guía de aplicacion y seleccion de celdas - siemens

8/10/2019 Gua de Aplicacion y Seleccion de Celdas - Siemens

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Gua de seleccin y

aplicacin de celdasTipos GM-SG y GM-SG-AR de 5 kV a 15 kV, de construccinmetlica

Respuestas para la infraestructura.

www.usa.siemens.com/mvswitchgear


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Gua de seleccin

y aplicacinLa presente gua de seleccin y aplicacin paralas celdas de tipo GM-SG y GM-SG-AR de 5 kVa 15 kV, de construccin metlica, le ofrecelas caractersticas, los beneficios, los valoresnominales y las dimensiones del equipo.

Siemens cuenta con ms de 80 aos deexperiencia en la provisin de celdas deconstruccin metlica en los EE.UU. Estaexperiencia se ha trasladado en el diseo del

tipo GM-SG-AR. El objetivo ha sido incorporarcaractersticas diseadas para brindarseguridad simplificando la operacin y elmantenimiento y minimizando el costode instalacin.

ndice

Sinopsis 04 08

Construccin 09 19

Accesorios 19 20

Rels de proteccin 21

Interruptores automticos al vaco 22 29

Interruptores automticos de generadoral vaco 30 34

Datos tcnicos 35 43

Adaptabilidad de agrupacin 44

Vistas laterales 45 46

Disposiciones de seccin y anclaje 47 51


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Sinopsis

Introduccin

Siemens cuenta con ms de 80 aos de

experienciaen la provisin de celdas deconstruccin metlica en los EE.UU. Estaexperiencia se ha trasladado en el diseo deceldas de tipo GM-SG. El objetivo ha sidoincorporar caractersticas diseadas parabrindar seguridad simplificando la operaciny el mantenimiento y minimizando el costode instalacin.

Los conjuntos de celdas de construccinmetlica de tipo GM-SG de Siemens, coninterruptores automticos al vaco de tipoGMSG, horizontales y extrables, aprovechanlo ltimo en el desarrollo de la tecnologa de

tubos de maniobra al vaco. Se puedenagrupar hasta dos interruptores automticosen una sola seccin vertical, lo cual permiteun importante ahorro de espacio.

El equipo cumple o supera las ltimas normasANSI, IEEE y NEMA.

Las celdas de tipo GM-SG estn diseadaspara ser utilizadas en plantas industriales,edificios comerciales, sistemas de servicioselctricos, instalaciones de cogeneracin yotros sistemas elctricos.

Comnmente se utilizan para la proteccin yconmutacin de transformadores, motores,generadores, condensadores, derivaciones,

lneas del alimentador de distribucin y, engeneral, para la proteccin de cualquiercircuito de alimentacin de media tensin.

El grupo celdas de tipo GM-SG incluye lasceldas convencionales de tipo GM-SG noresistentes al arco y las de tipo GM-SG-ARresistentes al arco. Ambas se muestran en lafigura 1: formaciones de celdas de mediatensin de tipo GM-SG y GM-SG-AR.

Se ha probado la celda de tipo GM-SG-ARresistente a arcos conforme a los requisitos dela ANSI/IEEE C37.20.7 para accesibilidad tipo

2B. Esta construccin pretende brindar ungrado adicional de proteccin al personal quese encuentra cerca del equipo en el caso deproducirse una falla de arco elctrico interno.

La estructura de la celda y del interruptorautomtico al vaco, extrable, es un diseointegrado que incorpora integridad deinterrupcin dielctrica y trmicadirectamente en el diseo bsico y no comoalgo que deba incorporarse posteriormente.

Figura 1: formaciones de celdasde media tensin de tipo GM-SG

y GM-SG-AR

Celdas de tipo GM-SG-AR resistentes al arcoCeldas de tipo GM-SG no resistentes al arco


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Denominacin Tipo de recinto

GM-SG No resistente al arco, interior

OGM-SG No resistente al arco, exterior sin acceso a nivel

SGM-SG No resistente al arco, exterior de pasillo nico, con enchape de proteccin

GM-SG-AR Resistente al arco, interiorSGM-SG-AR Resistente al arco, ex ter ior de pas illo nico, con enchape de protecc in

Tabla 1: denominacin del grupode tipo GM-SG

Figura 2: celdas de media tensinde tipo GM-SG o GM-SG-AR, seccinde interruptores automticos de1200 A o 2000 A

1. Interruptor automtico al vaco de tipo GMSG

2. Transformadores de corriente (TC) de precisinestndar - hasta dos por buje

3. Rel de proteccin aislado y compartimiento parainstrumentos

4. rea de cableado entre unidades

5. Canal de alivio de presin (PRC) (solo para laversin resistente al arco)

6. Barra de tierra

7. Transformador de corriente con detector de tierra

8. Barras de derivacin principal

1

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3

4

5

6 7

8

2

2

2

2

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13

8

8

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9

7

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1

11

11

9. Pasacables para cables de alimentacin

10. Barrera extrable del compartimiento de barras

11. Descargadores de sobretensiones

12. Talones de cable salientes (se muestran en avancevertical descendente)

13. Puerta de la celda de interruptor automtico:

No resistente al arco - apto para rels y dispositivosde control

Resistente al arco - normalmente no apto pararels y dispositivos de control. Opcionesdisponibles. Consultar fbrica.

