INTERRUPTORES DE POTENCIA EN S/E. Y REDES

Antes de comensar a presentar el tema de Interruptores, es necesario nombrar el grupo de trabajo con el cual se hizo la investigación, el cual formó parte de recolección de información, lo mismo que datos en terreno, para lo cual se tomó como fuente la internet, algunos libros y se hizo la visita a algunas sub-estaciones de MT-MT y AT-MT, entre las cuales la S/E de 115 kv. de villeta Cundinamarca y redes de circuitos de 13.2 kv. de la zona Gualivá en la Vega, haciendo reconocimiento y operaciones a los diferentes tipos de interruptores instalados al intermedio de dichos circuitos.

El grupo está conformado por Fernando Gómez, Audy Rojas, Ricardo Rodríguez, Camilo Perez y Luis Hernando Herrera m. bajo la supervisión y monitoreo del Ing. Cesar Adrian Burgos.

El tema de interruptores es muy extenso, bastante importante y que presta una elevada utilidad en el medio eléctrico, por su función principal que es la de protección y operación de redes eléctricas y equipos instalados tanto en sub estaciones, centros de distribución, como en la misma red. A continuación se ilustrará todas las definiciones necesarias para identificar, conocer y estar familiarizado con los interruptores.

INTERRUPTOR:


Aparato mecánico de conexión capaz de establecer,soportar e interrumpir intensidades en condiciones normales del circuito, comprendiendo eventualmente condiciones especificadas de sobre carga en servicio.

INTERRUPTOR AUTOMÁTICO Ó DISYUNTOR

Es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales de circuito, tales como la de cortocircuito. Su función principal es la de operar en condiciones de falla ó por maniobras de operaciones manuales.
En condiciones de falla, éstos son accionados por los relevadores respectivos ó equipos secundarios de protección como por ejemplo los relés los cuales accionan automáticamente para aislar la falla en el menor tiempo posible. A diferencia del fusible el cual opera una sola vez y luego debe ser reemplazado, un interruptor se puede resetear manual ó automáticamente para reanudar la operación normal.
Los interruptores pueden ir sobre muro, sobre carro ó seccionables. En subestaciones existen para MT-MT , AT-MT, Y MT-AT.

Un interruptor automático, ya en su operación completa está conformado por tres partes principales.

Parte activa ó cámara de interrupción: que es donde se encuentran todos los contactos y piezas móviles y fijas encargadas de interrumpir la corriente y en caso dado de extiguir el arco y que siempre estarán aisladas por algún tipo de elemento.

2.) Parte de ó mecanismo de operación: Esta parte tiene la tarea de crear la energía requerida para ejecutar la operación mecánica del interruptor, para las operaciones de apertura y cierre y los más usados son de tres tipos:

a.) neumático: Usualmente se encuentra en los interruptores de aire comprimido. Este tipo de mecanismo usa aire comprimido generado por un compresor común, para cargar muelles ó resortes de alta energía, los cuales inpulsan los contactos móviles del interruptor tipo pistón.

b.) hidráulico: este tipo de mando tiene un reservorio de energía, un acumulador de nitrógeno comprimido ó de resortes comprimidos por una bomba y por fluido hidráulico. El contacto móvil del interruptor está sujetado al pistón por una varilla aislada.

c.) Mando mecánico: Este tipo de mando es el de mayor demanda por su confiabilidad comprobada y también por su muy baja frecuencia de mantenimiento periódico. Consta de dos resortes comprimidos, uno usado para acumular energía necesaria para cerrar el interruptor y el otro igual pero para abrir. El resorte de cierre se comprime manualmente usando una palanca ó normalmente se comprime eléctricamente usando un motor. Un mecanismo de bloqueo mantiene y controla la energía acumulada en el resorte de cierre; cundo se libera éste, tambien se libera toda la energía acumulada que hace que el contacto móvil se desplace hacia el contacto fijo, a travez de varillas conectoras aisladas; mientras simultáneamente se está cargando el resorte de apertura, el cual mantiene la energía acumulada con su propio mecanismo de bloqueo, listo para ser liberado en la próxima orden de apertura.

3.) Parte ó mecanismo de control: Es el cuadro de control donde se monitorea el estado y se generan las órdenes para la operación del interruptor. Algunos solamente tienen el mando de apertura, cierre y sensores de tensión, corriente y potencia, otros poseen adicionalmente elementos de protección y funciones mas avanzadas.

