Interruptores

INTERRUPTORES

FUNCIÓN

Se utilizan para: Establecer o interrumpir la corriente

permanente de un circuito

Interrumpir las corrientes de falla de un circuito

Su función principal es conectar y desconectar los circuitos

DEFINICIONES

Arco eléctrico

Corriente que se desarrolla entre los contactos del interruptor después de estar separados

Tensión de arco

Tensión entre contactos cuando existe arco eléctrico

DEFINICIONES

Tensión transitoria de recuperación TTR

Tensión transitoria que aparece entre los contactos después de la interrupción del arco

Tensión de encendido

Tensión requerida entre los contactos para el encendido del arco

DEFINICIONES

DEFINICIONES

Medio de extinción

Es el medio que se encuentra dentro de la cámara de interrupción en el cual se efectúa la extinción del arco

EVOLUCIÓN EN LA FABRICACIÓN

Interruptores con medio de extinción en aire

El arco eléctrico es soplado por aire comprimido en la cámara de extinción.


Interruptores con medio de extinción en aceite.

Los contactos se encuentran sumergidos en aceite el cual tiene la función de refrigerar y de extinguir el arco


Interruptores con medio de extinción hexafloruro

de azufre.El SF6 es un gas que se encuentra a presión dentro de la cámara de extinción y es el que produce el soplado del arco.

TIPOSLos interruptores se clasifican de acuerdo con:

Nivel de tensión Sitio de instalación Diseño externo Medio de extinción Mecanismo de operación Clasificación según la norma

TIPOS

SEGÚN EL NIVEL DE TENSIÓNEntre 34,5 kV Y 245 kV: Con una cámara

TIPOS

SEGÚN EL NIVEL DE TENSIÓN

Entre 245 kV Y 550 kV:

Con dos cámaras

TIPOS

SEGÚN EL NIVEL DE TENSIÓNMAYOR DE 362 kV:

Con mas de dos cámaras (cuando se requieren corrientes de interrupción altas)

TIPOS

Según el sitio de instalación

Interiores

Comunes en tensiones 4,6< Um< 34,5 kV

Exteriores

Para tensiones Um > 34,5 kV, y estos pueden ser:

TIPOS

SEGÚN EL DISEÑO EXTERNO

Tanque vivo:

El mecanismo de interrupción se encuentra en pequeñas cámaras, las que se ubican en soportes aislante

INTERRUPTORES DE TANQUE VIVO

Cámaras de extinción en interruptor tipo tanque vivo

TIPOS


Tanque muerto:

Consiste en un tanque con el mecanismo de interrupción que se conecta a la alta tensión mediante bujes

INTERRUPTORES DE TANQUE MUERTO

Cámaras de extinción en interruptor tipo tanque muerto

TIPOS

Tanque vivo Ocupan menos espacio

Son menos costosos

Utilizan menos medios de extinción

Tanque muerto

Los transformadores de corriente se pueden instalar en los bujes

Se comportan mejor ante sismos


TIPOSSegún el mecanismo de operación:

Resortes:

La energía se almacena en resortes. Requiere motor para cargar el resorte

Neumático: La energía se almacena en aire comprimido. Requiere

un moto-compresor para mantener la presión constante

Hidráulico: La energía se almacena en aceite a presión. Se requiere

una bomba para mantener la presión de aceite.

TIPOS

Clasificación según IEC

Según su durabilidad eléctrica: Clase E1 ó E2 Según su desempeño ante corrientes

capacitivas: Clase C1 ó C2 Según su durabilidad mecánica: Clase M1 ó M2

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO CON IEC

Según la durabilidad eléctricaClase E2:

Diseñados con durabilidad eléctrica extendida, es decir, las partes de interrupción del contacto principal no requieren mantenimiento

Clase E1:

No clasificados en Clase E2


Según su desempeño ante corrientes

capacitivas

Clase C1:

Con baja probabilidad de recebado (restablecimiento del arco después de separados los contactos)

Clase C2:

Con muy baja probabilidad de recebado


Según su durabilidad mecánica

Clase M1:

Con durabilidad mecánica normal (2,000 operaciones sin mantenimiento). No catalogados en clase M2

Clase M2:

Con durabilidad mecánica extendida (10,000 operaciones sin mantenimiento)

NORMAS TÉCNICAS

IEC 62271-1

Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear standards

IEC 62271-100

High-voltage alternating-current circuit-breakers

IEC 60376

Specification of technical grade sulfur hexafluoride (SF6) for use in electrical equipment

IEC 62271-101

High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing

ACCESORIOS

Dispositivos para igualar tensiones: Se utilizan condensadores en paralelo con los contactos