14. Puerta del compartimiento de baja tensin aptapara rels y dispositivos de control


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Mecanismo operativo Siemens de tipo3AH3

El interruptor automtico de tipo GMSG haceuso del mecanismo operativo con

acumulacin de energa de tipo 3AH3 deSiemens. Este operador es una mejora delgrupo de operadores de tipo 3A que seintrodujo por primera vez en 1976. Se hanproducido ms de 60.000 mecanismosoperativos de tipo 3AH3 desde 1998.

Interrupcin ms rpida

El tiempo de interrupcin estndar es decinco ciclos con opcin disponible paratiempo de interrupcin de tres ciclos.

Tubos de maniobra al vaco de Siemens

Siemens fabrica los tubos de maniobra al

vaco que se utilizan en el interruptorautomtico de tipo GMSG y se han probadoen miles de instalaciones desde 1976. Loscontactos de cromo-cobre que se utilizan enestos tipos de tubo de maniobra al vacoestn diseados para garantizar bajos nivelesde corte y para eliminar la necesidad deproteccin contra sobretensin en la mayorade los circuitos.

Accionamiento con montaje delantero

El accionamiento simple de tipo GMSG facilitael mantenimiento y la inspeccin. El

mecanismo se ubica en la parte delantera delinterruptor automtico en lugar de estar pordebajo.

Intervalos de mantenimiento

Si se aplica bajo condiciones de serviciousual de ANSl, el accionamiento delinterruptor auto-mtico est diseado paraque su mantenimiento se realice conintervalos de 10 aos.

Se sugiere realizar el mantenimiento de lacelda con intervalos de cinco aos, queprincipalmente consiste en limpiar el

aislamiento.

Figura 3: despliegue en el piso

Interruptores de generador al vaco

Los interruptores de generador al vaco detipo GMSG-GCB tambin pueden instalarse enestructuras de tipo GM-SG y GM-SG-AR. Estos

interruptores automticos se derivan delinterruptor al vaco bsico de tipo GMSG peroestn especficamente diseados y probadospara cumplir con los requisitos de la normaIEEE C37.013 para los interruptores degenerador.

Los interruptores de generador no sonintercambiables con los interruptoresautomticos estndar (de no generador).

Despliegue en el piso

No se necesita carretilla elevadora niplataforma rodante para insertar o quitar los

interruptores automticos en la celda inferiordel grupo de celdas ubicadas a nivel del piso.Para las celdas interiores que estn sobre unaalmohadilla de mantenimiento elevada o enel caso de celdas exteriores sin acceso a pie,se requiere una carretilla elevadora paramanejar los interruptores automticos.

Interruptor automtico universal derepuesto (de hasta 50 kA)

La lgica de enclavamiento y la configuracinfsica permiten el uso de un solo interruptorautomtico para que acte como interruptoruniversal de repuesto en una instalacin de

hasta 50 kA. La lgica de enclavamientoverifica las principales caractersticasnominales (corriente continua, tensinmxima y corriente de interrupcin) y permiteinsertar un interruptor automtico encualquier celda siempre que el interruptoriguale o supere los valores nominales querequiere la celda.


Interruptor automtico universal de

repuesto (63 kA)El concepto que se describe anteriormente(para hasta 50 kA) tambin se aplica para losequipos con valores nominales de 63 kA,dentro del rango de 63 kA. Los interruptoresautomticos con valor nominal de 63 kA nopueden utilizarse en equipos con valornominal de 50 kA o menos.



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Responsabilidad de fuente nica

La responsabilidad de fuente nica segarantiza ya que todo el equipo est diseadopor Siemens y se fabrica y prueba en una solainstalacin de Siemens. Los interruptores alvaco se verifican en las celdas como parte delas pruebas de produccin. Los interruptoresal vaco se envan en la celda para asegurar sucapacidad de intercambio y para reducir laposibilidad de daos a los interruptoresautomticos durante el envo.

Informacin general del diseo ANSIcompleto

Siemens administra y controla la integridadcompleta del diseo. ANSl/IEEE C37.09 yC37.20.2 requieren pruebas de diseo en lasestructuras y en los interruptores automticos

en conjunto. El diseo del operador de tipo3AH3 se origina en el centro global decompetencia para interruptores automticosque Siemens tiene en Berln, y el montajefinal del interruptor automtico extrable detipo GMSG y de la celda del grupo GM-SG serealiza en una nica instalacin. Siemenscontrola el proceso completo desde elconcepto del diseo hasta la produccin. Semantienen registros para documentar elcumplimiento con las normas ANSl/IEEE.

Calificacin UL o C-UL disponible

Cuando la disposicin de los componentes lo

permite, la calificacin UL o C-UL (para usaren Canad) se encuentra disponible para todoel rango de celdas GM-SG.

