¿Cuál es la diferencia entre VCB y ACB? Educación te da un futuro mejor

Disyuntor de aire Disyuntor de aire comprimido

Este tipo de disyuntores es el tipo de disyuntor que funciona en el aire a presión atmosférica. Después del desarrollo del interruptor automático de aceite, el interruptor automático de aire de media tensión (ACB) se reemplaza completamente por un interruptor automático de aceite en diferentes países. Pero en países como Francia e Italia, los ACB siguen siendo una opción preferible hasta un voltaje de 15 KV. También es una buena opción para evitar el riesgo de incendio de aceite, en caso de interruptor de aceite. En América, los ACB se utilizaron exclusivamente para el sistema de hasta 15 KV hasta el desarrollo de nuevos interruptores de vacío y SF6.

Principio de funcionamiento del disyuntor de aire

El principio de funcionamiento de este interruptor es bastante diferente al de cualquier otro tipo de interruptor automático. El objetivo principal de todo tipo de disyuntor es evitar el restablecimiento del arco después de la corriente cero creando una situación en la que el espacio de contacto resistirá el voltaje de recuperación del sistema. El disyuntor de aire hace lo mismo pero de manera diferente. Para interrumpir el arco, crea un voltaje de arco superior al voltaje de suministro. El voltaje de arco se define como el voltaje mínimo requerido para mantener el arco. Este disyuntor aumenta el voltaje del arco principalmente por tres formas diferentes,

Puede aumentar el voltaje del arco enfriando el plasma del arco. A medida que disminuye la temperatura del plasma de arco, se reduce la movilidad de la partícula en el plasma de arco; por lo tanto, se requiere más gradiente de voltaje para mantener el arco.
Puede aumentar el voltaje del arco alargando la trayectoria del arco. A medida que aumenta la longitud de la ruta del arco, aumenta la resistencia de la ruta y, por lo tanto, para mantener la misma corriente de arco se requiere aplicar más voltaje a través de la ruta del arco. Eso significa que el voltaje del arco aumenta.
La división del arco en una serie de arcos en serie también aumenta el voltaje del arco.

Tipos de ACB

Hay principalmente dos tipos de ACB disponibles.

Disyuntor de aire puro.
Disyuntor de chorro de aire.

Operación de ACB

El primer objetivo generalmente se logra al forzar el arco en contacto con un área tan grande como sea posible de material aislante. Cada interruptor de circuito de aire está equipado con una cámara que rodea el contacto. Esta cámara se llama ‘rampa de arco’. El arco es conducido hacia él. Si el interior del canal del arco tiene la forma adecuada y el arco puede ajustarse a la forma, la pared del canal del arco ayudará a lograr el enfriamiento. Este tipo de tolva de arco debe estar hecha de algún tipo de material refractario. Los plásticos de alta temperatura reforzados con fibra de vidrio y cerámica son materiales preferibles para hacer una tolva de arco.
El segundo objetivo que está alargando la trayectoria del arco, se logra simultáneamente con el primer objetivo. Si las paredes internas de la tolva de arco tienen una forma tal que el arco no solo se ve forzado a estar muy cerca de él, sino que también se conduce a un canal serpentino proyectado en la pared de la tolva de arco. El alargamiento de la trayectoria del arco aumenta la resistencia del arco.
La tercera técnica se logra mediante el uso de una cortadora de arco de metal dentro del conducto de arco. El conducto principal del arco se divide en números de pequeños compartimentos mediante el uso de placas de separación metálicas. Estas placas de separación metálicas son en realidad los divisores de arco y cada uno de los compartimentos pequeños se comporta como un mini conducto de arco individual. En este sistema, el arco inicial se divide en una serie de arcos en serie, cada uno de los cuales tendrá su propio conducto de mini arco. Por lo tanto, cada uno de los arcos divididos tiene su propio efecto de enfriamiento y alargamiento debido a su propio mini conducto de arco y, por lo tanto, el voltaje del arco dividido individual se vuelve alto. Estos colectivamente hacen que el voltaje de arco general sea mucho más alto que el voltaje del sistema.

Este era el principio de funcionamiento del disyuntor de aire ahora discutiremos en detalle el funcionamiento de ACB en la práctica.
El disyuntor de aire, operado dentro del nivel de voltaje 1 KV, no requiere ningún dispositivo de control de arco. Principalmente para una corriente de falla intensa en voltajes bajos (nivel de bajo voltaje por encima de 1 KV), los ABC con un dispositivo de control de arco apropiado son una buena opción. Estos interruptores normalmente tienen dos pares de contactos. El par principal de contactos transporta la corriente a carga normal y estos contactos están hechos de cobre. El par adicional es el contacto de arco y está hecho de carbono. Cuando se abre el disyuntor, los contactos principales se abren primero y durante la apertura de los contactos principales, los contactos de arco todavía están en contacto entre sí. A medida que aumenta la corriente, un camino paralelo de baja resistencia a través del contacto de arco durante la apertura de los contactos principales, no habrá ningún arco en el contacto principal. El arco solo se inicia cuando finalmente los contactos de arco se separan. Cada uno de los contactos de arco está equipado con un arco de arco que ayuda a que la descarga del arco se mueva hacia arriba debido a los efectos térmicos y electromagnéticos, como se muestra en la figura. A medida que el arco se conduce hacia arriba, ingresa en el conducto del arco, que consiste en divisores. El arco en la rampa se volverá más frío, se alargará y se dividirá, por lo tanto, el voltaje del arco se vuelve mucho más grande que el voltaje del sistema en el momento de la operación del disyuntor de aire y, por lo tanto, el arco se apaga finalmente durante la corriente cero.

