50109899 interruptores de potencia

7/30/2019 50109899 Interruptores de Potencia

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INTERRUPTORES DE POTENCIA

INTEGRANTES:

RANFERI BRAVO EDUARDO BARBOZA

ERNESTO RODRIGUEZ

ADAN VILLARREAL


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Un interruptor de potencia es un equipo cuya funcin es la de encender y apagar las

corrientes elctricas en las redes de distribucin y de transmisin de potencia para las

operaciones de rutina y la proteccin de otros equipos. El nombre del interruptor indica

claramente su rol. Interrumpe los circuitos elctricos. Para lograr su propsito, separamecnicamente dos puntos en el circuito a una distancia bastante larga para interrumpir el

flujo de las corrientes elctricas.

Los interruptores vienen en una gran variedad y usan diferentes tecnologas:

A pesar de su gran diferencia, todos los tipos comparten los mismos principios, todos ellos

deben suministrar dos funcionalidades principales, las cuales estn muy relacionadas:

- Funcionalidad elctrica (Interruptor).

- Funcionalidad mecnica (Mecanismo).


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El interruptor de potencia es el dispositivo encargado dedesconectar una carga o una parte del sistema elctrico, tanto en

condiciones de operacin normal (mxima carga o en vaco) como

en condicin de cortocircuito. La operacin de un interruptor

puede ser manual o accionada por la seal de un rel encargado

de vigilar la correcta operacin del sistema elctrico, donde est

conectado. Un interruptor elctrico es un dispositivo utilizado paradesviar o interrumpir el curso de una corriente elctrica. En el

mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un

simple interruptor que apaga o enciente un bombillo, hasta un

complicado selector de transferencia automtico de mltiples

capas controlado por computadora.


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Funcionalidad Elctrica Los interruptores estn diseados para satisfacer las

condiciones predeterminadas de ruptura y tienen

propiedades elctricas que se pueden resumir en lo

siguiente:

- Propiedad de transportar la corriente;

- Propiedad de aislamiento;

- Propiedad de ruptura de la corriente.


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Funcionalidad Mecnica Las propiedades elctricas solicitadas imponen propiedades

mecnicas que pueden ser ms o menos demandantes

dependiendo de la tecnologa usada:

La propiedad de transportar la corriente impone:

El material de contacto es muy conductivo, Una alta calidad del

contacto de apertura, Una baja reaccin del contacto a la

atmsfera y a la temperatura ambiente.

La propiedad de aislamiento, dependiendo del nivel de voltaje,

impone:

La distancia de separacin de los contactos en la posicin de

apertura, La distancia de la lnea a tierra, Las caractersticas del

medio de aislamiento y la reaccin sobre el tiempo.

Las propiedades de apertura y de cierre de la corriente,imponen:

La velocidad de los contactos de cierre y de apertura, Tcnicas

de soplado de arco, Resistencia al material del arco, La energa

requerida para continuar con la apertura o el cierre de grandes

corrientes de cortocircuitos, Las caracterstica


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Tipos de Interruptores:

Interruptor basculante: Interruptor cuyo miembro de actuacin es una palanca de bajo perfil

(basculador) que debe inclinarse en la/las posicin(es) indicada(s) para lograr un cambio en el

estado del contacto.

Interruptor de pulsador: Interruptor cuyo miembro de actuacin es un botn que debe presionarse

para lograr un cambio en el estado del contacto.

Interruptor rotativo: Interruptor cuyo miembro de actuacin es una barra o un eje que debe rotarse

en la/las posicin(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto.El Interruptor magnetotrmico o Interruptor automtico incluye dos sistemas de proteccin. Se

apaga en caso de cortocircuito o en caso de sobre carga de corriente. Se utiliza en los cuadros

elctricos de viviendas, comercios o industrias para controlar y proteger cada circuitoindividualmente.

Reed switch es un interruptor encapsulado en un tubo de vidrio al vaco que se activa al encontrar

un campo magntico.

Interruptor centrfugo se activa o desactiva a determinada fuerza centrfuga. Es usado en los

motores como proteccin.Interruptores de transferencia trasladan la carga de un circuito a otro en caso de falla de energa.

Utilizados tanto en subestaciones elctricas como en industrias.Interruptor DIP viene del ingls dual in-line package en electrnica y se refiere a una lnea

doble de contactos. Consiste en una serie de mltiples micro interruptores unidos entre s.

Hall-effect switch tambin usado en electrnica, es un contador que permite leer la cantidad de

vueltas por minuto que est dando un imn permanente y entregar pulsos.

Sensor de flujo es un tipo de interruptor que formado por un imn y un reed switch.

Interruptor de mercurio usado para detectar la inclinacin. Consiste en una gota de mercuriodentro de un tubo de vidrio cerrado hermticamente, en la posicin correcta el mercurio cierra dos

contactos de metal.


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Interruptores de gran volumen

de aceite:Ventajas:

- Construccin sencilla,

- Alta capacidad de ruptura,

- Pueden usarse en operacin manual y automtica,

- Pueden conectarse transformadores de corriente en los bushings de

entrada.Desventajas:

- Posibilidad de incendio o explosin.

- Necesidad de inspeccin peridica de la calidad y cantidad de aceite en

el estanque.

