El principio de extinción del arco se basa en el hecho de la alta resistencia eléctrica y las propiedades aislantes especiales del vacío obtenido artificialmente, conocidas por la física. Cuando los contactores de potencia se abren en la cámara donde están colocados, se forma un arco eléctrico, sostenido por partículas metálicas que se evaporan de su superficie. La ausencia de condiciones para su estabilización impide el desarrollo del pico del proceso debido a las altas propiedades dieléctricas del medio de vacío.
Debido a la importante rigidez dieléctrica del vacío, el momento de extinción del arco se desplaza a un punto anterior al máximo de su desarrollo. En ingeniería eléctrica, este fenómeno se denomina "corte de corriente". Su presencia afecta negativamente a las redes eléctricas, ya que las sobretensiones de conmutación son consecuencia de este proceso.
Características de aplicación y funcionamiento.
La mayoría de las instalaciones energéticas modernas han abandonado diseños obsoletos y finalmente se han cambiado a nuevos interruptores que son bastante compactos y no necesitan mantenimiento. Esto se debe a las siguientes razones:
- el dispositivo de aspiración no tiene pretensiones y no necesita una limpieza regular de los contactos o una renovación del medio;
- durante el funcionamiento del dispositivo de aceite, el relleno tiene fugas constantemente;
- según los datos del 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 el funcionamiento, el mecanismo de accionamiento suele fallar en el momento más inadecuado para ello. Para mantenerlo en funcionamiento, se proporciona en el dispositivo una unidad especial para la carga manual del resorte. Obligatorio para estos dispositivos es la presencia de un botón de emergencia, que permite deshabilitar el mecanismo de bloqueo del despliegue de los módulos de aparamenta cuando el armario está encendido.Este punto se refiere a la seguridad del personal que opera el equipo y requiere mucha atención.
Caracteristicas de diseño
Cada modelo de vacuostato de alto voltaje tiene características individuales, ya que está diseñado para funcionar en redes con diferentes características eléctricas. Además, los fabricantes también realizan 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:
- Carcasa realizada sobre la base de un metal resistente, en cuyo interior se monta un accionamiento de encendido y apagado (puede ser de resorte o de otro tipo).
- Colector de corriente de 3 polos diseñado para la conexión a una red de 380 Voltios y desconectado cuando la aparamenta se transfiere del modo de funcionamiento a la posición retirada.
- Un carro para colocar en el interior de la maleta, que se diferencia de otras estructuras similares en su ejecución.
La parte eléctrica del producto tiene particiones especiales que separan las secciones de fase entre sí. También tiene una estructura compleja y contiene una serie de elementos descritos en el pasaporte.
Variedades de interruptores de vacío.
Los productos generalmente se clasifican de acuerdo con la clase de potencial que cambian.
Entre toda la variedad, destacan los siguientes tipos:
- Dispositivos para trabajar con tensiones de 6-10 kV.
- Dispositivos para conmutar niveles superiores: hasta 35 kV.
- Dispositivos diseñados para voltaje extra alto 110-220 kV.
Otro criterio de "trabajo" para clasificar los interruptores automáticos es la potencia que pueden transferir a la carga. Según este parámetro, su división se realiza de la misma forma que la clasificación del propio consumidor.
Ventajas y desventajas
Las ventajas de los dispositivos incluyen:
- talla pequeña;
- la capacidad de reemplazar rápidamente secciones individuales;
- silencio e independencia de la orientación en el espacio;
- seguridad para la salud del personal de servicio.
No necesitan reposición del entorno protector y son muy fiables. Pero incluso estos productos no estaban exentos de problemas inherentes a muchos dispositivos eléctricos. Las desventajas de los interruptores automáticos de vacío incluyen:
- corrientes de trabajo limitadas;
- "Tendencia" a la 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.
Los siguientes puntos importantes se tienen en cuenta en el proceso de selección:
- 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 funcionamiento más severas;
- la corriente y el voltaje nominales deben exceder los parámetros correspondientes para la red protegida;
- La corriente de corte no debe exceder el valor garantizado por el fabricante.
Antes de instalar el disyuntor de vacío, debe examinar cuidadosamente el lugar de su instalación y asegurarse de que no haya daños o defectos. Luego, deberá limpiar las superficies aisladas de los postes con un paño seco.
No está permitido instalar nuevos equipos en un sistema, en cuyas superficies aislantes hay astillas, grietas y áreas severamente deformadas.
El esquema del circuito secundario con la conexión posterior del bus "tierra" está sujeto a verificación obligatoria. El disyuntor de vacío en sí se conecta directamente a la parte móvil del carro mediante un hardware especial atornillado.
Los modelos mas comunes
Entre los modelos más habituales de cámaras de vacío 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 disyuntores de aceite antiguos y pueden funcionar en circuitos de CA y CC. La instalación, el ajuste posterior y la puesta en servicio de los dispositivos de vacío de alto voltaje son procedimientos que requieren mucho tiempo y determinan su funcionalidad adicional. Por lo tanto, las operaciones enumeradas se confían solo a especialistas con las calificaciones adecuadas.
Al instalar el dispositivo, se debe seguir la secuencia de operaciones 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 alta tensión.
Los productos pertenecientes a la categoría de interruptores automáticos al vacío necesitan una selección y evaluación profesional, ya que su funcionamiento está asociado a altos voltajes.
