Disyuntor de SF6: construcción, principio de funcionamiento y tipos

En el disyuntor de hexafluoruro de azufre o SF6, el gas de hexafluoruro de azufre (SF6) se utiliza como medio aislante y de extinción del arco. El gas SF6 tiene muchas propiedades superiores que lo hacen perfecto para apagar el arco. El hexafluoruro de azufre o el disyuntor SF6 es el disyuntor más popular y ampliamente utilizado. Este tipo de interruptor se usa principalmente para sistemas EHV como 220 kV, 400 kV y 765 kV. Se sugiere leer “Por qué se usa gas SF6 en interruptores automáticos HV/EHV“.

Índice de contenidos

Construcción de disyuntor de SF6
Principio de funcionamiento del disyuntor de SF6
Tipos de disyuntores de SF6

Construcción de disyuntor de SF6

Al igual que otros disyuntores a saber. Disyuntor de vacío, disyuntor de chorro de aire, etc., el disyuntor de SF6 tiene contacto fijo y contacto móvil. Estos contactos fijos y móviles se conocen como CONTACTO PRINCIPAL. Existe un contacto entre sí que se conoce como CONTACTO EN ARCO. Arcing Contact es parte del contacto fijo. Básicamente, los contactos de arco eléctrico solo están diseñados para resistir el arco eléctrico. No está diseñado para transportar corriente de carga. No obstante, los contactos principales están diseñados para transportar la corriente de carga y no el arco.

Por lo tanto, se puede decir que, mientras se cierra el interruptor automático de SF6, se cerrará el primer contacto de arco. A partir de entonces, el contacto de arco se cerrará. De manera similar, durante la apertura, se abrirá el primer contacto principal y luego se abrirá el contacto de arco. Observe aquí que, durante la operación de apertura del interruptor automático de SF6, el orden de apertura del contacto principal y de arco se respeta como en la operación de cierre. Esto se debe a que, mientras se abre, si el contacto principal se abre primero, no habrá ningún arco ya que la corriente atraviesa el contacto del arco. Pero si el contacto de arco se abre primero, entonces durante la apertura del contacto principal habrá un arco y, como se discutió, los contactos principales no están diseñados para resistir el arco.

Además del contacto fijo y los contactos móviles, el disyuntor de SF6 tiene los siguientes componentes principales:

Parador

Boquilla aislante

Cámara de gas SF6

Una interrupción es una cámara que encierra los contactos del interruptor, la boquilla aislante, la cámara de gas SF6. El interruptor está hecho de porcelana. La siguiente figura muestra las partes básicas del disyuntor de SF6.

Figura 1

Observe atentamente la figura y observe las diferentes partes, aunque algunas partes como la cámara de gas SF6, la boquilla, la válvula, etc. no se muestran en la figura anterior, pero se mostrarán al analizar el principio de funcionamiento. Por lo tanto, tenga paciencia hasta entonces y lea más.

Principio de funcionamiento del disyuntor de SF6

Los contactos del disyuntor de SF6 están rodeados de un entorno de gas SF6 a cierta presión. En realidad, la rigidez dieléctrica del gas SF6 es directamente proporcional a su presión. En aplicaciones de 220 kV, 400 kV y 765 kV, la presión del gas se mantiene a 6,5 bar. Consideremos la operación de apertura del interruptor para una mejor comprensión del mecanismo operativo. Primero eche un vistazo a los contactos cuando el interruptor esté en la posición completamente cerrada, como se muestra en la Figura-1.

Ahora abriremos el interruptor y observaremos su mecanismo paso a paso.

Paso 1: contacto principal abierto

Como se discutió anteriormente en la publicación, el contacto principal se abrirá primero. Esto se muestra en la figura anterior. Observe en la figura que, aunque los contactos principales están abiertos, los contactos de arco aún están cerrados. A medida que se abren los contactos principales, el pistón del cilindro se mueve y hace que el gas SF6 se comprima debido a la reducción del volumen Vp.

Paso 2: contactos de arco abiertos

Tan pronto como los contactos de arco se separan del contacto 1, se inicia un arco. Debido a este arco, se produce calor. Este calor del arco aumenta aún más la presión del SF6 en la cámara Vt. Tenga en cuenta que la presión del extintor del arco, es decir, el SF6, aumenta con el calor del arco. Esta es la razón; dicho interruptor se denomina tipo autocompensante. Aquí, la autocompensación significa que la capacidad del interruptor para interrumpir la falla es proporcional a la corriente de falla.

Paso 3: el contacto de arco se separa de la boquilla

Cuando el contacto del arco se separa de la boquilla aislante, el gas SF6 presurizado en volumen Vt se libera en el arco. Esto hace que el arco se extinga en el momento en que la corriente pasa por el cero natural. Por lo tanto, el gas SF6 presurizado extingue el arco y, por lo tanto, se interrumpe el circuito.

En caso de corriente pequeña como en un transformador o reactor descargado, la energía térmica del arco no es suficiente para presurizar el gas SF6. En tal caso, la presión desarrollada en la cámara de gas SF6 Vp en el paso 1 extingue el arco.

Tipos de disyuntores de SF6

Como se ha comentado, en aplicaciones de 220 kV, 400 kV y 765 kV, la presión del gas SF6 se mantiene a 6,5 bar. Se sorprenderá de que, aunque el nivel de voltaje está aumentando, se utiliza la misma presión de SF6, es decir, 6,5 bar, para aplicaciones de 220, 400 y 765 kV. En realidad, a medida que subimos a un nivel de voltaje más alto, la cantidad de contactos aumenta en el disyuntor de SF6. Sobre la base de esta filosofía, el disyuntor de SF6 se puede clasificar en los siguientes tipos:

Disyuntor de un solo interruptor

Disyuntor de doble ruptura
Disyuntor de ruptura múltiple

Disyuntor de SF6 de una sola ruptura

En el interruptor de circuito de ruptura simple, solo están presentes un contacto móvil y uno fijo. Esto significa que solo habrá una unidad interruptora en dicho interruptor. El disyuntor de SF6 de una sola ruptura se utiliza para aplicaciones de 220 kV.

Disyuntor de doble ruptura SF6

En este tipo de interruptor, hay dos conjuntos de contactos móviles y fijos conectados en serie. Por lo tanto, para encerrar dos conjuntos de contactos, debe haber dos unidades de interrupción en serie. Este tipo de interruptor se utiliza en aplicaciones de 400 kV. En el interruptor automático de doble ruptura, los condensadores de clasificación se utilizan para igualar la distribución de voltaje en cada contacto. Por lo tanto, para una aplicación de 400 kV, el voltaje en cada contacto será de 200 kV. Por lo tanto, es lógico utilizar gas SF6 a la misma presión que se utiliza en la aplicación de 200 kV. Ja, ja… ¿entendido?

Disyuntor de ruptura múltiple SF6

En la interrupción del circuito de interrupción múltiple, se utilizan más de dos conjuntos de contactos fijos y móviles. Este tipo de interruptor se utiliza en aplicaciones de 765 kV.