Interruptores de Tanque Vivo Guía para el comprador

Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

Edición 3, 2005-09



Índice

Índice Capítulo-Página

Productos

Introducción

A-2

Aclaraciones

B-1

Puffer, Auto-PufferTM

C-1

Características de diseño y ventajas:

Información técnica

Familia de interruptores LTB

D-1

Familia de interruptores HPL

E-1

Mecanismo de operación BLK

F-1

Mecanismo de operación BLG

G-1

Mecanismo de operación Motor Drive MD

H-1

Catálogos técnicos: Familia de interruptores LTB

I-1

Familia de interruptores HPL

J-1

Mecanismo de operación BLK

K-1

Mecanismo de operación BLG

L-1

Mecanismo de operación Motor Drive MD

M-1

Opciones para aplicaciones especiales:

A-1

Aisladores de material compuesto

N-1

Conmutación controlada

O-1

Monitoreo

P-1

Capacidad de resistencia sísmica

Q-1

Control de calidad y pruebas

R-1

Datos para el pedido de presupuesto

S-1

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Introducción

Superando las expectativas de los clientes Interruptores tipo tanque vivo de ABB ABB tiene más de un siglo de experiencia en el desarrollo, la prueba y fabricación de interruptores de alta tensión. A través de los años, nuestros interruptores han adquirido buena reputación gracias a su alta fiabilidad y larga duración, independientemente del clima o la situación geográfica.

ABB está introduciendo la tecnología del futuro para mecanismos de operación. Ahora, podemos presentar a Motor Drive™, un sistema servomotor digital con electrónica para control y monitoreo. Nuestro programa de desarrollo está destinado especialmente a proporcionar un valor agregado a nuestros clientes.

Tensión nominal máxima (kV)

Corriente nominal máxima (A)

Corriente de corte nominal máxima (kA)

Gama de productos

Modelo

Interruptor tipo LTB Diseño del interruptor de SF6 Auto-Puffer™ Mecanismo(s) de operación para accionamiento por resorte o motor

LTB D1/B

170

3.150

40

LTB E1

245

4.000

50

LTB E2

550

4.000

50

Interruptor tipo HPL Diseño del interruptor de SF6 tipo puffer Mecanismo(s) de operación a resorte

HPL B1

300

4.000

63

HPL B2

550

4.000

63

HPL B4

800

4.000

63

Conmutación controlada

Switchsync™

Monitoreo de condición

OLM2

La información y las aplicaciones especiales que no se incluyen en esta Guía del usuario se ofertarán bajo pedido. Para más información sobre las Soluciones Configurables de Conmutadores de Alta Tensión con Interruptores SF6 LTB y HPL - (es decir, Interruptores Extraíbles, Interruptores Seccionadores Combinados y Módulos de Entrada de Línea), consultar los folletos que se suministran por separado.

Para más información sobre aplicaciones de conmutación controlada y relés Switcsync™ ver Controlled Switching, Buyer’s Guide/Appplication Guide. Catalogue publication 1HSM 9543 22-01en.

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A-2

Aclaraciones

Aclaraciones Generalidades Especificaciones de las normas/del cliente

Existen normas nacionales e internacionales, además de las especificaciones del cliente. ABB puede cumplir con la mayoría de los requisitos, siempre y cuando sean de nuestro conocimiento. Las normas IEC o ANSI (ANSI/IEEE) son las más comunes. En caso de duda, adjunte una copia de la especificación con su consulta.

Pruebas

Las normas exigen pruebas de tipo (pruebas de diseño) y pruebas de rutina (pruebas de producción). Pruebas de tipo Las pruebas de tipo se realizan una sola vez en un objeto de prueba representativo de acuerdo con normas aplicables y no se repiten sin cargo adicional. El propósito de las pruebas de tipo es verificar las características de diseño. Pruebas de rutina Las pruebas de rutina se realizan en cada interruptor antes del suministro y de acuerdo con las normas aplicables. El propósito de las pruebas de rutina es verificar el montaje y el funcionamiento de cada interruptor en particular. Los certificados de las pruebas de rutina son enviados al usuario con cada suministro. Para pruebas de rutina más amplias, que superen las exigencias de las normas, se cobrará un cargo adicional. Consultar el capítulo especial en la página R-1, Control de calidad y Pruebas.

Tensión nominal

La tensión nominal (máxima) es la tensión máxima (fase a fase), expresada en kV rms, del sistema para el que está destinado el equipo. Se conoce también como tensión máxima del sistema.

Nivel de aislamiento nominal La combinación de valores de tensión que caracteriza el aislamiento de un interruptor

con respecto a su capacidad para soportar esfuerzos dieléctricos. El valor nominal indicado rige para altitudes de ≤1.000 m sobre el nivel del mar. Para altitudes más elevadas, se introduce un factor de corrección. La definición ”sobre la distancia de seccionamiento” rige solamente para los seccionadores.

LIWL nominal

La prueba de impulso tipo atmosférico se realiza con una forma de onda normalizada – 1,2/50 µs – para la simulación de sobretensión del tipo atmosférico. El nivel nominal soportado contra impulsos del tipo atmosférico (Lightning Impulse Withstand Level, LIWL) indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV como un valor de cresta. Para tensiones ≤300 kV se pueden requerir dos valores a través de contactos abiertos, una tensión LIWL más una tensión a la frecuencia industrial BIAS o una tensión LIWL simple. BIL (Basic Insulating Level), nivel básico de aislamiento, es una expresión antigua pero significa lo mismo que LIWL. Rated Full Wave, onda completa nominal, suele utilizarse en normas ANSI/IEEE más antiguas pero significa lo mismo que LIWL.

Tensión nominal soportada a frecuencia industrial

Esta prueba sirve para mostrar que el aparato puede soportar las sobretensiones a frecuencia industrial que puedan ocurrir. La tensión nominal soportada a frecuencia industrial indica el nivel de tensión soportada requerida fase a fase, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV rms.

SIWL nominal

Para tensiones >300 kV, la prueba de tensión a frecuencia industrial es reemplazada por la prueba de impulso tipo operación. La forma de onda 250/2500 µs simula una sobretensión de operación. El nivel nominal soportado contra impulsos tipo operación (Switching Impulse Withstand Level, SIWL) indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV como un valor de cresta. El impulso tipo operación se requiere sólo para tensiones >300 kV. Se pueden requerir dos valores a través de contactos abiertos, una tensión SIWL más una tensión a frecuencia industrial BIAS o una tensión SIWL simple.

B-1

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Aclaraciones

Generalidades Tensión nominal soportada a impulso de onda cortada, fase a tierra y a través de contactos abiertos

El nivel nominal soportado contra impulsos de onda cortada en 2 μs y 3 µs respectivamente, indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra y a través de contactos abiertos.

Frecuencia nominal

La frecuencia (industrial) nominal es la frecuencia nominal del sistema expresada en Hz, en la cual el interruptor está diseñado para funcionar.

El impulso de onda cortada se menciona solamente en las normas ANSI/IEEE y, por lo tanto, no rige para IEC.

Las frecuencias normales son 50 Hz y 60 Hz. Otras frecuencias, como 16 2/3 Hz y 25 Hz, pueden ser válidas para algunas aplicaciones ferroviarias.

Corriente normal nominal

La corriente nominal normal (denominada a veces corriente nominal o corriente nominal continua) es la corriente continua máxima que puede soportar el equipo. La corriente se expresa en A rms. La corriente nominal se basa en una temperatura ambiente máxima de +40°C.

Corriente nominal admisible de corta duración

La corriente nominal admisible de corta duración es la corriente máxima (expresada en kA rms) que el equipo podrá soportar en posición cerrada durante una corta duración indicada. La corriente nominal admisible de corta duración es igual a la corriente normal nominal en cortocircuito. Los valores normales de duración son 1 ó 3 s.

