INTERRUPTORES Aldemar González Zarza Sergio Santos Juan David Mesa Estudiantes.

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1 INTERRUPTORES Aldemar González Zarza Sergio Santos Juan David Mesa Estudiantes

2 INTERRUPTORES Un interruptor de potencia de media tensión es esencialmente un ensamblaje de partes en un Marco metálico resistente. Según factores tales como capacidades nominales y método de interrupción, se proporcionan en varias formas, tamaños y configuraciones. Adicionalmente se debe considerar que los interruptores deben tener la capacidad de efectuar re cierres cuando sea una función requerida por el sistema.[1] Figura 1. Tomado de: https://www.google.com.co/search?biw=1366&bih=662&tbm=isch&sa =1&q=interruptores+de+potencia&oq=interruptores+de+&gs_l=psy- ab.3.0.0i67k1j0l3.390208.390625.0.392422.3.3.0.0.0.0.278.514.2- 2.2.0....0...1.1.64.psy-ab..1.2.512.JA9djU2pSY8#imgrc=lVOCME8Qc- 8qnM:

3 INTERRUPTORES Si la operación se efectúa sin carga (corriente), el interruptor recibe el nombre de desconectador o cuchilla desconectadora. Si la operación de apertura o de cierre la efectúa con carga(corriente nominal), o con corriente de corto circuito (en caso de alguna perturbación), el interruptor recibe el nombre de disyuntor o interruptor de potencia. Figura 1. Interruptor de Potencia. Tomado de: Catalogo de ABB

4 CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERRUPTORES Se requiere que cualquier interruptor de potencia sin tener en cuenta su aplicación particular, efectué dos operaciones fundamentales: 1.Cerrado: El interruptor se debe comportar como un conductor ideal, Es decir debe ser capaz de cerrar rápidamente y en cualquier instante, bajo corrientes de falla sin soldarse los contactos. 2.Abierto: El interruptor se debe comportar como un aislador ideal, Es decir debe ser capaz de interrumpir la corriente a la cual fue diseñado, rápidamente y en cualquier instante. [1]

5 PROCESO DE APERTURA DE LOS INTERRUPTORES Si estando cerrado el interruptor desea interrumpir el circuito, se libera el mecanismo de apertura el cual permite que los contactos principales se separen con cierta velocidad. El tiempo de interrupción esta dado desde el momento en que energiza la bobina de apertura hasta la extinción del arco eléctrico. Figura 3. Tomado de: http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381- b631-768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

6 PROCESO DE CIERRE DE LOS INTERRUPTORES Cuando el interruptor esta abierto, aparece en sus terminales la tensión del sistema, a esta tensión se le denomina tensión de cierre. Al valor de la corriente mayor que la fluye al cerrar el interruptor se la denomina corriente de cierre. Por lo tanto el tiempo de cierre ocurre desde el momento de energización de la bobina de cierre hasta la conexión metálica de los contactos del interruptor.[2]. Figura 4. Tomado de: http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381- b631-768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

7 FUNCIONAMIENTO DE UN INTERRUPTOR Imagen 1. Tomado de: http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381-b631-768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

8 UNIDAD DE DISPARO Para que un interruptor sea efectivo, debe tener cierta inteligencia para poder desempeñar su función automáticamente o bien responder a un comando. Sin esta capacidad, un interruptor sería solamente un cortocircuito sofisticado. Una unidad de disparo es la inteligencia del interruptor. [2]. Figura 5. Tomado de: file:///C:/Users/ADMIN/Downloads/Modulo%205%20Fundamentos%20de%20los%20Interruptores.pdf

9 La función de la unidad de disparo es disparar el mecanismo de operación (abrir el circuito) en el caso de las siguientes condiciones de sobre corriente: Sobrecarga térmica. Corriente de Cortocircuito (Corriente de Falla). Falla de conexión a tierra. UNIDAD DE DISPARO

10 UNIDAD DE DISPARO ELECTROMECÁNICA Este tipo de unidad de disparo se utiliza habitualmente en interruptores de baja tensión. Se encuentra montada integralmente en el interruptor y es sensible a la temperatura. Las unidades de disparo termomagnéticas actúan para proteger a los conductores, proteger el equipo en condiciones ambientes altas y permitir una carga segura en condiciones ambientes normales. Figura 6. Tomado de: file:///C:/Users/ADMIN/Downloads/Modulo%205%20Fundamentos%20de%20l os%20Interruptores.pdf

11 UNIDAD DE DISPARO ELECTROMECÁNICA Esta unidad de disparo utiliza bimetales y electroimanes para proporcionar protección contra sobrecarga y cortocircuito, lo que se conoce como “termo magnético”. El disparo térmico se utiliza para protección contra sobrecargas. Su acción se logra empleando un bimetal calentado por la corriente de carga. El disparo magnético es utilizado para protección contra cortocircuitos (instantáneos