Aunque estos tipos de disyuntores se han vuelto obsoletos para la aplicación de media tensión, todavía son la opción preferible para la clasificación de alta corriente en la aplicación de baja tensión.

Disyuntor de aire comprimido

Estos tipos de disyuntores de aire se usaron para el voltaje del sistema de 245 KV, 420 KV e incluso más, especialmente donde se requería una operación más rápida del disyuntor. El interruptor automático de aire tiene algunas ventajas específicas sobre el interruptor automático de aceite que se enumeran a continuación,

No hay riesgo de incendio causado por el petróleo.
La velocidad de ruptura del interruptor automático es mucho mayor durante el funcionamiento del interruptor automático de aire comprimido .
El enfriamiento del arco es mucho más rápido durante el funcionamiento del interruptor automático de aire comprimido .
La duración del arco es la misma para todos los valores de interrupciones de corrientes tanto pequeñas como altas.
Como la duración del arco es menor, se produce una menor cantidad de calor desde el arco hasta los contactos portadores de corriente, por lo tanto, la vida útil de los contactos se hace más larga.
La estabilidad del sistema se puede mantener bien, ya que depende de la velocidad de operación del interruptor automático.
Requiere mucho menos mantenimiento en comparación con el interruptor automático de aceite.

También hay algunas desventajas de los interruptores automáticos de aire comprimido.

Para tener operaciones frecuentes, es necesario tener un compresor de aire de capacidad suficientemente alta.
También se requiere el mantenimiento frecuente del compresor, las tuberías de aire asociadas y los equipos de control automático.
Debido a la interrupción de la corriente de alta velocidad, siempre existe la posibilidad de una alta tasa de aumento del voltaje de reincorporación y corte de corriente.
También existe la posibilidad de fugas de presión de aire de las uniones de las tuberías de aire.

Como dijimos anteriormente, existen principalmente dos tipos de ACB, el disyuntor de aire puro y el disyuntor de aire comprimido. Pero el último puede subdividirse en tres categorías diferentes.

Axial Blast ACB.
Axial Blast ACB con contacto de movimiento lateral.
Cross Blast ACB.

Disyuntor de aire de explosión axial

En la explosión axial ACB, el contacto móvil está en contacto con un contacto fijo con la ayuda de una presión de resorte como se muestra en la figura. Hay un orificio de boquilla en el contacto fijo que está bloqueado por la punta del contacto móvil en la condición cerrada normal del interruptor. Cuando ocurre una falla, el aire a alta presión se introduce en la cámara de arco. La presión del aire contrarrestará la presión del resorte y deformará el resorte, por lo tanto, el contacto móvil se retira del contacto fijo y el orificio de la boquilla se abre. Al mismo tiempo, el aire a alta presión comienza a fluir a lo largo del arco a través del orificio de la boquilla de contacto fijo. Este flujo axial de aire a lo largo del arco a través del orificio de la boquilla hará que el arco se alargue y se enfríe, por lo tanto, el voltaje del arco se volverá mucho más alto que el voltaje del sistema, lo que significa que el voltaje del sistema es insuficiente para sostener el arco, por lo que el arco se apaga.

Axial Blast ACB con contacto móvil lateral

En este tipo de disyuntor de aire de chorro axial, el contacto móvil se ajusta sobre un pistón soportado sobre un resorte. Para abrir el interruptor automático, el aire es admitido en la cámara de arco cuando la presión alcanza un valor predeterminado, presiona el contacto móvil; Se dibuja un arco entre los contactos fijos y móviles. El chorro de aire transfiere inmediatamente el arco al electrodo de arco y, en consecuencia, se detiene por el flujo axial de aire.

Interruptor de circuito de aire Cross Blast

El principio de funcionamiento del interruptor automático de aire de explosión cruzada es bastante simple. En este sistema de disyuntor de chorro de aire, el tubo de chorro se fija perpendicularmente al movimiento del contacto móvil en la cámara de arco y en el lado opuesto de la cámara de arco también se instala una cámara de escape en la misma alineación del tubo de chorro. el aire que sale del tubo de chorro puede entrar directamente en la cámara de escape a través del espacio de contacto del interruptor. La cámara de escape está escupida con divisores de arco. Cuando se retira el contacto móvil del contacto fijo, se establece un arco entre el contacto y, al mismo tiempo, el aire a alta presión que sale del tubo de chorro pasará a través del espacio de contacto y forzará el arco a la cámara de escape donde se divide el arco con la ayuda de divisores de arco y finalmente el arco se apaga.