Corriente nominal de cresta admisible

La corriente nominal de cresta admisible es el valor máximo del primer semiciclo principal (expresado en kA) durante una corriente admisible de corta duración que el equipo será capaz de soportar. El valor máximo está vinculado con el valor rms, la frecuencia y la constante de tiempo (τ). Los valores especificados son: - 2,5 x corriente nominal admisible de corta duración a 50 Hz a τ = 45 ms - 2,6 x corriente nominal admisible de corta duración a 60 Hz a τ = 45 ms - 2,7 x corriente nominal admisible de corta duración a 50/60 Hz a τ > 45 ms

Corriente nominal de corte en cortocircuito

La corriente nominal (de corte) en cortocircuito es la máxima corriente en cortocircuito simétrica en kA rms, que un interruptor será capaz de cortar. Dos valores están vinculados con la corriente nominal en cortocircuito: - el valor rms de la componente de la corriente alterna - la componente de corriente continua porcentual (en función del tiempo mínimo de  apertura del interruptor)

Corriente nominal de cierre en cortocircuito

La corriente nominal de cierre en cortocircuito indica la corriente de cresta máxima contra la que el interruptor será capaz de cerrar y bloquear. Mencionada como capacidad de cierre y bloqueo en las normas ANSI/IEEE. La corriente nominal de cierre en cortocircuito es igual a la corriente nominal de cresta admisible. El valor de cresta está vinculado con el valor rms de la corriente nominal de corte en cortocircuito, frecuencia y constante de tiempo (τ). Los valores especificados son: - 2,5 x corriente nominal admisible de corta duración a 50 Hz a τ = 45 ms - 2,6 x corriente nominal admisible de corta duración a 60 Hz a τ = 45 ms - 2,7 x corriente nominal admisible de corta duración a 50/60 Hz a τ > 45 ms

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B-2

Aclaraciones

Aclaraciones Sistema y condiciones de conmutación Sistema de puesta a tierra

El sistema de puesta a tierra de la red puede variar según la región y la tensión del sistema. Para tensiones superiores (>72 kV), los sistemas tienden a tener una red con neutro a tierra (conexión firme), mientras que las tensiones inferiores tienen generalmente redes aisladas o redes compensadas con bobina (puesta a tierra a través de una impedancia). El tipo de sistema de puesta a tierra es un parámetro importante para definir la tensión transitoria de restablecimiento.

Factor de primer polo

El factor del primer polo (kpp) depende del sistema de puesta a tierra de la red. El factor de primer polo se utiliza para calcular la tensión transitoria de restablecimiento para fallas trifásicas. En general, rigen los siguientes casos: - kpp = 1,3 equivale a fallos trifásicos en redes con neutro a tierra. - kpp = 1,5 equivale a fallos trifásicos en redes aisladas o redes compensadas con bobina. - kpp = 1,0 equivale a casos especiales, por ejemplo redes ferroviarias bifásicas. Un caso especial es cuando existe una falla trifásica sin involucrar a tierra en una red con neutro a tierra. Este caso equivale a kpp = 1,5. Sin embargo, este caso especial no suele estar considerado en las normas.

Tensión nominal transitoria de restablecimiento

La tensión nominal transitoria de restablecimiento (TRV) es la tensión transitoria de cresta (expresada en kV) que equivale al primer polo cuando se interrumpe una falla trifásica a la corriente nominal de cortocircuito. La tensión nominal transitoria de restablecimiento (uc) se calcula de la siguiente manera (basada en IEC): Dónde: Ur = Tensión nominal (kV) kpp = factor de primer polo kaf = Factor de amplitud (Según IEC: 1,4 a 100% de corriente de cortocircuito) Ejemplo: A 145 kV con kpp = 1,5 la tensión nominal transitoria de restablecimiento será de 249 kV

Corriente nominal de cierre y corte fuera de fase

La corriente nominal de corte fuera de fase es la corriente máxima de corte fuera de fase que el interruptor será capaz de interrumpir. El valor estándar de la corriente nominal de corte fuera de fase es 25% de corriente nominal de corte en cortocircuito.

Fuera de fase

El factor (de tensión) fuera de fase se utiliza para calcular la tensión de restablecimiento para diferentes sistemas de puesta a tierra. La tensión de restablecimiento a frecuencia industrial (rms) puede calcularse como:

La tensión transitoria de restablecimiento (uc) puede calcularse como: Dónde: Ur = Tensión nominal (kV) kpp = factor de primer polo (fuera de fase) kaf = Factor de amplitud (Según IEC: 1,25) Ejemplo: A 245 kV con kpp = 2,0 , la tensión transitoria de restablecimiento fuera de fase será de 500 kV Los valores estandarizados para los factores de tensión son: - 2,0 para redes con neutro a tierra - 2,5 para otras redes que las redes con neutro a tierra. La tensión aplicada antes del cierre no es afectada por el sistema de puesta a tierra. La tensión máxima aplicada en condiciones fuera de fase es siempre 2 veces la tensión monofásica.

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Aclaraciones

Sistema y condiciones de conmutación Impedancia característica nominal y otras características de falla de línea corta

Cuando se produce una falla a tierra en la linea cerca de un interruptor, las ondas progresivas generarán una tensión inicial de restablecimiento muy pronunciada. Esta tensión inicial de restablecimiento depende de la corriente de cortocircuito y la impedancia característica. La impedancia característica puede variar según el tipo de conductor, por ejemplo. En las normas (IEC e ANSI/IEEE), la impedancia característica ha sido normalizada en un valor de 450 Ω. Otras características para la falla de línea corta son el factor de cresta y el factor RRRV. Éstos han sido normalizados en los siguientes valores: Factor de cresta: 1,6 Factor RRRV: 0,2 (kV/μs)/kA para 50 Hz  0,24 (kV/μs)/kA para 60 Hz

Factor de tensión capacitivo

El factor de tensión capacitivo se utiliza para definir la tensión monofásica de restablecimiento para diferentes aplicaciones de conmutación capacitiva. El factor depende de lo siguiente: Aplicación - conmutación de línea sin carga - conmutación de cable sin carga - conmutación de bancos de condensadores Sistema de puesta a tierra - red con neutro a tierra - red aislada o red compensada con bobina Los valores estándar para factores de tensión capacitivos para condiciones de funcionamiento normales son los siguientes: Conmutación de línea sin carga: - 1,2 (redes con neutro a tierra) - 1,4 (otras redes que las redes con neutro a tierra) Conmutación de cable sin carga: - 1,0 (cables blindados con redes con neutro a tierra) - 1,2 (cables tipo cinta con redes con neutro a tierra) - 1,4 (otras redes que las redes con neutro a tierra) Conmutación de bancos de condensadores: - 1,0 (banco de condensadores con neutro a tierra) - 1,4 (banco de condensadores con neutro aislado) Cuando sean aplicables diferentes factores de tensión capacitivos de diferentes aplicaciones, se deberá consultar el valor máximo. El factor de tensión se puede utilizar para calcular la cresta de tensión monofásica de restablecimiento: Dónde: Ur = Tensión nominal kc = factor de tensión capacitivo Ejemplo: ¿Cuál es la tensión de restablecimiento de cresta para un interruptor de 245 kV al conmutar una línea sin carga con un neutro a tierra? El factor de tensión es 1,2 debido a la red con neutro a tierra. La tensión de restablecimiento de cresta es:

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Aclaraciones

Aclaraciones Sistema y condiciones de conmutación Clase de conmutación capacitiva

La clase de conmutación capacitiva es una definición nueva que se introdujo en IEC 62271-100. Las definiciones son: Clase C1: Interruptor con baja probabilidad de recebado durante la conmutación capacitiva. Clase C2: Interruptor con muy baja probabilidad de recebado durante la conmutación capacitiva. Un interruptor diseñado para la Clase C2 se puede utilizar, por supuesto, para la Clase C1.

Corriente de ”inrush” capacitiva nominal y frecuencia de energización

La corriente de energización capacitiva nominal (valor de cresta) rige únicamente para interruptores destinados a conmutar bancos de condensadores (principal-mente los bancos conectados “back-to-back”). La corriente de energización se caracteriza por una corriente transitoria y una frecuencia muy alta. Los valores pueden variar debido a diferentes configuraciones de los bancos de condensadores, inductancia limitadora de corriente, etc. El valor normalizado de la corriente es 20 kA (valor de cresta) y con una frecuencia de 4,25 kHz.

Constante de tiempo

La constante de tiempo τ de la red describe la relación entre la inductancia y la resistencia en la red (L/R) y se expresa en ms. El valor estándar es 45 ms. La constante de tiempo afectará la componente de corriente continua requerida. Existe una relación entre la constante de tiempo, el factor de potencia y la razón X/R. Si se ha indicado una relación X/R requerida, la constante de tiempo en ms se puede calcular fácilmente dividiendo la relación X/R por (2 x π x f), dónde f es la frecuencia nominal. Ejemplo: X/R = 14 equivale al tiempo de una constante de tiempo de 45 ms a 50 Hz X/R = 17 equivale a una constante de tiempo de 45 ms a 60 Hz

Condiciones ambientales Temperatura ambiente mínima

La temperatura ambiente (del aire) mínima indica la temperatura mínima en la cual podrá funcionar el interruptor, con las características nominales indicadas. El valor estándar es -30°C. La temperatura ambiente mínima afecta la elección de la presión de gas y/o mezcla de gas.

