Per dissenyar aixetes procedents de línies de transmissió d’alta tensió, tradicionalment s’utilitzen dispositius de commutació especials. El seu nom comú és el interruptor de buit, que s’explica per les característiques de la cambra d’arc. És possible conèixer amb detall aquests dispositius només després d’estudiar el fons de la seva aparença.
Referència d’història
Per primera vegada, es van esmentar els disjuntors de circuit al buit a principis dels anys 30 del segle XX, quan els dispositius es van utilitzar per desconnectar circuits de corrent relativament baix que operen sota tensió de fins a 40 kV. Per obtenir amortidors de buit fiables que puguin desactivar corrents significatius en circuits amb alt potencial, es van necessitar tota una sèrie d'estudis. Durant la seva implementació, aproximadament cap al 1957, es van estudiar i sistematitzar completament els processos observats durant la crema d’arc d’alta tensió. La transició dels prototips produïts en còpies úniques a la producció massiva d'aparells moderns va trigar dues dècades més.
Principi de funcionament
El principi d’extinció d’arc es basa en el fet de tenir una gran resistència dielèctrica i propietats aïllants especials del buit obtingudes artificialment de la física. Quan els contactors d’energia s’obren a la cambra on s’ubiquen, es forma un arc elèctric, recolzat per partícules metàl·liques que s’evaporen de la seva superfície. L'absència de condicions per a la seva estabilització impedeix el desenvolupament d'un pic de procés a causa de les altes propietats dielèctriques del medi de buit.
A causa de la significativa força dielèctrica del buit, el moment de la saciada de l'arc es desplaça a un punt anterior al màxim del seu desenvolupament. En enginyeria elèctrica, aquest fenomen es denomina "tall actual". La seva presència afecta negativament les xarxes elèctriques, ja que el resultat d'aquest procés és de sobretensió.
Característiques d'aplicació i funcionament
Amb el seu disseny, a la fase inicial, aquest tipus d’interruptor es va desenvolupar com un dispositiu destinat a la seva instal·lació en armaris d’armaris (en dispositius complexos). Actualment, es munten en estructures de distribució oberta (centraleta exterior). Un modern interruptor de buit és un dispositiu de commutació d'alta velocitat dissenyat per a una llarga vida útil en comparació amb els seus predecessors, que tenen entorns de petroli i gas.
La majoria de les explotacions energètiques modernes han abandonat dissenys obsolets i finalment han canviat a disjuntors de circuit força compactes i sense manteniment. Això es deu als següents motius:
- el dispositiu de buit és sense pretensions i no necessita neteja regular de contactes ni actualització de l’entorn;
- durant el funcionament del dispositiu d’oli, el farciment es filtra constantment;
- segons el passaport, la vida útil dels dispositius de buit arriba als 20 anys, molt superior al mateix indicador per a altres tipus d’interruptors de circuit.
Durant el funcionament, el mecanisme d’accionament sovint falla en el moment més inoportú per a això. Per mantenir-lo en condicions de funcionament, el dispositiu disposa d’una unitat especial per a la càrrega manual de molla. És obligatori per a aquests dispositius la presència d’un botó d’emergència que permet desactivar el mecanisme de bloqueig per desplegar els mòduls de commutació quan l’armari està encès. Aquest punt es refereix a la seguretat dels equips de servei del personal i requereix una atenció especial.
Funcions de disseny
Cada model d’interruptor de buit d’alta tensió té característiques individuals, ja que està pensat per funcionar en xarxes amb diversos indicadors elèctrics. A més, els fabricants també fan alguns ajustaments al disseny dels seus productes. Tanmateix, en general, la composició dels components d’aquests dispositius roman inalterada. Elements principals:
- Un allotjament fabricat a partir de metall resistent, dins del qual es munta un accionador d’encesa i apagat (pot ser de molla o d’un altre tipus).
- Col·lector de 3 pols de corrent, dissenyat per connectar-se a la xarxa de 380 volts i desconnectat quan l’interruptor es canvia del mode operatiu a la posició desinflada.
- El carretó per col·locar dins de la caixa, en el seu disseny diferent de les altres estructures similars.
La part elèctrica del producte té particions especials que separen les seccions de fase les unes de les altres. També té un dispositiu complex i conté una sèrie d’elements descrits al passaport.
Varietats d’interruptors de buit
Els productes solen classificar-se segons la classe de potencials commutats per ells.
Entre la varietat, destaquen els següents tipus:
- Dispositius per treballar amb tensions de 6-10 kV.
- Dispositius per a commutació de nivells més alts: fins a 35 kV.
- Dispositius dissenyats per a alta tensió de 110-220 kV.
Un altre criteri “de treball” per a la classificació dels interruptors de circuit és la potència que poden transferir a la càrrega. Segons aquest paràmetre, la seva divisió es realitza de manera similar a la classificació del consumidor.
Avantatges i inconvenients
Els avantatges dels dispositius inclouen:
- petites dimensions;
- la capacitat de substituir ràpidament seccions individuals;
- silenci i independència de l’orientació a l’espai;
- seguretat per a la salut del personal.
No necessiten reomplir l’entorn protector i són altament fiables. Però aquests productes no podrien prescindir dels problemes inherents a molts aparells elèctrics. Els desavantatges dels interruptors de buit inclouen:
- corrents de treball limitats;
- "Tendència" a la sobretensió;
- petit recurs de commutació.
Malgrat les mancances, aquests dispositius han ocupat el seu lloc en la llista dels equips de commutació més explosius moderns.
Característiques de selecció i instal·lació
En el procés de selecció d’un commutador, es tenen en compte els punts importants següents:
- les característiques de protecció del dispositiu han de correspondre amb els paràmetres de la xarxa en què se suposa que funciona;
- l’interruptor està seleccionat en funció de les condicions de funcionament més difícils;
- el corrent nominal i la tensió han de superar els paràmetres corresponents a la xarxa protegida;
- el corrent de ruptura no ha de superar el valor garantit pel fabricant.
Abans d’instal·lar l’interruptor de buit, cal examinar detingudament el lloc de la seva instal·lació i assegurar-se que no hi hagi danys o defectes. A continuació, heu de netejar les superfícies aïllades dels pals amb un drap sec.
No està permès instal·lar equips nous en un sistema a les superfícies aïllants del qual hi ha fitxes, esquerdes i seccions deformades de forma severa.
El diagrama de circuit secundari amb la connexió posterior del bus de terra està subjecte a una verificació obligatòria. El propi interruptor de buit s’adjunta directament a la part mòbil del carretó amb l’ajut de ferrells especials de cargol.
Els models més habituals
Entre els models més comuns de cambres de buit, destaquen els següents:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10–20.
Gairebé totes les mostres de productes d’aquesta llista constitueixen un desenvolupament addicional d’antic disjuntors de petroli i poden operar en circuits de corrent altern i corrent continu. La instal·lació, la configuració i la posada en servei posteriors dels dispositius de buit d’alta tensió són procediments que requereixen molta mà d’obra que determinen la seva funcionalitat addicional. Per tant, les operacions enumerades només confien en especialistes amb les qualificacions adequades.
En instal·lar el dispositiu, s’ha de seguir la seqüència de configuració. El compliment d’aquest requisit és la base per a la seguretat del personal operatiu o d’un electricista de servei autoritzat a treballar amb equips d’alta tensió.
Els productes pertanyents a la categoria d’interruptors de buit necessiten selecció i avaluació professional, ja que el seu funcionament s’associa a altes tensions.