Disyuntor de vacío o VCB e interruptor de vacío

Un disyuntor de vacío es un tipo de disyuntor donde el enfriamiento del arco tiene lugar en vacío. La tecnología es adecuada principalmente para aplicaciones de media tensión. Para la tecnología de vacío de alto voltaje se ha desarrollado pero no es comercialmente viable. La operación de apertura y cierre de contactos portadores de corriente y la interrupción de arco asociada tienen lugar en una cámara de vacío en el interruptor que se llama interruptor de vacío . El interruptor de vacío consiste en una cámara de arco de acero en el centro, aisladores de cerámica dispuestos simétricamente. La presión de vacío dentro de un interruptor de vacío se mantiene normalmente a 10

– 6

bar.

El material utilizado para los contactos de transporte de corriente juega un papel importante en el rendimiento del disyuntor de vacío . Cu / Cr es el material más ideal para hacer contactos VCB. La tecnología de interruptores de vacío se introdujo por primera vez en el año de 1960. Pero aún es una tecnología en desarrollo. A medida que pasa el tiempo, el tamaño del interruptor de vacío se está reduciendo desde el tamaño de principios de la década de 1960 debido a diferentes desarrollos técnicos en este campo de la ingeniería. La geometría de contacto también está mejorando con el tiempo, desde el contacto a tope de los primeros días cambia gradualmente a la forma espiral, la forma de copa y el contacto de campo magnético axial. El disyuntor de vacío se reconoce hoy como la tecnología de interrupción de corriente más confiable para celdas de media tensión. Requiere un mantenimiento mínimo en comparación con otras tecnologías de disyuntores.

Ventajas del disyuntor de vacío o VCB

La vida útil del interruptor automático de vacío es mucho más larga que la de otros tipos de interruptores automáticos. No hay posibilidad de incendio como el interruptor de circuito de aceite. Es mucho más amigable con el medio ambiente que el disyuntor SF6. Además de esa contracción de VCB es muy fácil de usar. El reemplazo del interruptor de vacío (VI) es muy conveniente.

Operación del disyuntor de vacío

El objetivo principal de cualquier disyuntor es apagar el arco durante el cruce por cero actual, estableciendo una alta resistencia dieléctrica entre los contactos para que el restablecimiento del arco después de la corriente cero sea imposible. La rigidez dieléctrica del vacío es ocho veces mayor que la del aire y cuatro veces mayor que la del gas SF6. Esta alta resistencia dieléctrica permite apagar un arco de vacío dentro de un espacio de contacto muy pequeño. Para brecha de contacto corta, masa de contacto baja y sin compresión del medio, la energía de accionamiento requerida en el disyuntor de vacío es mínima. Cuando dos áreas de contacto cara a cara se están separando entre sí, no se separan al instante, el área de contacto en la cara de contacto se reduce y finalmente llega a un punto y finalmente se eliminan. Aunque esto sucede en una fracción de micro segundo, pero es el hecho. En este instante de tocar los contactos en el vacío, la corriente a través de los contactos se concentró en ese último punto de contacto en la superficie de contacto y crea un punto caliente. Como es el vacío, el metal en la superficie de contacto se vaporiza fácilmente debido a ese punto caliente y crea un medio conductor para la trayectoria del arco. Entonces el arco se iniciará y continuará hasta el próximo cero actual.

En la corriente cero, este arco de vacío se extingue y el vapor de metal conductor se vuelve a condensar en la superficie de contacto. En este punto, los contactos ya están separados, por lo tanto, no se trata de volver a vaporizar la superficie de contacto para el próximo ciclo de corriente. Eso significa que el arco no puede restablecerse nuevamente. De esta manera, el disyuntor de vacío evita el restablecimiento del arco al producir una alta resistencia dieléctrica en el espacio de contacto después de la corriente cero.

Hay dos tipos de formas de arco. Para la corriente de interrupción de hasta 10 kA, el arco permanece difuso y la forma de descarga de vapor cubre toda la superficie de contacto. Por encima de 10 kA, el arco difuso se contrae considerablemente por su propio campo magnético y se contrae. El fenómeno da lugar al calentamiento del contacto en su centro. Para evitar esto, el diseño de los contactos debe ser tal que el arco no permanezca estacionario sino que siga viajando por su propio campo magnético. La forma de contacto especialmente diseñada del disyuntor de vacío hace que el arco estacionario estrecho se desplace a lo largo de la superficie de los contactos, lo que provoca una erosión de contacto mínima y uniforme.

Puede mirar este enlace para ver la diferencia entre el tipo de diferencia de Disyuntores.

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