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Aclaraciones

Condiciones ambientales Temperatura ambiente máxima

La temperatura ambiente (del aire) máxima indica la temperatura máxima en la cual podrá funcionar el interruptor, con las características nominales indicadas. La temperatura ambiente máxima puede afectar la corriente permanente admisible. El valor estándar es +40°C.

Altitud

Si la altura es por encima de >1.000 m sobre el nivel del mar, la rigidez dieléctrica externa se reduce debido a la menor densidad del aire. Para el aislamiento externo, se debe utilizar un factor de corrección según la norma.

Distancia de fuga

La distancia de fuga se define como la distancia más corta a lo largo de la superficie de un aislador entre dos piezas conductoras. La distancia de fuga requerida es especificada por el usuario en: - mm (distancia de fuga total) - mm/kV (distancia de fuga con respecto a la tensión nominal).

Nivel de contaminación

Las condiciones ambientales, con respecto a la contaminación, se clasifican a veces en niveles de contaminación. En la norma IEC 60815 se describen cuatro niveles de contaminación. Existe una relación entre cada nivel de contaminación y una distancia de fuga específica nominal mínima correspondiente.

Nivel de contaminación

Distancia de fuga

I - Ligero 16 mm/kV II - Medio 20 mm/kV III - Pesado 25 mm/kV IV - Muy pesado 31 mm/kV

Clase de resistencia al congelamiento

Si es aplicable, equipos de alta tensión para uso exterior pueden ser diseñados para operar con capas de hielo espicificados. En la norma IEC existen tres clases de capa de hielo con la cual los equipos deben operar: - Espesor de hielo de 1 mm - Espesor de hielo de 10 mm - Espesor de hielo de 20 mm

Carga del viento

Las cargas del viento especificadas para interruptores automáticos destinados a condiciones exteriores normales se basan en una velocidad del viento de 34 m/s.

Diseño Operación monopolar o tripolar

Para la operación monopolar (operación unipolar), cada polo individual del interruptor es operado por su propio mecanismo de operación. Esto posibilita el recierre automático, tanto monofásico como trifásico. Para la operación tripolar (operación de mando único), los tres polos son operados por un mecanismo de operación común. Los tres polos están mecánicamente acoplados para recierre trifásico automático. (La operación bipolar (operación de 2 polos) rige únicamente para aplicaciones especiales, es decir sistemas ferroviarios.)

Interruptor de disparo libre

Un interruptor que puede ejecutar una operación de apertura completa, incluso si el comando de disparo es activado durante una operación de cierre y con el comando de cierre mantenido. NOTA: Para garantizar una interrupción adecuada de la corriente que se pueda establecer, puede ser necesario que los contactos alcancen momentáneamente la posición cerrada.

Disparo condicionado

Un interruptor que no puede ser liberado excepto cuando está en la posición cerrada.

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B-6

Aclaraciones

Aclaraciones Diseño Resistencias de pre-inserción (PIR)

Las resistencias de pre-inserción se utilizan para limitar sobretensiones en la red durante operaciones de conmutación. Las resistencias de pre-inserción se utilizan únicamente durante el cierre y consisten en bloques de resistencias que son conectados en paralelo con la cámara de interrupción. Los bloques de resistencias cerrarán el circuito aproximadamente 8-12 ms antes de los contactos de arco. Las resistencias de pre-inserción se utilizan principalmente para líneas en vacío con tensiones de sistema superiores (>362 kV). Las resistencias de pre-inserción no se deben confundir con las resistencias de apertura, que se utilizan para reducir (amortiguar) la tensión transitoria de restablecimiento durante la apertura. Las resistencias de apertura se utilizan principalmente en tipos de interruptores más antiguos, por ejemplo los interruptores de aire comprimido.

Secuencia de operación nominal

La secuencia de operación nominal (conocida también como servicio de operación estándar o ciclo de servicio estándar) es la secuencia de operación indicada que el interruptor será capaz de ejecutar con las características nominales indicadas. Existen dos alternativas principales: a) O - t - CO - t’ - CO Donde: t = 0,3 s para interruptores destinados al recierre rápido t = 3 min. para interruptores no destinados al recierre rápido t’ = 3 min. b) CO - t’’ - CO Donde: t’’ = 15 s para interruptores no destinados al recierre rápido

Clase de resistencia mecánica

La clase de duración mecánica es una definición nueva que se introdujo en IEC 62271100. Las definiciones son: Clase M1: Interruptor con duración mecánica normal (2.000 operaciones). Clase M2: Interruptor de uso frecuente para requisitos de servicio especiales (10.000 operaciones) Un interruptor destinado a la Clase M2 se puede utilizar, por supuesto, para la Clase M1.

Carga de terminales

B-7

Los conductores conectados a los terminales del interruptor, así como las cargas del hielo y del viento, causan las cargas estáticas resultantes en los terminales. Los valores estándar para cargas estáticas en los terminales son establecidos por las normas. Las cargas estáticas nominales en los terminales del equipo son normalmente verificadas por cálculos de carga.

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Aclaraciones

Diseño Presión

Las presiones de gas se pueden expresar en varias unidades, por ejemplo MPa, bar, P.s.i, etc. 1MPa = 106 Pa = 10 bar = 145 P.s.i Presión de llenado nominal La presión de llenado se indica a la temperatura de referencia de +20°C y se puede expresar en términos relativos o absolutos. La presión de llenado nominal es la presión a la que se llena el interruptor antes de ser puesto en servicio. Presión de alarma La presión de alarma se indica a la temperatura de referencia de +20°C y se puede expresar en términos relativos o absolutos. La presión de alarma es la presión en la que la señal de monitoreo (alarma) indica que se requiere un relleno en un plazo relativamente corto. Presión mínima (presión de cierre impedido, enclavamiento o bloqueo) La presión mínima se indica a la temperatura de referencia de +20°C y se puede expresar en términos relativos o absolutos. La presión mínima es la presión a la que el interruptor es enclavado para funcionamiento sucesivo, y cuando es necesario un relleno. Todas las pruebas de tipo, excepto la prueba de duración mecánica, se realizan a esta presión. Presión máxima La presión máxima se indica a la temperatura de referencia de +20°C y se puede expresar en términos relativos o absolutos. La presión máxima es la presión a la que el interruptor está conduciendo su corriente normal a temperatura ambiente máxima.

Capacitores equipotenciales

Capacitores equipotenciales son en ciertas ocasiones utilizados en interruptores “multiapertura” (dos o más cámaras de ruptura idénticas conectadas en serie) con el fin de distribuir uniformemente la tensión a través del espacio entre contactos. El capacitor es conectado en paralelo con cada una de las cámaras de ruptura y tiene un valor estándar de 1600 pF/capacitor. La capacitancia a través del espacio entre contactos se calcula de acuerdo con la siguiente expresión: Ctot= Cgr/n Donde: - Cgr: es la capacitancia de cada capacitor - n: es la cantidad de cámaras de ruptura conectadas en serie

Capacitores en paralelo

Capacitores en paralelo son utilizados para incrementar la capacidad de cortocircuito de los interruptores. La capacitancia adicional incrementa el tiempo de demora de la tensión inicial de recuperación RRRV y por lo tanto tiene impacto principalmente en la respuesta frente a fallas en líneas cortas. Atención: Capacitores conectados entre línea y tierra tienen efectos similares a los capacitores en paralelo, pero son utilizados principalmente en interruptores de tanque muerto.

Tiempos Tiempo de apertura

El tiempo de apertura es el intervalo entre que se excita el circuito de disparo (bobina de apertura) en un interruptor que se encuentra en posición cerrada, y el instante cuando los contactos se han separado en todos los polos.

Tiempo de cierre

El tiempo de cierre es el intervalo entre que se excita el circuito de cierre (bobina de cierre) en un interruptor que se encuentra en posición abierta, y el instante cuando los contactos se tocan en todos los polos.

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Aclaraciones

Aclaraciones Tiempos Tiempo de corte nominal

El tiempo de corte nominal (máximo) (tiempo de interrupción) es el intervalo de tiempo entre la excitación del circuito de disparo y cuando el arco es extinguido en todos los polos. El tiempo de corte se expresa en ms o ciclos (20 ms = 1 ciclo a 50 Hz). En IEC, el tiempo de corte está basado en los resultados de servicios de prueba de falla en terminales con corriente simétrica. Se realiza la compensación para pruebas monofásicas y para tensiones de alimentación reducidas.