12 UNIDAD DE DISPARO ELECTRÓNICA La unidad de disparo es la unidad de disparo electrónica. Es generalmente insensible a la temperatura y más costoso. Se utiliza en interruptores de baja tensión comenzando en 400A y en interruptores de media tensión. La unidad de disparo es montada integralmente en baja tensión y montada externamente en media tensión. Figura 7. Tomado de: file:///C:/Users/ADMIN/Downloads/Modulo%205%20Fundamentos%2 0de%20los%20Interruptores.pdf

13 UNIDAD DE DISPARO ELECTRÓNICA Esta unidad está reemplazando rápidamente el disparo termo magnético debido a su mayor precisión, capacidad de repetición y discriminación. En general, las unidades de disparo electrónicas consisten de tres componentes internos con relación a la unidad de disparo. Estos componentes son el transformadores de corriente, circuito de protección (electrónico) y Disparador en Derivación de transferencia de flujo. [3].

14 CLASIFICACIÓN DE LOS INTERRUPTORES 1. Su Medio de extinción. 2. El Tipo de mecanismo. 3. Por la ubicación de las cámaras.

15 CLASIFICACIÓN POR SU MEDIO DE EXTINCIÓN  INTERRUPTORES DE GRAN VOLUMEN DE ACEITE  INTERRUPTORES DE PEQUEÑO VOLUMEN DE ACEITE  INTERRUPTORES EN AIRE O NEUMÁTICOS  INTERRUPTORES EN VACÍO  INTERRUPTORES DE HEXAFLORURO DE AZUFRE

16 INTERRUPTORES DE GRAN VOLUMEN DE ACEITE Interruptores en aceite. La energía del arco se disipa rompiendo las moléculas de aceite. Estos interruptores reciben el nombre debido a la gran cantidad de aceite que contienen, se construyen en tanques cilíndricos y pueden ser monofásicos o trifásicos. Figura 8. Tomado de https://www.google.com.co/search?q=interruptores+de+granvolumen+de+ace ite&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwia24- yyuzVAhVJNiYKHa9JCpEQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgrc=kEi6n3d- 6gO2qM:

17 VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES DE GRAN VOLUMEN DE ACEITE 1. Construcción sencilla. 2. Alta capacidad de ruptura. 3. Necesidad de inspección periódica de la calidad y cantidad de aceite en el estanque. 1. Ocupan una gran cantidad de aceite mineral de alto costo. 2. No pueden usarse en interiores. 3. No pueden emplearse en conexión automática. 4. Los contactos son grandes y pesados y requieren de frecuentes cambios. 5. Son grandes y pesados, pueden usarse en operación manual y automática. DESVENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES DE GRAN VOLUMEN DE ACEITE

18 INTERRUPTORES DE PEQUEÑO VOLUMEN DE ACEITE En estos interruptores de reduce la cantidad de aceite de a través de un diseño mas elaborado de la cámara de extinción. Estos interruptores pueden operar a 750 kv. Figura 9. Tomado de https://www.google.com.co/search?q=interruptores+de+granvolumen+d e+aceite&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwia24- yyuzVAhVJNiYKHa9JCpEQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgrc=kEi6n3d- 6gO2qM:

19 VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORRES DE PEQUEÑO VOLUMEN DE ACEITE 1. Peligro de incendio y explosión aunque en menor grado comparados a los de gran volumen. 2. No pueden usarse con reconexión automática. 3.Requieren una mantención frecuente y reemplazos periódicos de aceite. 4. Sufren de mayor daño los contactos principales.[4]. VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORRES DE PEQUEÑO VOLUMEN DE ACEITE 1. Comparativamente usan una menor cantidad de aceite. 2. Menor tamaño y peso en comparación a los de gran volumen. 3. Menor costo. 4. Pueden emplearse tanto en forma manual como automática. 5. Fácil acceso a los contactos.

20 INTERRUPTORES EN AIRE O NEUMÁTICOS Figura 10. Tomado de : https://www.google.com.co/search?q=interruptores+de+po tencia+neumaticos&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0a hUKEwjJw6PW0zVAhWG7CYKHTXMA7EQ_AUICigB&biw=13 66&bih=662#imgrc=A3eeP2keO6DO9M:

21 VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES NEUMÁTICOS 1. No hay riesgos de incendio o explosión. 2. Operación muy rápida. 3. Pueden emplearse en sistemas con reconexión automática. 4. Alta capacidad de ruptura. 5. Menor daño a los contactos. 6. Fácil acceso a los contactos. 7. Comparativamente menor peso. DESVENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES NEUMÁTICOS 1. Poseen una compleja instalación debido a la red de aire comprimido, que incluye motor, compresor, cañerías, etc. 2. Construcción más compleja. 3. Mayor costo.

