Disyuntor de SF6: construcci贸n, principio de funcionamiento y tipos

<p style=”text-align: justify;”>En el disyuntor de hexafluoruro de azufre o SF6, el gas de hexafluoruro de azufre (SF6) se utiliza como medio aislante y de extinci贸n 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 m谩s 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 鈥淧or qu茅 se usa gas SF6 en interruptores autom谩ticos HV/EHV鈥.

Índice de contenidos

Construcci贸n de disyuntor de SF6

Al igual que otros disyuntores a saber. Disyuntor de vac铆o, disyuntor de chorro de aire, etc., el disyuntor de SF6 tiene contacto fijo y contacto m贸vil. Estos contactos fijos y m贸viles se conocen como CONTACTO PRINCIPAL. Existe un contacto entre s铆 que se conoce como CONTACTO EN ARCO. Arcing Contact es parte del contacto fijo. B谩sicamente, los contactos de arco el茅ctrico solo est谩n dise帽ados para resistir el arco el茅ctrico. No est谩 dise帽ado para transportar corriente de carga. No obstante, los contactos principales est谩n dise帽ados para transportar la corriente de carga y no el arco.

Por lo tanto, se puede decir que, mientras se cierra el interruptor autom谩tico de SF6, se cerrar谩 el primer contacto de arco. A partir de entonces, el contacto de arco se cerrar谩. De manera similar, durante la apertura, se abrir谩 el primer contacto principal y luego se abrir谩 el contacto de arco. Observe aqu铆 que, durante la operaci贸n de apertura del interruptor autom谩tico de SF6, el orden de apertura del contacto principal y de arco se respeta como en la operaci贸n de cierre. Esto se debe a que, mientras se abre, si el contacto principal se abre primero, no habr谩 ning煤n 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 habr谩 un arco y, como se discuti贸, los contactos principales no est谩n dise帽ados para resistir el arco.

Adem谩s del contacto fijo y los contactos m贸viles, el disyuntor de SF6 tiene los siguientes componentes principales:

  • Parador
  • Boquilla aislante
  • C谩mara de gas SF6

Una interrupci贸n es una c谩mara que encierra los contactos del interruptor, la boquilla aislante, la c谩mara de gas SF6. El interruptor est谩 hecho de porcelana. La siguiente figura muestra las partes b谩sicas del disyuntor de SF6.

Disyuntor SF6

Figura 1

Observe atentamente la figura y observe las diferentes partes, aunque algunas partes como la c谩mara de gas SF6, la boquilla, la v谩lvula, etc. no se muestran en la figura anterior, pero se mostrar谩n al analizar el principio de funcionamiento. Por lo tanto, tenga paciencia hasta entonces y lea m谩s.

Principio de funcionamiento del disyuntor de SF6

Los contactos del disyuntor de SF6 est谩n rodeados de un entorno de gas SF6 a cierta presi贸n. En realidad, la rigidez diel茅ctrica del gas SF6 es directamente proporcional a su presi贸n. En aplicaciones de 220 kV, 400 kV y 765 kV, la presi贸n del gas se mantiene a 6,5 鈥嬧媌ar. Consideremos la operaci贸n de apertura del interruptor para una mejor comprensi贸n del mecanismo operativo. Primero eche un vistazo a los contactos cuando el interruptor est茅 en la posici贸n 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

Contacto principal-abierto-SF6-Circuit-Breaker

Como se discuti贸 anteriormente en la publicaci贸n, el contacto principal se abrir谩 primero. Esto se muestra en la figura anterior. Observe en la figura que, aunque los contactos principales est谩n abiertos, los contactos de arco a煤n est谩n cerrados. A medida que se abren los contactos principales, el pist贸n del cilindro se mueve y hace que el gas SF6 se comprima debido a la reducci贸n del volumen Vp.

Paso 2: contactos de arco abiertos

principio-de-SF6-Circuit-Breaker

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 a煤n m谩s la presi贸n del SF6 en la c谩mara Vt. Tenga en cuenta que la presi贸n del extintor del arco, es decir, el SF6, aumenta con el calor del arco. Esta es la raz贸n; dicho interruptor se denomina tipo autocompensante. Aqu铆, la autocompensaci贸n 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

SF6-Circuit Breaker-arcing-contact

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 peque帽a como en un transformador o reactor descargado, la energ铆a t茅rmica del arco no es suficiente para presurizar el gas SF6. En tal caso, la presi贸n desarrollada en la c谩mara 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 presi贸n del gas SF6 se mantiene a 6,5 鈥嬧媌ar. Se sorprender谩 de que, aunque el nivel de voltaje est谩 aumentando, se utiliza la misma presi贸n 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 m谩s alto, la cantidad de contactos aumenta en el disyuntor de SF6. Sobre la base de esta filosof铆a, el disyuntor de SF6 se puede clasificar en los siguientes tipos:

  • Disyuntor de un solo interruptor
  • Disyuntor de doble ruptura
  • Disyuntor de ruptura m煤ltiple

Disyuntor de SF6 de una sola ruptura

En el interruptor de circuito de ruptura simple, solo est谩n presentes un contacto m贸vil y uno fijo. Esto significa que solo habr谩 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 m贸viles y fijos conectados en serie. Por lo tanto, para encerrar dos conjuntos de contactos, debe haber dos unidades de interrupci贸n en serie. Este tipo de interruptor se utiliza en aplicaciones de 400 kV. En el interruptor autom谩tico de doble ruptura, los condensadores de clasificaci贸n se utilizan para igualar la distribuci贸n de voltaje en cada contacto. Por lo tanto, para una aplicaci贸n de 400 kV, el voltaje en cada contacto ser谩 de 200 kV. Por lo tanto, es l贸gico utilizar gas SF6 a la misma presi贸n que se utiliza en la aplicaci贸n de 200 kV. Ja, ja… 驴entendido?

Disyuntor de ruptura m煤ltiple SF6

En la interrupci贸n del circuito de interrupci贸n m煤ltiple, se utilizan m谩s de dos conjuntos de contactos fijos y m贸viles. Este tipo de interruptor se utiliza en aplicaciones de 765 kV.

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