Tiempo muerto

El tiempo muerto (durante un re-cierre) es el intervalo entre la extinción final del arco en todos los polos en la operación de apertura y el primer restablecimiento de corriente en alguno de los polos en la subsiguiente operación de cierre. IEC y ANSI/IEEE especifican un tiempo muerto de 300 ms.

Tiempo de re-cierre

El tiempo de re-cierre es el intervalo entre la excitación del circuito de disparo (bobina de apertura) y el instante cuando los contactos se tocan en todos los polos durante un ciclo de re-cierre. Tiempo de re-cierre = Tiempo de apertura + Tiempo de arco + Tiempo muerto + Tiempo de pre-arco.

Tiempo cierre-apertura

El tiempo cierre-apertura es el intervalo entre el instante de contacto en el primer polo durante una operación de cierre y el instante cuando los contactos se han separado en todos los polos durante la siguiente operación de apertura. El circuito de disparo (bobina de apertura) debe haber sido excitado en el instante cuando los contactos se tocan durante el cierre (operación CA sin ninguna demora de tiempo intencional). Atención: El tiempo cierre-apertura no es igual a Tiempo de cierre + Tiempo de apertura.

Tiempo apertura-cierre

El tiempo apertura-cierre (durante un re-cierre) es el intervalo entre el instante de separación de contactos en todos los polos y el instante cuando los contactos se tocan en el primer polo en la subsiguiente operación de cierre. Tiempo apertura-cierre = Tiempo de arco + Tiempo muerto + Tiempo de pre-arco.

Tiempo de realización-corte (make-break time)

El tiempo de realización-corte (make-break) es el intervalo entre el comienzo de la circulación de corriente en el primer polo durante una operación de cierre y el fin del tiempo de arco durante la subsiguiente operación de cierre. El tiempo de realización-cierre está basado en una operación donde el circuito de disparo (bobina de apertura) ha sido excitado en el instante cuando los contactos se tocan durante el cierre (operación CA sin ninguna demora de tiempo intencional) Tiempo de realización-cierre = Tiempo de arco + Tiempo muerto + Tiempo de pre-arco.

Funcionamiento y control Mecanismo de operación - Armario de control Tensión de control

La tensión de control es una alimentación de CC utilizada para los circuitos de control tales como: Circuito de cierre y circuitos de disparo, etc. Tensiones de control nominales comunes: 110, 125, 220 ó 240 V CC (Tensiones de control nominales menos frecuentes: 250, 60 ó 48 V CC) El mecanismo de operación, incluyendo el circuito de control, está diseñado para una tensión de control nominal pero además debe tener capacidad de operación a través de un campo de tensiones específico para adaptarse a variaciones en la tensión de alimentación. Los siguientes rangos de tensiones requeridos son necesarios según la norma IEC: Tensión mínima (equipo auxiliar): 85% de la tensión nominal Tensión máxima (equipo auxiliar): 110% de la tensión nominal Tensión mínima (circuito de cierre): 85% de la tensión nominal Tensión máxima (circuito de cierre): 110% de la tensión nominal Tensión mínima (circuito de disparo): 70% de la tensión nominal Tensión máxima (circuito de disparo): 110% de la tensión nominal

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Aclaraciones

Funcionamiento y control Mecanismo de operación - Armario de control Tensión de calentamiento / Tensión auxiliar CA

La tensión auxiliar CA es una alimentación monofásica de CA (fase-neutro) utilizada para calentadores, toma corriente e iluminación, etc., si se utilizan. Valores normales: 110-127 V CA 220-254 V CA

Tensión del motor

La tensión del motor es una alimentación de CC o una alimentación monofásica de CA (fase-neutro) para el motor de carga de resorte. Tensiones nominales comunes del motor: 110, 125, 220 y 240 V CC 115, 120, 127, 230 y 240 V CA El motor y el circuito del motor están diseñados para una tensión nominal pero además deben tener capacidad de operación en un rango de tensiones específico para adaptarse a variaciones en la tensión de alimentación. El siguiente campo tensiones requeridas es exigido por la norma IEC: Tensión mínima para el circuito del motor: 85% de la tensión nominal Tensión máxima para el circuito del motor: 110% de la tensión nominal

Motor de carga del resorte de cierre

El motor de carga del resorte de cierre carga el resorte de cierre después de cada operación de cierre.

Contactor del motor

El contactor del motor es controlado por el interruptor de fin de carrera y arranca/ detiene el motor de carga del resorte de cierre.

Interruptor de fin de carrera

El interruptor de fin de carrera monitorea el estado de carga del resorte de cierre. Para el mecanismo de operación BLK, puede ser del tipo inductivo o mecánico. Para el mecanismo de operación BLG, sólo del tipo mecánico.

Contactos auxiliares

Los contactos auxiliares son contactos que indican la posición del interruptor. Se utiliza como mínimo un contacto en cada circuito de control (disparo/cierre) para controlar la alimentación de las bobinas. Los contactos no utilizados en circuitos de control están generalmente conectados a terminales para ser utilizados por el usuario. Cantidades totales normales: 12 NO + 12 NC 18 NO +18 NC

Contacto de impulso Contacto deslizante

Un contacto que emite un impulso corto durante el movimiento del contacto.

Contacto NC

El contacto NC (normalmente cerrado) es un contacto cerrado cuando el dispositivo no tiene alimentación. También se puede llamar: Contacto de ruptura o contacto b.

Contacto NO

El contacto NO (normalmente abierto) es un contacto abierto en la misma situación. También se puede llamar: Contacto de cierre o contacto a. El contacto NOC (normalmente abierto-cerrado) es un contacto cerrado que se abre y un contacto abierto que se cierra con un lado posterior común al cambiar de posición. También se puede llamar: Contacto de conmutación (contacto inversor).

Conmutador de disparo/ cierre

El conmutador de disparo/cierre se utiliza para operaciones de control, cuando un conmutador local/remoto (/desconectado) está en posición local.

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Aclaraciones

Aclaraciones Funcionamiento y control Mecanismo de operación - Armario de control Selector local/remoto/ desconectado

El selector local/remoto/desconectado se utiliza para alternar entre funcionamiento remoto y funcionamiento local (mediante el conmutador abierto/cerrado). Tiene también una posición desconectada en la cual el funcionamiento no es posible. No obstante, se puede suministrar una derivación de disparo de protección que permite desenganchar el interruptor. Como una alternativa, se puede suministrar un conmutador local/remoto sin posibilidad de desconexión.

Contador

El contador es un dispositivo electromecánico no reiniciable que cuenta cada operación de cierre.

Relé de antibombeo

El relé de antibombeo es un dispositivo que garantiza que sólo pueda existir una operación de cierre para cada señal de cierre.

MCB Interruptor en miniatura

El MCB (Miniature Circuit Breaker) es un interruptor automático pequeño que puede ser controlado manualmente o disparado automáticamente debido a una sobrecorriente. La sobrecorriente es un valor térmico (tipo K) o de cresta (tipo B). Se puede incluir contactos auxiliares (1NO + 1NC), que indiquen la posición de MCB. El MCB se utiliza generalmente para el circuito auxiliar de CA (y el circuito motor para el mecanismo de operación tipo BLK)

Dispositivo de arranque del motor directo en línea

El dispositivo de arranque del motor directo en línea es una unidad de protección y control manual del motor. Puede ser también un MCB (tipo térmico controlado). Esta unidad desconecta la alimentación del motor cuando se produce una sobrecarga del motor, o cuando se opera manualmente el dispositivo de arranque del motor directo en línea.

Bobinas de operación

Las bobinas de cierre y disparo en mecanismos de operación BLK y BLG tienen un consumo energético relativamente bajo, en general 200 W, gracias a un diseño de cerrojo excelente. Como estándar, se suministra una bobina de cierre y dos bobinas de disparo. Como opción, se puede suministrar bobinas de cierre adicionales. También la segunda bobina de disparo puede ser del tipo doble, y se puede utilizar un circuito de disparo adicional.

Conmutador manual/motor

El conmutador manual/motor desconecta el circuito del motor durante el accionamiento manual por manivela. El conmutador manual/motor, ya sea manual o automático, tiene las siguientes funciones: - Posición de motor; conecta la alimentación al motor. - Posición manual; pone en cortocircuito el motor para utilizarlo como generador-freno.