Conectores de alta tensión y para puesta a tierra

Indicador de posición

ACCESORIOSResistencias de pre-inserción: Se instalan en paralelo con los contactos, sirven para reducir las

sobretensiones

Sin resistencias de preinserción Con resistencias de preinserción

FENÓMENO DE INTERRUPCIÓN MANIOBRA: CIERRE

Posición cerrado

Posición abierto

Aparición del arco (todos los polos)

Energización bobina de cierre

Cierre del contacto(todos los polos)

T ( armado)

T ( cierre)

T ( pre-arco)

Con resistencia de pre-inserción Flujo de corriente

FENÓMENO DE INTERRUPCIÓN – MANIOBRA: APERTURA

Posición abierto

Posición cerrado

Aparición del arco (todos los polos)

Energización bobina de apertura

Extinción del arco (todos los polos)

T ( apertura)

T ( desarmado)

T ( arco)

Flujo de corriente

FENÓMENO DE INTERRUPCIÓN : FALLA

Corriente

Tensión

Separación contactos

Inicio separación contactos

Ur

TTR/TRV IDEAL

Separación contactos

Inicio separación contactos

TTR / TRV

TTR/TRV REAL

TTR: Tensión transitoria de recuperación

TRV: Transient recovery voltage

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS QUE SE ESPECIFICAN

Tensión asignada

Niveles de aislamiento

Corriente asignada en servicio continuo

Frecuencia asignada

Duración asignada del cortocircuito

Línea de fuga

Tensión asignada para la alimentación de los circuitos de apertura y cierre

Presión asignada del gas para operación o interrupción


• Factor de primer polo:

Cuando ocurre una interrupción de una corriente simétrica trifásica, el factor de primer polo es la relación entre la tensión a frecuencia industrial entre los terminales del polo que abre primero, cuando los otros dos polos no han abierto, y la tensión a frecuencia industrial en los polos, después de que todos han abierto. Puede ser 1,3 ó 1,5

FACTOR DE PRIMER POLO


Tiempo de apertura: Puede ser en ciclos o en ms: valores típicos•Para 245 kV: 3 ciclos o 50 ms•Para 500 kV: 2,5 ciclos o 40 ms

Secuencia de maniobra asignada O - t - CO - t´- CO

t: 3 min cuando no se requiere recierre rápido

t: 0,3 s para recierres rápidos

t´: 3 minutos

O - t” - COt”: 15 s

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Poder de corte asignado en cortocircuito:

Valor mas alto de la corriente de cortocircuito que el interruptor debe ser capaz de abrir Ik

Poder de cierre asignado en cortocircuito:

Valor pico de corriente de cortocircuito que el interruptor debe poder cerrar, 2,5 x Ik


Tensión transitoria de recuperación (TTR)

Es el valor de la tensión transitoria que aparece entre los contactos del interruptor cuando se extingue el arco

•Para fallas terminales:

Corresponde a fallas que se presentan en los terminales o bornes del interruptor o muy cerca de éstos.


Tensión transitoria de recuperación (TTR) • Fallas en líneas cortas: Son fallas que se presentan a una corta distancia de los

terminales del interruptor, la cual puede estar entre varios cientos de metros hasta un par de kilómetros

• Interrupción de pequeñas corrientes capacitivas:

La desconexión de bancos de capacitores y líneas sin carga requiere la interrupción de pequeñas corrientes puramente capacitivas de valor muy inferior a las corrientes de falla


Tensión transitoria de recuperación (TTR) • Interrupción de pequeñas corrientes

inductivas: Las corrientes inductivas se presentan en la

desconexión de transformadores y reactores

• Recierre de líneas: Que se presenta por el fenómeno de la carga atrapada

PRUEBAS

Pruebas de rutina Tensión aplicada a frecuencia industrial, en

seco, en el circuito principal

Tensión aplicada en los circuitos auxiliares y de control

Medida de la resistencia del circuito principal

Funcionamiento mecánico

Verificación visual

PRUEBAS

Pruebas tipo

Pruebas dieléctricas:

• Impulso tipo rayo

• Impulso tipo maniobra

• Tensión soportada a frecuencia industrial

• Descargas parciales

• Pruebas en circuitos auxiliares y de control

PRUEBAS

Pruebas tipo

Tensión de radio interferencia (r.i.v.)

Incremento de temperatura

Medida de la resistencia del circuito principal

Pruebas de corrientes pico y de corto tiempo

Pruebas mecánicas y ambientales

PRUEBAS

Pruebas tipo

Pruebas de interrupción y cierre de corrientes de corto circuito

• Corrientes críticas

• Interrupción de corto circuito monofásico

• Interrupción de fallas kilométricas

• Apertura y cierre de corrientes fuera de fase

• Maniobra de corrientes capacitivas

• Maniobra de corrientes de magnetización y de pequeñas corrientes inductivas

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Engineering

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