CLASIFICACION DE INTERRUPTORES

Los interruptores se clasifican según su forma de aislamiento y extinción de arco en :

1..) EXTICION DE AIRE

Es la mas simple, todas las partes del interruptor están expuestas a la intemperie usando aire para la extinción de arco; se sub dividen en tres tipos

a.) Por ruptura brusca: Si se da a los contactos móviles del interruptor, una elevada velocidad, se reduce la ionización del aire, y por tanto, se incrementa la regeneración díeléctrica y el poder de corte del mismo. La velocidad de los contactos móviles debe ser independiente a la maniobra del operario que acciona el interruptor y generalmente depende de la energía acumulada en los muelles como se explicó antes. Se emplea en todas las gamas de tensiones combinado con otros métodos.

b.) Por soplado autoneumático: Esta técnica de ruptura se basa en el soplado de la zona del arco, con el volumen de aire contenido en un cilindro, que es impulsado por un pistón ligado al mecanismo que acciona el sistema de los contactos móviles del interruptor.

c.) Por soplado magnético: Consiste en producir un rápido alargamiento del arco, por la acción de un campo magnético excitado por la propia corriente a cortar, que es canalizado hacia el interior de una cámara de extición de material aislante y refractario. En los interruptores de corriente alterna, el soplado magnético es nulo en el momento de extinguirse el arco (cuando la corriente pasa por cero), no ejerciéndose en este instante acción electromagnética alguna sobre los iones y electrones presentes en la columna del arco. Esto limita la utilización de interruptores en tensiones muy elevadas, por lo cual se usan mas en M.T. hasta 24 KV.

2..) EXTINCION EN ACEITE

Consiste en la inmersión de los contactos bajo el aceite. Al separarse los contactos y producirse el arco, la muy alta temperatura de éste ( 6000 a 8000 °C ) disocia el aceite liberando una gran cantidad de gases, formándose 70% de hidrógeno, 20% de etileno, 10% de metano y carbón libre, este último produce polución en el dieléctrico haciendo disminuir es aislamiento por lo cual es necesario hacer más revisiones periódicas. Existen interruptores de gran volumen de aceite y pequeño volumen de aceite y son usados para todas las tensiones; M.T. - A.T. - M.A.T.

3..) EXTINCION EN AIRE COMPRIMIDO

La rigidez dieléctrica del aire aumenta con la presión. La elevada rigidez del aire comprimido y la gran velocidad de desplazamiento son los dos valores que favorecen la rápida extición del arco. Es suficiente que la presion del aire a la entrada de corte sea 1.8 veces superior a la presión de salida, para que el aire alcance en la zona del arco la velocidad del sonido; lográndose esto con compresores de alto rendimiento y un buen sistema de inyección. Presenta el inconveniente de que necesita muchos accesorios y en zonas muy pobladas no se pueden instalar por el ruido tan grande que presentan.

Se usan para todas las tensiones M.T. - A.T. - M.A.T.

4..) EXTINCION EN VACIO

Basta con separar los contactos que están situados en un compartimento estanco ó cámara con el grado de vacío, para tener un interruptor de vacío. funciona por el principio de que si no hay ningún elemento combustible como el aire no puede haber arco.

5..) EXTINCION POR HEXAFLORURO DE AZUFRE ( SF6 )

Son comunes los interruptores que extinguen arcos con presión de gas, y para este caso el más usado por sus propiedades es el SF6 porque a la temperatura ordinaria es un gas cinco veces más pesado que el aire, inodoro, incoloro, no inflamable y no tóxico. La rigidez dieléctrica del SF6 a la presión atmosférica es el triple que la del aire.

En algunos casos los productos de la descomposición del gas pueden atacar a los metales y aislantes especiales en presencia de la humedad, para que esto no ocurra se introduce en el interior de las cámaras alúmina activada que absorbe estos productos.

se usa para equipos de todas las tensiones desde 1 hasta 800 KV.

A continuación presentaremos algunos enlaces donde se puede ampliar un poco más los conocimientos sobre interruptores:

http://www.mitecnologico.com/iem/Main/SubestacionesElectricas

http://personales.com/mexico/mexico/curiaelectric/mantenimiento_a_subestacion/partes_que_componen_una_subestacion.htm

http://es.scribd.com/doc/16583081/Subestaciones-Electricas

http://www.angelfire.com/nc2/misdocumentos/subestacion/equipos.html

http://es.123rf.com/photo_4034875_desconectar-el-interruptor-de-alta-tensi-n-de-la-subestaci-n.html

Ahora presentaremos por último algunos videos relacionados con interruptores de A.T. y M.A.T. que al ser operados presentaron falla y por consiguiente arco eléctrico.