Calentadores

Cada mecanismo de operación tiene un calentador anti-condensación de 70 W conectado de forma continua. Adicionalmente, hay montados uno o más calentadores controlados, según la temperatura o humedad ambiente. Éstos son controlados por un termostato, o como una opción, un regulador de humedad (un regulador detector de humedad).

Termostato Regulador de humedad Indicador de densidad

B-11

El indicador de densidad es un dispositivo que mide la presión de gas, compensada a temperatura ambiente, dentro del interruptor. El indicador de densidad incluye normalmente: un display con escala, un contacto indicando la presión de alarma, y dos contactos que regulan los relés de enclavamiento para supervisión de gas en el nivel de bloqueo.

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Aclaraciones

Funcionamiento y control - Opciones de ABB Autoprotección

Disparo con bajo SF6

Normalmente, se utiliza un interruptor con contactos que se cierran con baja presión de gas. Se puede suministrar una opción de autoprotección en la cual los contactos se abren con baja presión de gas, de manera que los relés de enclavamiento de supervisión de gas son alimentados hasta que se produce el bloqueo. Otra opción es el disparo con baja presión SF6. Esta opción emite una orden de disparo a través de los relés de enclavamiento de supervisión de gas al mismo tiempo que se produce el bloqueo. Todas las pruebas de tipo, excepto las pruebas mecánicas, se realizan a esta presión de bloqueo.

Iluminación del panel

La iluminación del panel puede montarse como opción en el panel de control. La lámpara del panel es activada automáticamente cuando se abre la puerta del panel.

Toma corriente

El toma corriente se puede montar en el interior del armario. Los diseños normales son: Schucko - Se utiliza normalmente en el norte de Europa. CEE 7/7 - Toma corriente redondo de dos polos con barras de puesta a tierra al costado. CEE 7/4 - Estándar francés/belga con clavija redonda de dos polos con polo de tierra invertido. Hubbel - Estándar estadounidense. Crabtree - Estándar británico. GPO - Australia

TCS - Supervisión de circuito de disparo

El TCS (Trip Circuit Supervision) se utiliza, en primer lugar, para comprobar la conexión entre el relé de disparo de protección (sala de control) y el mecanismo de operación, y en segundo lugar, la(s) bobina(s) de disparo dentro del/de los mecanismo(s) de operación. El TCS es un dispositivo que se puede montar en paralelo con el/los relé(s) de disparo de protección, y envía una corriente de prueba (< 50 mA) baja a través del/de los circuito(s) de disparo. Para poder monitorear los circuitos de disparo cuando el interruptor está en posición abierta (cuando el contacto auxiliar en el circuito de disparo está abierto), existe un cableado paralelo a este contacto. Existen dos formas normales de hacer esto: 1. Una resistencia en paralelo con este contacto, con un valor de resistencia indicado por el proveedor del dispositivo TCS. 2. Un contacto NC del contacto auxiliar en paralelo con el contacto NO original. Esto requiere 2 salidas del dispositivo TCS, o dos dispositivos TCS paralelos. Un ejemplo de dispositivo TCS es SPER de ABB ATCF. Valores de resistencia para SPER, según el apartado 1. anterior: 220 V CC. 33 kΩ 110 V CC. 22 kΩ 60 V CC. 5,6 kΩ 48 V CC. 1,2 kΩ

Disparo de protección

El disparo de protección en los circuitos de disparo es una línea directa, que pasa por alto el selector local/remoto. Nota: Se utiliza solamente cuando el disparo de protección debe invalidar el selector.

Lámparas indicadoras de posición

Como opción, podemos suministrar lámparas LED de color verde/rojo conectadas al interruptor conmutador para indicar la posición del interruptor en el interior del armario.

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B-12

Aclaraciones

Aclaraciones Funcionamiento y control - Opciones de ABB Enclavamiento con llave

La provisión de un enclavamiento con llave es un dispositivo de enclavamiento mecánico (y eléctrico) que enclava la función de cierre. El diseño incluye una ménsula adecuada para instalar enclavamientos de las siguientes marcas: Castell, Kirk y Fortress.

Pulsador de disparo manual

Se puede solicitar que el pulsador de disparo mecánico manual sea colocado en el interior o exterior del mecanismo de operación. Nota: El disparo mecánico invalida el bloqueo de SF6.

Dispositivo 69

Supervisión de carga del resorte

Un dispositivo de enclavamiento, de acuerdo con el dispositivo Nro. 69 de la norma ANSI, que requiere un restablecimiento después de cada disparo con el pulsador mecánico manual antes de que sea posible efectuar el cierre del interruptor. Como opción, se puede montar un relé para emitir una alarma cuando se producen uno o más errores/eventos indicados a continuación: 1. Pérdida de tensión del motor. 2. El dispositivo de arranque del motor directo en línea es disparado manualmente. 3. El dispositivo de arranque del motor directo en línea es disparado debido a una sobrecorriente. 4. Un error eléctrico impide la carga del resorte. 5. Un error mecánico impide la carga del resorte. El relé puede ser un relé auxiliar o con un retardo de tiempo según la posibilidad de retardo de alarma en la unidad de control de la sección. El retardo de alarma debe ser, como mínimo, tan largo como el tiempo de carga del resorte, normalmente 15 s.

Supervisión de tensión

Los circuitos se pueden equipar con relé(s) de supervisión de tensión. Éste puede ser un relé de tensión cero (un relé auxiliar estándar - no regulable) o relés de supervisión de tensión (con ajuste regulable de tensión e histéresis).

Supervisión del calentador

El circuito calentador se puede equipar con un relé de supervisión de corriente (con ajuste regulable de corriente e histéresis) o una lámpara indicadora en serie con el calentador conectado de forma continua.

Disparo de condensador

Los circuitos de disparo se pueden equipar con dispositivos de disparo de condensador. Se utilizan para disparar automáticamente el interruptor en caso de falla de tensión o tensión de operación baja. El dispositivo de disparo de condensador se utiliza siempre con un relé de supervisión de tensión (ajuste regulable de tensión e histéresis) que controla el nivel de tensión de disparo (se requiere un dispositivo condensador por cada bobina de disparo).

Bobina de disparo de tensión cero

El mecanismo de operación BLK puede ser equipado con una bobina de disparo de tensión cero. Se utiliza para disparar automáticamente el interruptor en caso de falla de tensión o tensión de trabajo baja. La bobina de disparo de tensión cero se utiliza siempre junto con un relé de supervisión de tensión (ajuste regulable de tensión e histéresis) que controla el nivel de tensión de disparo).

Fusibles

Los fusibles pueden montarse en cualquier circuito bajo pedido. Tipos normales: MCB - Interruptor en miniatura Red spot - Fusibles (Enlaces) UK 10,3-HESI - Fusibles (Enlaces) Nota: Es preferible que los circuitos de disparo no incluyan fusibles.

Discrepancia de fases

B-13

La discrepancia de fases (discordancia de polos) es un dispositivo que se puede utilizar en interruptores de operación monopolar. Se emplean contactos auxiliares para indicar que todas las fases están en la misma posición. Cuando los polos están en diferentes posiciones, comienza un retardo de tiempo, y después de un tiempo predeterminado, se inicia generalmente una orden de disparo y una señal de alarma.

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Aclaraciones

Condiciones sísmicas Carga sísmica

Existen en el mundo muchas zonas con probabilidad de terremotos y, en esos casos, los interruptores deben diseñarse para resistir las cargas correspondientes. Cuando se produce un terremoto, la aceleración y la amplitud del movimiento del suelo varían de una manera estadística. Las condiciones de la carga son generalmente más graves en el sentido horizontal. El tipo de suelo (arenoso, arcilloso, rocoso, etc.) tiene gran influencia en la gravedad local real de un terremoto y el daño que puede provocar. Por razones técnicas, los esfuerzos sísmicos suelen definirse con el valor máximo de la aceleración horizontal (más exactamente: el valor máximo del valor de período cero de la aceleración horizontal, ZPA). IEC ha normalizado tres valores de aceleración horizontal máxima, ZPA: 2, 3, y 5 m/s2, que corresponden a 0,2, 0,3, y 0,5 g. IEEE, que es más relevante (más grave) tiene valores normalizados correspondientes, 0,25 g y 0,5 g respectivamente para una acción sísmica moderada e intensa.

