Disyuntor de rotura de aire

En el interruptor automático de ruptura de aire, el arco se inicia y se extingue en aire sustancialmente estático en el que se mueve el arco. Dichos interruptores se utilizan para voltajes bajos, generalmente hasta 15 KV y capacidades de ruptura de 500 MVA. El disyuntor de aire tiene varias ventajas sobre el aceite, como medio de extinción del arco. Estos son

• Eliminación del riesgo y mantenimiento asociado al uso del aceite.
• La ausencia de estrés mecánico que se establece por la presión del gas y el movimiento del aceite.
• Eliminación del coste de reposición periódica de aceite que surge por el deterioro del aceite con las sucesivas operaciones de rotura.

En el air break, magnetotérmico la separación de los contactos y la extinción del arco se realizan en aire a presión atmosférica. En el principio de alta resistencia del disyuntor de ruptura de aire se emplea. En este interruptor automático, el arco se expande por medio de corredores de arco, conductos de arco, y la resistencia del arco aumenta mediante la división, el enfriamiento y el alargamiento.

La resistencia del arco aumenta hasta tal punto que la caída de voltaje en el arco es mayor que el voltaje del sistema y el arco se extingue en el cero actual de la onda de CA.

Los disyuntores de ruptura de aire se emplean en circuitos de CC y circuitos de CA de hasta 12,000 voltajes. Dichos interruptores suelen ser de tipo interior y se instalan en paneles verticales o en equipos de conmutación extraíbles para interiores. Los disyuntores de CA se utilizan ampliamente en equipos de distribución de media y baja tensión para interiores.

Disyuntor de ruptura de aire tipo ruptura simple

Es el más sencillo en el que se realizan contactos en forma de dos cuernos. El aire golpea inicialmente a través de la distancia más corta entre las bocinas y es impulsado constantemente hacia arriba por las corrientes de convección causadas por el calentamiento del aire durante el arco y la interacción de los campos magnético y eléctrico. El arco se extiende de una punta a la otra cuando los cuernos están completamente separados, lo que da como resultado un arco de alargamiento y enfriamiento.

La relativa lentitud del proceso y la posibilidad de que el arco se propague por las obras metálicas adyacentes limita la aplicación de aproximadamente 500 V y circuitos de potencia demasiado bajos.

Disyuntor de ruptura de aire tipo soplado magnético

Algunos disyuntores de aire se utilizan en los circuitos que tienen un voltaje de hasta 11 KV, la extinción del arco se logra utilizando un campo magnético proporcionado por la corriente en las bobinas de explosión conectadas en serie con el circuito que se interrumpe. Tales bobinas se llaman soplar la bobina. El campo magnético en sí mismo no extingue el arco. Simplemente mueve el arco hacia conductos donde el arco se alarga, enfría y extingue. Los escudos de arco evitan que el arco se propague a una red adyacente.

Es importante conectar las bobinas con la polaridad correcta para que el arco se dirija hacia arriba. A medida que la acción de ruptura se vuelve más efectiva con corrientes grandes, este principio ha resultado en el aumento de las capacidades de ruptura de dichos interruptores a valores más altos.

La rampa de arco es un dispositivo eficiente para la extinción de arcos en el aire y realiza las siguientes tres funciones interrelacionadas

• Confina el arco dentro de un espacio restringido.
• Proporciona control magnético sobre el movimiento del arco para hacer la extinción del arco dentro de los dispositivos.
• Proporciona el enfriamiento rápido de los gases del arco para asegurar la extinción del arco por desionización.

Disyuntor de rotura de aire del conducto de aire

En la siguiente figura se muestra la disposición normal del disyuntor de interrupción de aire con conducto de aire empleado para circuitos de baja y media tensión. Hay dos juegos de contactos llamados contactos principales y contactos de arco o auxiliares. Los contactos principales suelen ser de cobre y conducen la corriente en la posición cerrada de los interruptores. Tienen baja resistencia de contacto y están chapados en plata.

Los contactos de arco son duros, resistentes al calor y generalmente de aleación de cobre. Los contactos de arco se utilizan para aliviar los contactos principales del daño debido al arco. Los contactos de arco son fácilmente renovables cuando sea necesario. Los contactos auxiliares y de arco se cierran antes y se abren después de los contactos principales durante la operación.

Aquí, las explosiones consisten en un inserto de acero en las tolvas de arco. Estos están dispuestos de tal manera que el campo magnético inducido en ellos por la corriente en el arco lo mueve hacia arriba aún más rápido. Las placas de acero dividen el arco en varios arcos de la serie.

La distribución de voltaje a lo largo de la longitud del arco no es lineal, pero está acompañada por gotas de ánodo y cátodo bastante grandes. En caso de que la suma total de ánodo y caídas de todos los arcos cortos en serie supere la tensión del sistema, se establecen automáticamente las condiciones para la rápida extinción del arco.

Cuando el contacto ha entrado en contacto con las superficies relativamente frías de las plantas siderúrgicas, se enfría rápida y eficazmente. El movimiento del arco puede ser natural o asistido por una explosión magnética. Por lo tanto, el arco se extingue mediante un rayo y aumenta la pérdida de potencia del arco.

Principio de funcionamiento Disyuntor de rotura de aire

Cuando ocurre la falla, los contactos principales se separan primero y la corriente se desplaza a los contactos de arco. Ahora los contactos de arco están separados y el arco se dibuja entre ellos. Este arco es forzado hacia arriba por las fuerzas electromagnéticas y la acción térmica. Los extremos del arco viajan a lo largo del corredor del arco. El arco se mueve hacia arriba y es dividido por las placas divisoras de arco. El arco se extingue por alargamiento, enfriamiento, división, etc.

Aplicaciones del disyuntor de rotura de aire

El disyuntor de ruptura de aire es adecuado para el control de auxiliares de centrales eléctricas y plantas industriales. No requieren ningún equipo adicional como compresores, etc. Se utilizan principalmente en un lugar donde hay posibilidades de peligro de incendio o explosión. El principio de rotura de aire de alargamiento del arco, la explosión magnética de los corredores de arco se emplea para interruptores automáticos de CC de hasta 15 KV.

Inconveniente del disyuntor de rotura de aire

Una desventaja del principio del conducto de arco es su ineficiencia a bajas corrientes donde los campos electromagnéticos son débiles. El canal en sí no es necesariamente menos eficiente en su acción de alargamiento y desionización que a altas corrientes, pero el movimiento del arco en el canal tiende a volverse más lento y no necesariamente se obtiene una interrupción de alta velocidad.

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