Para o projeto de derivações de linhas de transmissão de alta tensão, tradicionalmente são usados dispositivos de comutação especiais. Seu nome comum é o disjuntor a vácuo, explicado pelas características da câmara de arco. É possível se familiarizar com esses dispositivos em detalhes somente depois de estudar o plano de fundo de sua aparência.
Referência histórica
Pela primeira vez, os disjuntores a vácuo foram mencionados no início dos anos 30 do século XX, quando os dispositivos eram usados para desconectar circuitos de corrente relativamente baixa, operando sob tensão de até 40 kV. Para obter amortecedores a vácuo confiáveis que possam desligar correntes significativas em circuitos com alto potencial, foi necessária uma série de estudos. Durante sua implementação, aproximadamente em 1957, os processos observados durante a queima de arco de alta tensão foram completamente estudados e sistematizados. A transição dos protótipos produzidos em cópias únicas para a produção em massa de dispositivos modernos levou mais duas longas décadas.
Princípio de funcionamento
O princípio da extinção de arco é baseado no fato de alta resistência dielétrica e propriedades isolantes especiais do vácuo obtidas artificialmente da física. Quando os contatores de força são abertos na câmara onde estão colocados, um arco elétrico é formado, suportado por partículas de metal que evaporam de sua superfície. A ausência de condições para sua estabilização impede o desenvolvimento de um pico de processo devido às altas propriedades dielétricas do meio de vácuo.
Devido à significativa força dielétrica do vácuo, o momento de resfriamento do arco é deslocado para um ponto anterior ao máximo de seu desenvolvimento. Na engenharia elétrica, esse fenômeno é chamado de "corte de corrente". Sua presença afeta negativamente as redes elétricas, pois o resultado desse processo é a comutação de sobretensão.
Características de aplicação e operação
Por seu design, no estágio inicial, esse tipo de disjuntor foi desenvolvido como um dispositivo destinado à instalação em armários de distribuição (em dispositivos complexos). Atualmente, eles são montados em estruturas de distribuição aberta (painel externo). Um disjuntor a vácuo moderno é um dispositivo de comutação de alta velocidade projetado para uma longa vida útil em comparação com seus antecessores, que possuem ambientes de petróleo e gás.
A maioria das fazendas modernas de energia abandonou projetos obsoletos e finalmente mudou para novos disjuntores bastante compactos e isentos de manutenção. Isso ocorre pelos seguintes motivos:
- o dispositivo de vácuo é despretensioso e não precisa de limpeza regular dos contatos ou atualização do ambiente;
- durante a operação do dispositivo de óleo, o enchimento vaza constantemente;
- de acordo com o passaporte, a vida útil dos dispositivos a vácuo chega a 20 anos, muito mais que o mesmo indicador para outros tipos de disjuntores.
Durante a operação, o mecanismo de acionamento geralmente falha no momento mais inoportuno para isso. Para mantê-lo em condições de funcionamento, o dispositivo possui uma unidade especial para carregamento manual da mola. Obrigatória para esses dispositivos é a presença de um botão de emergência que permite desativar o mecanismo de travamento para a instalação dos módulos do quadro de distribuição quando o gabinete estiver ligado. Este ponto diz respeito à segurança do equipamento de manutenção de pessoal e requer muita atenção.
Características de design
Cada modelo de um comutador a vácuo de alta tensão possui características individuais, pois se destina à operação em redes com vários indicadores elétricos. Além disso, os fabricantes também fazem alguns ajustes no design de seus produtos. No entanto, em geral, a composição dos componentes desses dispositivos permanece inalterada. Principais elementos:
- Uma caixa feita com base em metal durável, dentro do qual é montada uma unidade ligada e desligada (pode ser de mola ou outro tipo).
- Coletor de corrente de 3 polos, projetado para conectar-se à rede de 380 volts e desconectado quando o quadro é alternado do modo de operação para a posição desinflada.
- O carrinho para colocação dentro da caixa, em seu design diferente de outras estruturas semelhantes.
A parte elétrica do produto possui partições especiais que separam as seções de fase umas das outras. Ele também possui um dispositivo complexo e contém vários elementos descritos no passaporte.
Variedades de disjuntores a vácuo
Os produtos geralmente são classificados de acordo com a classe de potencial trocada por eles.
Entre as variedades, destacam-se os seguintes tipos:
- Dispositivos para trabalhar com tensões de 6 a 10 kV.
- Dispositivos para comutação de níveis mais altos - até 35 kV.
- Dispositivos projetados para tensão ultra-alta de 110-220 kV.
Outro critério de "funcionamento" para a classificação dos disjuntores é a potência que eles podem transferir para a carga. De acordo com esse parâmetro, sua divisão é realizada de forma semelhante à classificação do consumidor.
Vantagens e desvantagens
As vantagens dos dispositivos incluem:
- pequenas dimensões;
- a capacidade de substituir rapidamente seções individuais;
- silêncio e independência da orientação no espaço;
- segurança para a saúde do pessoal.
Eles não precisam reabastecer o ambiente protetor e são altamente confiáveis. Mas esses produtos não poderiam prescindir dos problemas inerentes a muitos dispositivos elétricos. As desvantagens dos disjuntores a vácuo incluem:
- correntes de trabalho limitadas;
- "Tendência" à sobretensão;
- pequeno recurso de comutação.
Apesar das deficiências existentes, esses dispositivos ocuparam seu lugar na lista dos mais modernos equipamentos de comutação de explosivos.
Características de seleção e instalação
No processo de seleção de uma opção, os seguintes pontos importantes são levados em consideração:
- as características de proteção do dispositivo devem corresponder aos parâmetros da rede na qual ele deve operar;
- o interruptor é selecionado com base nas condições operacionais mais difíceis;
- a corrente e a tensão nominais devem exceder os parâmetros correspondentes para a rede protegida;
- a corrente de ruptura não deve exceder o valor garantido pelo fabricante.
Antes de instalar o disjuntor a vácuo, é necessário examinar cuidadosamente o local de sua instalação e garantir que não haja danos ou defeitos. Então você precisa limpar as superfícies isoladas dos bastões com um pano seco.
Não é permitido instalar novos equipamentos em um sistema nas superfícies isolantes das quais existem cavacos, rachaduras e seções severamente deformadas.
O diagrama do circuito secundário com a conexão subsequente do barramento de terra está sujeito à verificação obrigatória. O próprio disjuntor a vácuo é conectado diretamente à parte móvel do carrinho com a ajuda de ferragens parafusadas especiais.
Os modelos mais comuns
Entre os modelos mais comuns de câmaras de vácuo, destacam-se:
- VVE-M-10-20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10-20.
Quase todas as amostras de produtos desta lista são um desenvolvimento adicional de disjuntores antigos de óleo e podem operar em circuitos CA e CC. A instalação, a configuração subsequente e o comissionamento de dispositivos de vácuo de alta tensão são procedimentos intensivos em trabalho que determinam sua funcionalidade adicional. Portanto, as operações listadas são confiáveis apenas para especialistas com as qualificações apropriadas.
Ao instalar o dispositivo, a sequência de instalação deve ser seguida. A conformidade com este requisito é a base para a segurança do pessoal operacional ou de um eletricista de serviço autorizado a trabalhar com equipamentos de alta tensão.
Os produtos pertencentes à categoria de disjuntores a vácuo precisam de seleção e avaliação profissional, pois sua operação está associada a altas tensões.