Carga resultante en los interruptores

Cuando un interruptor de alta tensión es expuesto a un terremoto, el movimiento del suelo ocasionará oscilaciones en el interruptor, dando por resultado una carga mecánica. En general, la carga mecánica será más grave en el extremo inferior del aislador de la columna soporte. El interruptor tendrá una o más frecuencias de oscilación natural, frecuencias naturales, dónde la predominante es típicamente de unos pocos Hz. Dado que la frecuencia de oscilaciones sísmicas típicas también es de unos pocos Hz, ese esfuerzo real en el interruptor usualmente es amplificado debido a la resonancia mecánica. El grado de amplificación depende de la frecuencia natural y la amortiguación del interruptor, y puede deducirse de los espectros de respuestas, publicados por ejemplo por IEC.

Amortiguadores sísmicos

Los amortiguadores sísmicos reducirán la frecuencia natural mínima del interruptor y, al mismo tiempo, aumentarán la amortiguación. Así, la amplificación de los esfuerzos sísmicos debido a resonancia disminuye significativamente, y también lo hace la carga mecánica máxima en el interruptor.

Verificación de la capacidad de resistencia sísmica

La capacidad de resistencia sísmica de un interruptor puede ser verificada por una prueba directa, en la cual un interruptor completo, o polo, es sometido a una carga sísmica simulada sobre una mesa vibradora. Como alternativa, los esfuerzos mecánicos pueden determinarse mediante cálculos. Los cálculos más fiables están basados en una prueba de vuelta a cero. En esta prueba, se aplica una fuerza en la parte superior del polo del interruptor. Al liberar repentinamente la fuerza, el polo oscila, y se pueden medir las frecuencias naturales y la amortiguación.

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B-14

Puffer

Productos

Características de Diseño de los Interruptores Puffer Separación de contactos Contactos principales

Cerrado

1 2 3 4

Formación del arco

Extinción del arco

Abierto

Cerrando

6

7 8 9 10

5 11 1. Portador de corriente superior | 2. Contacto de arco fijo | 3. Contacto de arco móvil | 4. Volumen Puffer | 5. Portador de corriente inferior | 6. Boquilla | 7. Contacto principal fijo | 8. Contacto principal móvil | 9. Cilindro Puffer | 10. Válvula de relleno | 11. Émbolo fijo

En su posición normal, los contactos del interruptor están cerrados y la corriente es conducida del portador de corriente superior al inferior a través de los contactos principales y el cilindro puffer. Al abrirse, la parte móvil del contacto principal y los contactos de arco, así como el cilindro puffer y la boquilla, son empujados hacia la posición abierta. Es importante advertir que los contactos móviles, la boquilla y el cilindro puffer forman un conjunto móvil único. En otras palabras, el interruptor tipo puffer utilizado en interruptores de tanque vivo (por ejemplo, tipo HPL) es un diseño de movimiento único. Cuando el conjunto móvil es empujado hacia la posición abierta, la válvula de relleno es forzada a la posición cerrada y el gas SF6 empieza a comprimirse entre el cilindro puffer móvil y el émbolo fijo. Los primeros contactos que se separan son los contactos principales. La separación de los contactos principales mucho antes que los contactos de arco garantiza que el arco formado esté entre los contactos de arco y sea contenido por la boquilla. Cuando los contactos de arco se separan, se forma un arco entre el contacto de arco móvil y el

C-1

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contacto de arco fijo. Cuando el arco fluye, bloquea en cierto grado el flujo de gas SF6 a través de la boquilla. De esa manera, la presión de gas en el volumen puffer continúa aumentando. Cuando la forma de onda de corriente atraviesa cero, el arco se debilita relativamente. En este momento, el gas SF6 presurizado emana del volumen puffer a través de la boquilla, extinguiendo el arco. En la posición abierta, hay suficiente distancia entre los contactos fijos y móviles para resistir los niveles de dieléctrico nominales. Durante el cierre, la válvula de relleno se abre permitiendo que el gas SF6 sea aspirado en el volumen puffer. Adviértase que la presión del gas SF6 que se requiere para la interrupción es creada de forma mecánica. De ese modo, los interruptores que utilizan cámaras de extinción tipo puffer requieren mecanismos de operación con suficiente energía para superar la presión acumulada en el volumen puffer, necesaria para interrumpir la corriente nominal de cortocircuito al tiempo que se mantiene la velocidad de contacto necesaria para resistir la tensión de restablecimiento.

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Productos

Auto-Puffer™

Características de Diseño de los Interruptores Auto-PufferTM Separación de contactos Contactos principales

Cerrado

1

8

2

9

3

10

4

11

5

12

6

13

7

14

Formación de arco

Operación de válvula

Extinción del arco

Abierto

1. Portador de corriente superior | 2. Contacto de arco fijo | 3. Contacto de arco móvil | 4. Volumen AutoPuffer™ | 5. Volumen Puffer | 6. Válvula de relleno | 7. Émbolo fijo | 8. Boquilla | 9. Contacto principal fijo | 10. Contacto principal móvil | 11. Válvula Auto-puffer™ | 12. Cilindro Puffer | 13. Alivio de sobrepresión | 14. Portador de corriente inferior

Al interrumpir corrientes altas (por ejemplo, corriente nominal de cortocircuito), los interruptores Auto-Puffer™ muestran la ventaja que estaban diseñados a proporcionar. En la apertura, la operación de un interruptor Auto-Puffer™ con alta corriente comienza de la misma manera que un interruptor tipo puffer. Recién después de que se inicia el arco se observa una diferencia en el principio de operación entre los casos de interrupción de alta y baja corriente. Cuando los contactos de arco se separan, se forma un arco entre el contacto de arco móvil y fijo. Cuando el arco fluye, bloquea en cierto grado el flujo de gas SF6 a través de la boquilla. El arco formado es extremadamente caliente e irradia mucho calor, y comienza a calentar el gas SF6 en el volumen de gas de interrupción. De ese modo, la presión en el interior de los volúmenes de Auto-Puffer™ y Puffer aumenta debido al aumento de temperatura, así como debido a la compresión de gas entre el cilindro puffer y el émbolo fijo.

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La presión de gas dentro del volumen AutoPuffer™ sigue aumentando hasta que es lo suficientemente elevada para forzar la válvula Auto-Puffer™ a la posición cerrada. Todo el gas SF6 requerido para la interrupción es retenido ahora en el volumen Auto-Puffer™ fijo y todo aumento ulterior de la presión de gas en ese volumen se debe solamente al calentamiento del arco. Casi al mismo tiempo, la presión de gas en el volumen puffer alcanza un nivel suficiente para empujar y abrir la válvula de sobrepresión. Dado que el gas en el volumen puffer es evacuado a través de la válvula de sobrepresión, no hay necesidad de que una energía de operación elevada supere la compresión del gas SF6 mientras simultáneamente mantiene la velocidad de contacto necesaria para resistir la tensión de restablecimiento. Cuando la forma de onda de corriente atraviesa el cero, el arco se debilita relativamente. En este momento, el gas SF6 presurizado emana del volumen Auto-Puffer™ a través de la boquilla, extinguiendo el arco.

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C-2

Auto-Puffer™

Productos

Características de Diseño de los Interruptores Auto-PufferTM Al interrumpir corrientes bajas, los interruptores Auto-Puffer™ se comportan de manera muy similar a los interruptores Puffer. Esto es, no existe suficiente presión de gas generada para forzar la válvula Auto-Puffer™ a la posición cerrada. Así, el volumen Auto-Puffer™ fijo y el volumen Puffer forman un gran volumen puffer único. En ese caso, la presión del gas SF6 necesaria para la interrupción es creada de forma mecánica como en un interruptor tipo puffer. A diferencia del interruptor tipo puffer, sin embargo, los AutoPuffers™ sólo requieren generar mecánicamente suficiente presión de gas para interrumpir una porción de la corriente nominal de cortocircuito (es decir, 20% a 30%).

Durante el cierre, la válvula de relleno se abre permitiendo que el gas SF6 pueda ser aspirado en los volúmenes Auto-Puffer™ y puffer. Dado que la interrupción de corrientes bajas sólo requiere una acumulación moderada de presión de gas SF6 por vía mecánica, y dado que la interrupción de alta corriente emplea el calentamiento del arco para generar la presión de gas necesaria en un volumen fijo, los interruptores Auto-Puffer™ requieren mucha menos energía de operación que los interruptores tipo Puffer (es decir, un 50% menos). El interruptor Auto-Puffer™ de ABB es también un diseño de movimiento único.

En la posición abierta, existe suficiente distancia entre el contacto fijo y móvil para resitir los niveles de dieléctrico nominales.