22 INTERRUPTORES EN VACÍO El interruptor de potencia de vacío, se diferencia de los otros interruptores, porque no requiere de un medio de extinción de arco. Los interruptores de vacío se utilizan hasta 70 kV. La forma de las placas de contacto conduce la corriente La forma de las placas de contacto conduce la corriente. Esto hace que el arco no vuelva a reencenderse. Estas propiedades hacen que el interruptor en vacío sea más eficiente, liviano y económico. Figura 11. Tomado de: https://es.slideshare.net/alanefernandez3/subestaciones-electricas- 27333754

23 VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES DE VACÍO 1. Tiempo de operación muy rápidos, en general la corriente se anula a la primera pasada por cero. 2. Rigidez dieléctrica entre los contactos se restablece rápidamente impidiendo la re ignición del arco. 3. Son menos pesados y más baratos. 4. Prácticamente no requieren mantención y tienen una vida útil mucho mayor a los interruptores convencionales. 5. Especial para uso en sistemas de baja y media tensión. DESVENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES DE VACÍO 1. Dificultad para mantener la condición de vacío. 2. Tienen capacidad de interrupción limitada.

24 INTERRUPTORES DE HEXAFLORURO DE AZUFRE El SF6 se usa como material aislante y también para apagar el arco. El SF6 es un gas muy pesado (5 veces la densidad del aire), altamente estable, inerte e inflamable. Los interruptores de SF6 sufren menos desgaste en el contacto principal que los interruptores de aire y de aceite. Figura 12. Tomado de: https://es.scribd.com/doc/100436291/1-3-Interruptores-de- Potencia

25 CLASIFICACIÓN POR EL TIPO DE MECANISMO. El mecanismo de accionamiento de un interruptor de potencia, se considera al conjunto de elementos electromecánicos que permiten almacenar y disponer de energía útil para transmitir un movimiento, logrando posiciones finales de contacto de potencia, ya sea abiertos o cerrados dentro de los valores de tiempo de maniobra y de resistencia de contacto que favorezcan la operación correcta del equipo. A continuación se relacionan actualmente los conocidos: 1.Mecanismo de Resorte 2.Mecanismo neumáticos 3.Mecanismos hidráulicos 4.Combinaciones entre ellos Figura 13. Mecanismo neumático. Tomado de: https://es.slideshare.net/teoriaelec tro/interruptores-de-potencia

26 CLASIFICACIÓN POR LA UBICACIÓN DE LAS CÁMARAS La función distintiva de la tecnología de tanque sin voltaje es que la cámara de extinción está dispuesta en una carcasa de metal conectada a tierra. Con este diseño el gas SF6 que llena el tanque aísla las partes con alto voltaje del conjunto de contactos respecto de la carcasa. Figura 14. Tomado de: http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381- b631-768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

27 CLASIFICACIÓN POR LA UBICACIÓN DE LAS CÁMARAS En los interruptores de tanque con voltaje, la cámara del interruptor está aislada de la tierra por un aislante que puede estar hecho de porcelana o de un material compuesto. El nivel de voltaje determina la longitud de los aislantes para la cámara del interruptor y la columna del aislante. Figura 11. Tomado de: http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381- b631-768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

28 COMPARACIÓN DE INTERRUPTORES SEGÚN SU MEDIO DE EXTINCIÓN Malo Regular Bueno Excelente 0 1 11 111 Calificación

29 NORMAS El diseño y la operación de los interruptores de alto voltaje como así también el tipo y las pruebas de rutina están definidos en las normas internacionales tales como: ƒ 1.IEC 62271-SER ed1.0 - Conmutadores y equipo de control de alto voltaje. ƒ 2.ANSI/IEEE C37 - Guías y normas para interruptores, conmutadores, relés, subestaciones y fusibles. ƒ 3.IEC/TR 62063 ed1.0 (1999-08) TC/SC 17A – Conmutadores y equipo de control de alto voltaje - El uso de la electrónica y de tecnologías asociadas en el equipo auxiliar de conmutadores y equipo de control. [5].

30 NORMAS El diseño y la operación de los interruptores de alto voltaje como así también el tipo y las pruebas de rutina están definidos en las normas internacionales tales como:

31 BIBLIOGRAFIA [1] Interruptores de potencia y extinción del arco eléctrico, (Israel Pérez). http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32514/1/perezguzman.pdf [2]Interruptores de Hexafluoruro de azufre.(Rafael Álvarez). http://rafaelalvarez.blog.galeon.com/1384931664/interruptores-de-hexafluoruro-de-azufre-sf6/ [3]Interruptor de Hexafluoruro de azufre y el medio ambiente, (ABB). http://ingenieriaelectricaexplicada.blogspot.com.co/2009/11/interruptor-en-sf6-y-medio- ambiente.html [4]Disyuntores de potencia http://disyuntoresdepotencia.blogspot.com.co/p/clasificacion.html [5] Guía de prueba de los interruptores http://csa.megger.com/getmedia/d6f7b6d8-a73f-4381-b631- 768a62066411/CB_TestingGuide_AG_es_V03.pdf

32 Formando líderes para la construcción de un nuevo país en paz