Interruptor de alta tensão
Chaves de alta tensão são chaves elétricas para tensões acima de 1 quilovolt (kV). As chaves para tensões abaixo de 1 kV são chamadas de chaves de baixa tensão. As chaves de alta tensão são divididas em disjuntores , chaves de carga, chaves seccionadoras e seccionadoras . De alta tensão interruptores são usados em subestações , instalações de distribuição de carga ou na área de alimentação plantas e são controlados remotamente a partir de centros de controlo. Eles podem ser equipados com um motor, acionamento por mola ou ar comprimido. Projetos compactos podem ser encontrados em quadros de distribuição isolados a gás .
Disjuntor
A capacidade de comutação, ou seja, a possibilidade de desconectar uma conexão elétrica existente, é maior com disjuntores e é expressa na forma de energia de curto-circuito . Os disjuntores podem comutar correntes de carga de até vários kiloamps (kA) no caso de um curto-circuito .
Os critérios de seleção comuns para disjuntores são:
- a tensão nominal de operação e o nível de tensão
- a corrente operacional nominal (alguns kA)
- a corrente de curto-circuito.
Os disjuntores estão geralmente disponíveis para correntes de curto-circuito de 30 kA, 40 kA, 50 kA e 63 kA. Deve-se notar que cada curto-circuito apagado causa uma queima consideravelmente mais forte na tulipa queimada e no pino de queima do que as correntes normais de operação.
A capacidade de interrupção nominal dessas chaves está na faixa de alguns 100 MW e acima. Devido à grande capacidade de comutação, o processo de comutação real ocorre hoje sob meios de proteção , como vácuo ou gases de proteção, como hexafluoreto de enxofre (SF 6 ). Os disjuntores mais antigos com acionamentos de ar comprimido geralmente são projetados sem gás de proteção ou vácuo: o arco que ocorre principalmente ao desligar é expulso pelo ar comprimido. Os disjuntores de baixo nível de óleo, nos quais o arco é extinto com óleo, também são comuns em sistemas mais antigos . No projeto mais antigo de disjuntores, os interruptores de óleo de caldeira, que quase não são usados hoje, o processo de comutação ocorre em uma caldeira cheia de óleo. Existe o risco de explosão de uma chave de óleo devido à formação de gás no óleo a partir do arco de comutação .
No caso dos disjuntores, uma vez que sempre devem ser encapsulados em quadro externo, não é necessariamente possível dizer de fora se a chave está aberta ou fechada.
Para tensões CA mais altas, como no nível de 400 kV, dois ou mais disjuntores são geralmente conectados em série. Os interruptores reais estão localizados nos dois corpos cerâmicos horizontais no desenho em T e nos dois isoladores de cerâmica inclinados no arranjo em forma de V. Para dividir a tensão alternada uniformemente entre as duas chaves e evitar danos causados por tensões excessivamente altas em uma chave , dois capacitores de alta tensão são conectados em série e atuam como um divisor de tensão capacitivo . A corrente reativa que ocorre quando o disjuntor está aberto é interrompida pelo seccionador conectado em série.
Disjuntor
O disjuntor é uma combinação de disjuntor e seccionador. Ele pode ligar e desligar correntes operacionais e sem carga. O disjuntor também produz a distância de isolamento prescrita por DIN / VDE 0105. No entanto, a chave só pode ser encontrada até cerca de 40 kV. Os disjuntores são cerca de 1/3 mais baratos do que os disjuntores, mas têm muito menos ciclos de chaveamento .
- Exemplo: disjuntor 22 × 16 kA; Disjuntor 100 × 16 kA.
Interruptor de carga
Os interruptores de carga comutam correntes de carga ou sem carga em sistemas até 30 kV. Eles são capazes de mudar sua corrente nominal "on" e "off". A chave de carga também pode ser "ligada" até sua corrente nominal de curto-circuito, mesmo em caso de falha. No entanto, em caso de falha (curto-circuito), não pode ser "Desligado".
Chave seccionadora
Como a chave de carga, esta chave de alta tensão pode desligar e ligar as correntes de operação e ligar as correntes de curto-circuito. No entanto, a chave seccionadora também produz a distância de isolamento necessária de acordo com DIN / VDE 0105. É usado principalmente na faixa de média tensão (10 a 30 kV). Sua capacidade de chaveamento é de aproximadamente 40 a 63 kA.
separador
Uma seccionadora não possui um dispositivo de extinção de arco e, portanto, só pode separar os circuitos elétricos uns dos outros quando não houver corrente de carga fluindo. Em tecnologia de energia, esse processo é chamado de desconexão e não comutação . Os isoladores em quadros de distribuição externos devem separar visivelmente a conexão elétrica de acordo com VDE 105, a capacidade de chaveamento pode ser limitada às correntes reativas capacitivas de alguns 100 mA causadas pelas seções de linha.
Os isoladores são normalmente conectados em série com circuitos de força no caso de tomadas de linha , uma vez que um isolador só pode ser aberto ou fechado quando o disjuntor correspondente está aberto e, portanto, nenhuma corrente significativa flui pelo isolador. O processo de desconexão real pode levar alguns segundos devido às distâncias comparativamente longas envolvidas em seccionadores maiores, como o seccionador do pantógrafo, enquanto o processo de comutação de um disjuntor leva alguns 10 ms.
Um grupo de três isoladores (tipo pantógrafo ou isolador de tesoura, aberto) em um quadro de distribuição externo para 380 kV
Separador de cisalhamento para 220 kV, fechado
Chave de aterramento
A chave de aterramento cria uma conexão condutiva e à prova de curto-circuito entre o condutor e a terra. Uma combinação de seccionadora e chave de aterramento é freqüentemente encontrada.
Curto-circuito ou aterramento de liberação rápida
Curtos-circuitos e eletrodos de aterramento rápido são fechados com força de mola. Entre outras coisas, eles são usados em comutadores com fusíveis de alta tensão de alto desempenho (fusíveis HH, isto é, fusíveis) para evitar uma sobrecarga, por exemplo B. pode ser rapidamente encerrado por uma falha de arco distante, que provoca um curto-circuito local e um aterramento. Os curtos-circuitos são acionados por transformadores de corrente e possuem um dispositivo de armazenamento com mola que é acionado por um pequeno ímã de tração, fecha a chave em um tempo muito curto e aciona o fusível ou dispositivo de proteção através do curto-circuito.
Os curtos-circuitos são isolados a ar e têm uma estrutura muito simples, pois bastam apenas ligar, mas não desligar a corrente de curto-circuito. Freqüentemente, os curtos-circuitos precisam ser abertos ou tensionados novamente com as mãos.
literatura
- Réne Flosdorff, Günther Hilgarth: Distribuição de energia elétrica. 4ª edição, Verlag BG Teubner, 1982, ISBN 3-519-36411-5
- Wilfried Knies, Klaus Schierack: Engenharia de sistemas elétricos. 5ª edição, Carl Hanser Verlag, Munich and Vienna, 2006, ISBN 3-446-40574-7
- Günter Springer: Experiência em engenharia elétrica. 18ª edição, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9