C-3

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Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

Productos

Familia de interruptores LTB

Características de diseño y ventajas del LTB Introducción

La familia de interruptores LTB de ABB, con tensión nominal de 72-550 kV y corriente de corte de hasta 50 kA, satisface las exigencias más elevadas. Se basa en los últimos avances de dimensionamiento dieléctrico e investigación de la física de arcos. ABB fabricó los primeros interruptores de SF6 con interruptores asistidos por arco a mediados de la década de los ochenta - Auto-Puffer™. El principio de Auto-Puffer™ se describe en el capítulo C-1.

En el año 2001, ABB introdujo a Motor Drive, un sistema servomotor digital capaz de accionar directamente los contactos del interruptor con alta precisión y fiabilidad. El número de piezas móviles en el accionamiento se reduce a una sola - el árbol motor rotativo. El Motor Drive se describe en capítulos separados de esta Guía del usuario. El diseño del LTB es una tecnología bien probada (hay en servicio más de 20.000 unidades).

Características de diseño

El LTB está disponible para operación monopolar o tripolar. Para interruptores con un elemento de interrupción por polo, son posibles ambos modos de operación. Para interruptores de doble cámara, sólo rige la operación monopolar. Para la operación tripolar, los polos del interruptor y el mecanismo de operación están conectados mediante barras de tracción. Cada polo tiene un resorte de apertura individual controlado por la barra de tracción. Pero existe una excepción. En el caso de la operación tripolar del LTB D, sólo existe resorte de apertura que controla los tres polos, y está montado sobre el polo más alejado del mecanismo de operación. Cada polo del interruptor constituye una unidad llena de SF6 sellada, que incluye la unidad de interrupción, el aislador tubular y el gabinete del mecanismo. Los tres polos del interruptor se pueden montar sobre soportes de polo individuales o, en el caso del LTB D, sobre un bastidor de soporte común. La energía requerida para interrumpir corrientes de cortocircuito se obtiene en parte del arco en sí, reduciendo significativamente la energía requerida del mecanismo de operación. La energía de operación inferior reduce intrínsecamente los esfuerzos mecánicos, tanto en el interruptor en sí como en los cimientos, aumentando la fiabilidad del interruptor. Durante muchos años, ABB ha utilizado mecanismos de operación con energía mecánicamente almacenada en resortes. Esta solución ofrece ventajas considerables dado que la energía está siempre disponible en los resortes tensados. Nuestros mecanismos de operación a resorte BLK y BLG se describen en capítulos separados de esta Guía del usuario.

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Mecanismo de operación El BLK se utiliza para: LTB D 72,5-170 kV LTB E 72,5-245 kV operación monopolar El BLG se utiliza para: LTB E 72,5-245 kV operación tripolar LTB E 362-550 kV operación monopolar Motor Drive™ se utiliza para: LTB D 72,5-170 kV

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D-1

Familia de interruptores LTB

Productos

Características de diseño y ventajas del LTB La fiabilidad operativa y la vida de servicio de un interruptor de SF6 depende en gran medida de la capacidad de garantizar el sellado del volumen de gas SF6 y de neutralizar los efectos de la humedad y los productos de descomposición en el gas. • El riesgo de fuga de gas es insignificante; se utilizan anillos dobles de caucho nitrilo de forma tórica y forma X con excelentes resultados. • Cada unidad de interrupción se suministra con un desecante que absorbe la humedad y los productos de descomposición del proceso de interrupción.

• Dado que la capacidad de interrupción depende de la densidad del gas SF6, el interruptor LTB se suministra con un monitor de densidad. El monitor de densidad consiste en un presostato compensado por temperatura. Por lo tanto, la señal de alarma y la función de bloqueo son activadas únicamente si la presión cae debido a una fuga. El diseño corresponde a las exigencias tanto de las normas IEC como ANSI. También se pueden suministrar soluciones de diseño especiales para ajustarse a otras normas y especificaciones.

Interruptor tipo LTB D 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Cámara de interrupción Aislador soporte Estructura soporte Mecanismo de operación tipo BLK Resorte de disparo Tubo de gas con viga protectora Supervisión de gas (En el lado opuesto) 8. Orificios perforados para conexión a tierra 9. Barra de tracción con tubo protector 10. Indicador de posición

D-2

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Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

Productos

Capacidad de conmutación de corriente

Todos los interruptores LTB son capaces de interrumpir corrientes de cortocircuito en 40 ms como máximo. También podemos garantizar una interrupción libre de recebado de corrientes capacitivas debido a un diseño y movimiento optimizado de los contactos. Para la conmutación de corrientes inductivas, las sobretensiones son bajas como resultado de una extinción óptima en corriente cero.

Rigidez dieléctrica

El LTB tiene una rigidez dieléctrica elevada incluso con presión atmosférica de SF6, gracias a una distancia óptima entre los contactos.

Conmutación controlada

Como opción, los interruptores LTB se pueden utilizar para conmutación controlada aplicando nuestro dispositivo de control tipo Switchsync™. Para más información, consultar el capítulo O-1, ”Conmutación controlada”.

Tiempos de operación estables

Para una conmutación controlada, es sumamente importante que los tiempos funcionales para operaciones de cierre y disparo sean constantes. Podemos garantizar ±1 ms para todos los interruptores LTB.

Resistencia a las condiciones climáticas

Los interruptores LTB están diseñados para ser instalados en una amplia variedad de condiciones climáticas, desde zonas polares a desiertos por todo el mundo. Para los interruptores instalados en zonas con temperaturas bajas extremas existe un riesgo de condensación del gas SF6. Para evitar las consecuencias de la condensación, se utiliza una de las siguientes mezclas de gases: • SF6 y N2 • SF6 y CF4

Resistencia a la corrosión

Los componentes de aluminio seleccionados (gabinetes de mecanismos, terminales de alta tensión, armarios) proporcionan un alto grado de resistencia a la corrosión, sin necesidad de protección adicional. Para uso en ambientes

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Familia de interruptores LTB

de exposición extrema, los interruptores LTB se pueden suministrar con una pintura de protección. La estructura soporte y los tubos protectores para las barras de tracción son de acero galvanizado en caliente.

Rigidez sísmica

Todos los interruptores LTB tienen son mecánicamente robustos debido a una construcción optimizada del polo y de la estructura de soporte, diseñados para resistir aceleraciones sísmicas de 3 m/s2 sin precauciones adicionales. Con una estructura soporte reforzada, aisladores reforzados o amortiguadores sísmicos, o una combinación de ellos, los interruptores pueden resistir aceleraciones sísmicas considerablemente superiores a 5 m/s2. Lea más sobre ”Capacidad de resistencia sísmica” en el capítulo Q-1.

Instalación sencilla

Cada LTB es probado previamente en nuestra fábrica y transportado al emplazamiento como unas pocas unidades premontadas. Los interruptores se pueden instalar fácilmente y poner en servicio en 1-4 días según el tipo y tamaño.

Necesidad de mantenimiento reducida

La fiabilidad operativa y la vida de servicio de un interruptor de SF6 depende en gran medida de la capacidad de garantizar el sellado del volumen de gas SF6 y de neutralizar los efectos de la humedad y productos de descomposición en el gas. No obstante, el LTB está destinado a una vida de servicio de más de 30 años o 10.000 operaciones mecánicas (sin carga). Para conmutación de corriente, el número de operaciones antes del mantenimiento depende de la corriente interrumpida.

Monitoreo de condición

Como una opción, podemos ofrecer control de supervisión mediante nuestro sistema de monitoreo de condición. Para más información, consultar el capítulo ”Monitoreo” P-1.

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D-3

Familia de interruptores HPL

Productos

Características de diseño y ventajas del HPL Introducción

La familia de interruptores HPL de ABB con tensión nominal de 72-800 kV y corriente de corte de hasta 63 (80) kA, responde a las exigencias más elevadas. Se basa en los últimos avances de dimensionamiento dieléctrico e investigación de la física de arcos. ABB fabrica interruptores de SF6 con interruptores Puffer desde 1981. El principio Puffer se describe en el capítulo C-1.

