<p style=”text-align: justify;”>El voltaje de reinicio es el voltaje transitorio que aparece a través de los contactos del interruptor inmediatamente después de la apertura de los contactos del interruptor. También se llama voltaje de recuperación transitorio (TRV).
Voltaje de reencendido se asocia con alta frecuencia que se extingue rápidamente. Aunque el voltaje de reencendido tiene una duración muy breve, no se puede ignorar su importancia para la eliminación de fallas del interruptor. Si la tasa de aumento de la rigidez dieléctrica del medio es menor que el voltaje de restricción, extinción del arco no tendrá lugar y, por lo tanto, la falla no se interrumpirá. Esto, a su vez, aumentará el tiempo de eliminación de fallas, lo que no es deseable. En este post centraremos nuestra atención en el cálculo de la tensión de reencendido con el siguiente supuesto:
- La falla no implica ningún arco, es decir, la falla es sólida.
- Se ignora el efecto de la corona y la saturación. La corona y la saturación de la máquina atenúan el pico de tensión durante la apertura del contacto del interruptor mediante la disipación de energía.
- Se supone que la interrupción de la corriente tiene lugar en la corriente natural cero.
- Se supone que todo el sistema no tiene pérdidas.
Se considera que las suposiciones anteriores llegan a la tensión de restablecimiento máxima después de la eliminación de la falla por la apertura del contacto del interruptor. La siguiente figura muestra el modelo más simple de sistema que consta de una fuente conectada a una barra colectora. La inductancia y la capacitancia del sistema se agrupan y conectan en serie y en paralelo con la fuente, respectivamente.
Se produce una falla sólida y, en respuesta a la falla, los contactos del interruptor se abren para aislar la red defectuosa del sistema saludable. Ahora debemos encontrar el voltaje a través de los contactos del interruptor inmediatamente después de la apertura del contacto del interruptor.
El voltaje a través del contacto del interruptor será igual a la multiplicación de la corriente de falla y la impedancia del sistema como se ve desde los contactos del CB (interruptor automático) con la fuente de voltaje en cortocircuito (según el teorema de Thevenins). Supongamos que este voltaje es v
V(s) = Voltaje de fuente
I(s) = corriente de falla
Z(s) = Impedancia del sistema vista desde los contactos CB
Por eso,
V(s) = I(s)Z(s) ………….(1)
Pero el voltaje de la fuente es VmSinωt, por lo tanto, el voltaje de la fuente en la corriente natural cero, es decir, cuando el contacto del interruptor se abre, será Vm. Por lo tanto, V(s) = Vm /s y la impedancia la ofrece principalmente la inductancia, esto significa que Z(s) = Ls
Así de (1),
Vm/s = I(s)Z(s)
Yo(s) = Vm / Ls2 ………..(2)
Ahora encontremos las Z(s). Z(s) será equivalente en paralelo de la inductancia L y la capacitancia C cuando se ve desde el contacto del interruptor. Por lo tanto,
Z(es) = [(Ls)(1 / Cs)] / [Ls + 1/Cs]
= Ls / [Ls + 1/Cs]
= (s/C)/ [s2 + 1/LC]
Ahora de (2),
v(s) = Voltaje a través del contacto del interruptor inmediatamente después de la apertura
= Voltaje de reencendido
= Voltaje transitorio de recuperación
= yo(s)z(s)
= [(Vm/s)(1/sL) (s / C)] / [s2 + 1/LC]
= Vm [1/s – s / (s2 + 1/LC)]
Tomando la transformada inversa de Laplace, obtenemos
v
donde ω0 = 1 / √LC y por lo tanto f0 = (1/2π√LC) donde f0 es la frecuencia natural de oscilación.
El valor máximo de TRV = 2Vm cuando ω0t = π
t = π / ω0
= π / (1 / √LC)
= π √LC
La expresión (3) es la tensión de recuperación transitoria o de restablecimiento. Se puede ver a partir de la expresión que TRV es de naturaleza oscilante sostenida. Pero no es cierto. Se ha llegado a la expresión anterior asumiendo algunas condiciones que eliminan el efecto amortiguador. En un escenario real, el voltaje de restablecimiento se extingue debido al efecto de amortiguación de la corona, el arco involucrado en fallas, etc.