- Ocupan una gran cantidad de aceite mineral de alto costo.

- No pueden usarse en interiores.- No pueden emplearse en conexin automtica.

- Los contactos son grandes y pesados y requieren de frecuentes

cambios.

- Son grandes y pesados.


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Interruptores de pequeo

volumen de aceiteVentajas:

- Comparativamente usan una menor cantidad de aceite.

- Menor tamao y peso en comparacin a los de gran

volumen.

- Menor costo.

- Pueden emplearse tanto en forma manual como

automtica.

- Fcil acceso a los contactos.

Desventajas:

- Peligro de incendio y explosin aunque en menor grado

comparados a los de gran volumen.

- No pueden usarse con reconexin automtica.

- Requieren una mantencin frecuente y reemplazos

peridicos de aceite.

- Sufren de mayor dao los contactos principales


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El interruptor de aire

El interruptor de aire hasta la aparicin del interruptor de SF6 fue el que

oper ms satisfactoriamente a altas tensiones; de hecho, en una poca

fue el nico interruptor apropiado para operar a tensiones mayores de

345 KV.

Con el desarrollo de este interruptor se elimin el riesgo de explosin delos interruptores de aceite.

Los interruptores de aire para tensiones entre 72,5 KV y 800 KV son del

tipo tanque vivo.

El apagado del arco se efecta por la accin de un chorro de aire

comprimido que barre el aire ionizado del arco.

Las desventajas que presentan los interruptores de aire, bsicamenteson el alto costo de las instalaciones neumticas.


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Interruptores Neumtico

Ventajas:- No hay riesgos de incendio o explosin.

- Operacin muy rpida.

- Pueden emplearse en sistemas con reconexin automtica.

- Alta capacidad de ruptura.

- La interrupcin de corrientes altamente capacitivas no presenta

mayores dificultades.

- Menor dao a los contactos.

- Fcil acceso a los contactos.

- Comparativamente menor peso.

Desventajas:

- Poseen una compleja instalacin debido a la red de aire

comprimido, que incluye motor, compresor, caeras, etc.,- Construccin ms compleja,

- Mayor costo


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Interruptores en vaco

La alta rigidez dielctrica que presenta el vaco (es el aislante perfecto) ofrece

una excelente alternativa para apagar en forma efectiva el arco. En efecto,

cuando un circuito en corriente alterna se desenergiza separando un juego de

contactos ubicados en una cmara en vaco, la corriente se corta al primer

cruce por cero o antes, con la ventaja de que la rigidez dielctrica entre los

contactos aumenta en razn de miles de veces mayor a la de un interruptor

convencional (1 KV por s para 100 A en comparacin con 50 V/s para el aire).

Esto hace que el arco no vuelva a reencenderse. Estas propiedades hacen que

el interruptor en vaco sea ms eficiente, liviano y econmico.La presencia del arco en los primeros instantes despus de producirse la

apertura de los contactos se debe principalmente a:

Emisin termoinica.

Emisin por efecto de campo elctrico.

En otras palabras, los iones aportados al arco, provienen de los contactos

principales del interruptor. Conviene destacar que en ciertas aplicaciones se

hace conveniente mantener el arco entre los contactos hasta el instante enque la corriente cruce por cero. De esta forma se evitan sobre-tensiones en el

sistema, producto de elevados valores de di/dt. La estabilidad del arco

depende del material en que estn hechos los contactos y de los parmetros

del sistema de potencia (voltaje, corriente, inductancia y capacitancia). En

general la separacin de los contactos flucta entre los 5 y los 10 mm.


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Es importante destacar la importancia que tiene el material con que se fabrican los

contactos de los interruptores en vaco. La estabilidad del arco al momento de

separarse los contactos, depende principalmente de la composicin qumica del

material con que fueron fabricados. Si el arco es inestable, significa que se apagarpidamente antes del cruce natural por cero de la corriente, generando elevados

di/dt con las consiguientes sobre tensiones. Para evitar esta situacin, se buscan

materiales que presenten baja presin de vapor en presencia de arco. Estos

materiales no son fciles de encontrar, pues tienen propiedades no del todo

apropiadas para uso en interruptores en vaco. Por ejemplo materiales con buena

conductividad trmica y elctrica, tienen bajos puntos de fusin y ebullicin, y alta

presin de vapor a altas temperaturas. Sin embargo, metales que presentan baja

presin de vapor a altas temperaturas son malos conductores elctricos. Paracombinar ambas caractersticas se han investigado aleaciones entre metales y

materiales no metlicos como Cobre-Bismuto, Cobre-Plomo, Cobre-Tantalio, Plata-

Bismuto, o Plata-Telorium

Ventajas

- Tiempo de operacin muy rpidos, en general la corriente se anula a la primera

pasada por cero, Rigidez dielctrica entre los contactos se restablece rpidamente

impidiendo la reignicin del arco, Son menos pesados y ms baratos, Prcticamenteno requieren mantencin y tienen una vida til mucho mayor a los interruptores

convencionales, Especial para uso en sistemas de baja y media tensin.

Desventajas:

- Dificultad para mantener la condicin de vacio, Generan sobre-tensiones producto

del elevado di/dt, Tienen capacidad de interrupcin limitada.

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