Los tres polos del interruptor están montados sobre soportes de polo individuales. Para la operación tripolar, los polos del interruptor y el mecanismo de operación están conectados mediante barras de tracción. Cada polo del interruptor tiene su propio resorte de apertura individual. Cada polo del interruptor constituye una unidad sellada rellena de SF6, que incluye la unidad de interrupción, el aislador soporte tubular y el gabinete del mecanismo. La fiabilidad operativa y la vida de servicio de un interruptor de SF6 depende en gran medida de la capacidad de garantizar el sellado del volumen de gas SF6 y de neutralizar los efectos de la humedad y los productos de descomposición en el gas. • El riesgo de fuga de gas es insignificante; se utilizan anillos dobles de caucho nitrilo de forma tórica y forma X con excelentes resultados. • Cada unidad de interrupción se suministra con un desecante que absorbe la humedad y los productos de descomposición del proceso de interrupción. • Dado que la capacidad de interrupción depende de la densidad del gas SF6, cada polo del interruptor HPL se suministra con un monitor de densidad. El monitor de densidad consiste en un presostato compensado por temperatura. Por lo tanto, la señal de alarma y la función de bloqueo son activadas únicamente si la presión cae debido a una fuga.

El interruptor HPL es operado por el mecanismo de operación con resorte cargado por motor tipo BLG que se describe en capítulos separados de esta Guía del usuario. El diseño del HPL es una tecnología bien probada (hay en servicio más de 12.700 unidades).

Características de diseño

HPL puede tener operación monopolar o tripolar. Para interruptores con un elemento de interrupción por polo, son posibles ambos modos de operación. Para interruptores de varias cámaras, rige solamente la operación monopolar.

E-1

Edición 3, 2005-09

El diseño corresponde a las exigencias tanto de las normas IEC como ANSI. También se pueden suministrar soluciones de diseño especiales para ajustarse a otras normas y especificaciones.

Capacidad de conmutación de corriente

Todos los interruptores HPL son capaces de interrumpir corrientes de cortocircuito en 40 ms como máximo. También podemos garantizar la interrupción de corrientes capacitivas con muy baja probabilidad de recebado debido a un diseño de contactos y movimiento optimizado. Para la conmutación de corrientes inductivas, las sobretensiones son reducidas gracias a una extinción óptima en corriente cero.

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Productos

Familia de interruptores HPL

Interruptor tipo HPL B2

Rigidez dieléctrica

HPL tiene una elevada rigidez dieléctrica incluso con presión atmosférica de SF6, gracias a una distancia óptima entre los contactos.

Conmutación controlada

Como opción, los interruptores HPL se pueden utilizar para conmutación controlada aplicando nuestro dispositivo de control tipo Switchsync™. Para más información, consultar el capítulo O-1, ”Conmutación controlada”.

Tiempos de operación estables

Para una conmutación controlada, es sumamente importante que los tiempos funcionales para operaciones de cierre y disparo sean constantes. Podemos garantizar ±1 ms para todos los interruptores HPL.

Resistencia a las condiciones climáticas

Los interruptores HPL están diseñados para, y son instalados en, una amplia variedad de condiciones

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1

Cámara de interrupción

2

Aislador soporte

3

Estructura soporte

4

Mecanismo de operación tipo BLG

5

Resorte de disparo

6

Supervisión de gas (en el lado opuesto)

7

Indicador de posición

climáticas, desde zonas polares a desiertos por todo el mundo. Para los interruptores instalados en zonas con temperaturas bajas extremas existe un riesgo de condensación del gas SF6. Para evitar las consecuencias de la condensación, se utiliza una de las siguientes mezclas de gases: • SF6 y N2 • SF6 y CF4

Resistencia a la corrosión

Los componentes de aluminio seleccionados (gabinetes de mecanismos, terminales de alta tensión, armarios) proporcionan un alto grado de resistencia a la corrosión, sin necesidad de protección adicional. Para uso en ambientes de exposición extrema, los interruptores HPL se pueden suministrar con una pintura de protección. La estructura soporte y los tubos protectores para las barras de tracción son de acero galvanizado en caliente.

Edición 3, 2005-09

E-2

Familia de interruptores HPL

Productos

Características y ventajas del diseño HPL Rigidez sísmica

Todos los interruptores HPL son mecánicamente robustos debido a una construc-ción optimizada del polo y de la estructura soporte, diseñados para resistir aceleraciones sísmicas de hasta 3 m/s2 sin precauciones adicionales. Con una estructura soporte reforzada, aisladores reforzados o amortiguadores sísmicos, o una combinación de ellos, los interruptores pueden resistir aceleraciones sísmicas considerablemente superiores a 5 m/s2. Leer más sobre ”Capacidad de resistencia sísmica” en el capítulo Q-1.

Instalación simple

Cada HPL es probado previamente en nuestra fábrica y transportado hasta el emplazamiento como unas pocas unidades premontadas. Los interruptores se pueden instalar fácilmente y poner en servicio en 1-4 días según el tipo y tamaño.

E-3

Edición 3, 2005-09

Necesidad de mantenimiento reducida

La fiabilidad operativa y la vida de servicio de un interruptor de SF6 depende en gran medida de la capacidad de garantizar el sellado del volumen de gas SF6 y de neutralizar los efectos de la humedad y los productos de descomposición en el gas. No obstante, HPL está destinado a una vida de servicio de más de 30 años o 10.000 operaciones mecánicas (sin carga). Para conmutación de corriente, el número de operaciones antes del mantenimiento depende de la corriente interrumpida.

Monitoreo de condición

Como una opción, podemos ofrecer control de supervisión mediante nuestro sistema de control de estado. Para más información, consultar el capítulo ”Control” P-1.

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Productos

Mecanismo de operación BLK

Características y ventajas del diseño BLK Introducción

Las exigencias de fiabilidad en las redes de transmisión de energía son cada vez mayores. Por lo tanto, muchos clientes dan máxima importancia a los requisitos de fiabilidad y mantenimiento de los equipos del sistema.

En una investigación internacional, se observó que un ochenta por ciento (80%) de todos los fallos en interruptores de alta tensión se habían originado en el mecanismo de operación. Por lo tanto, para alcanzar la máxima fiabilidad operativa, los interruptores deben ser equipados con mecanismos de operación altamente fiables. Considerando lo antedicho, se desarrolló el mecanismo de operación BLK con resorte cargado por motor. El mecanismo de operación con resorte BLK está diseñado con un mínimo de componentes. Este diseño garantiza un alto nivel de fiabilidad total y una mínima necesidad de mantenimiento para el mecanismo de operación y, por consiguiente, de todo el interruptor. Después de haber suministrado más de 28.000 mecanismos de operación BLK, ABB está seguro de que es uno de los diseños más fiables del mercado.

Aplicaciones

Los mecanismos de operación del resorte BLK se utilizan para los siguientes tipos de interruptores de tanque vivo:

LTB D LTB E1 (operación monopolar) Los interruptores son el último eslabón en una cadena de aparatos que forman los equipos de protección para un sistema de suministro de energía. En pocas milésimas de segundos, un mecanismo de operación debe suministrar la energía necesaria para transformar el interruptor de un conductor perfecto en un aislador perfecto. Una falla en el mecanismo de operación suele significar una falla en la operación de interrupción total. Por eso, los mecanismos de operación juegan un papel importante en la fiabilidad del interruptor y, con ello, de todo el sistema de suministro de energía. Adicionalmente, las aplicaciones conmutación de bancos de condensadores y reactores, que añaden más exigencias a la duración operativa, son cada vez más comunes.

Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

Características de diseño

Tal vez, la característica más importante del mecanismo de operación BLK sea su principio de funcionamiento. En el diseño de ABB, el resorte de apertura es parte del sistema de enlace del interruptor y está situado cerca del gabinete del mecanismo. El resorte de cierre en el mecanismo de operación genera la fuerza de arrastre necesaria para cerrar el interruptor y cargar el resorte de apertura. De esa manera, la energía mecánica necesaria para la operación de apertura vital siempre está almacenada en el resorte de apertura cuando el interruptor está en la posición cerrada. En otras palabras, un interruptor cerrado siempre está preparado para una apertura inmediata.

Edición 3, 2005-09

F-1

Mecanismo de operación BLK

Productos

Características de diseño y ventajas del BLK Inmediatamente después de cada operación de cierre, un motor acciona el engranaje cargador de resorte para cargar automáticamente el resorte de cierre. Después de recargar el resorte de cierre, el interruptor es capaz de un recierre rápido con un intervalo de tiempo muerto de 0,3 s. Tanto los resortes de apertura como los de cierre se mantienen en condición cargada mediante gatillos seguros de acción triple. La unidad de potencia se caracteriza por los siguientes componentes principales y robustos: • Un resorte de cierre helicoidal que acciona la palanca de operación del interruptor. • Motor de carga universal, robusto - Sólo funciona después de la operación de cierre - Carga el resorte de cierre en