Sistemas de calidad

Las instalaciones que participan en laaplicacin, ingeniera, diseo y produccintienen certificacinconforme a los requisitosde ISO 9001.

Flexibilidad estructural

El conjunto de celdas de construccinmetlica GM-SG de Siemens ofrece mayorflexibilidad para ubicar interruptores

automticos, celdas auxiliares y de medicindentro del plano de la estructura. Losinterruptores automticos con valoresnominales 1200 A, 2000 A y 3000 A puedenubicarse en las posiciones de celda superior oinferior.

Las celdas del interruptor automtico deseleccin de derivacin (amarre) puedenubicarse en los niveles superior o inferior ycomnmente se ubican junto a una celdaauxiliar en el mismo nivel para dar lugar altrabajo de derivacin de la transicin.

Figura 4: flexibilidad de agrupacin

Los interruptores automticos de 3000 Apueden ubicarse en la celda inferior o en lacelda superior de una seccin vertical.

Si un interruptor automtico de 3000 A se

ubica en la celda inferior, la celda superiorpuede utilizarse para los dispositivos de medi-cin solamente.

Si un interruptor automtico de 3000 A esten la celda superior, la celda inferior puedeutilizarse para alojar un conjunto detransformadores de tensin extrable, untransformador de alimenta-cin de controlextrable o fusibles desplegables para untransformador de alimentacin de controlremoto.

El interruptor automtico de 3000 A puedeutilizarse para aplicaciones de corriente

continua de 4.000 A agregando un equipo deenfriamiento con ventilador en la celdaauxiliar por encima del interruptorautomtico. Esta aplicacin de enfriamientocon ventilador es apropiada si las cargas porencima de los 3000 A no son frecuentescomo en el caso, por ejemplo, del rangonominal de un transformador de alimentacincon enfriamiento con ventilador.

Cada seccin vertical contiene elcompartimiento de la barra de derivacinprincipal ms un compartimiento posteriorpara las conexiones entrantes y salientes. Laparte delantera de la seccin vertical contieneun rel de proteccin central y uncompartimiento para instrumentos como semuestra en la figura 2: celdas de mediatensin de tipo GM-SG o GM-SG-AR, seccinde interruptores automticos de 1200 A o2000 A en la pgina 5. La celda normalmenteest diseada para agregar seccionesverticales adicionales en el futuro.


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Diseo del recinto

El diseo del tipo GM-SG incluye una

construccinmetlica completa que cumplecon ANSI/IEEE C37.20.2. Esto significa elrecinto completo de todas las piezas contensin y la separacin de los principaleselementos del circuito para retardar el

esparcimiento de fallas a otros

compartimientos.

Las placas extrables permiten acceder atodos los compartimientos. En las versionesque no resisten al arco, los panelesposteriores pueden quitarse en formaindividual para permitir el acceso separado alas conexiones con cable de alimentacinanterior o posterior. En las versionesresistentes al arco, los paneles posteriorestienen bisagras y estn atornillados.

La estructura se construye con aceroatornillado para lograr un mejor controldimensional que el que se logra con losdiseos soldados. Las barrerasde chapa deacero entre unidades extienden laprofundidad y la altura total de cada seccinvertical para aislar las secciones adyacentes.La derivacin a tierra se extiende a la longitudtotal de la formacin completa de celdas y atodas las celdas del interruptor automtico.

Capacidad de intercambio del interruptorautomtico

Las estructuras del tipo GM-SG y el elementodel interruptor automtico de tipo GMSGextrable se construyen para dispositivosmaestros para que los interruptoresautomticos con los mismosvalores nominalespuedan intercambiarse entre s incluso sideben utilizarse para una celda con provisinsolamente de aos atrs. El interruptorautomtico de tipo GMSG no puedeintercambiarse con los de diseos anteriores.

Un interruptor automtico de mayor valor

nominal(hasta 50 kA) puede utilizarse en unacelda de igual o menor valor nominal. Por

ejemplo, un interruptor automtico de 3000A, 50 kA, 15 kV, puede utilizarse en una celdade 1200 A, 25 kA, 15 kV. Adems, losinterruptores automticos puedenintercambiarse entre las celdas resistentes alarco y las no resistentes al arco.

Lo mismo se aplica para los interruptoresauto-mticos de 63 kA de valor nominal. Noobstante, los interruptores automticos de 63kA solo pueden utilizarse en las celdas de 63kA y los interruptores automticos de menorvalor nominal no pueden utilizarse en lasceldas de 63 kA.


Comprobados bajo normas ANSI/IEEE

Se comprueba que las celdas de tipo GM-SGde Siemens cumplan con los requisitos de lasnormas ANSl/IEEE. Se ha completado conxito un programa completo de prueba deldiseo, que incluye la interrupcin decortocircuito, la conmutacin de corriente decarga, la corriente continua, la resistenciamecnica, la corriente de cierre y traba, lacapacidad a corto plazo y momentnea, laresistencia al impulso y otras pruebas querequieren las normas. Estas pruebas abarcanel diseo completo del equipo, que incluye laestructura de la celda y el elemento extrable

del interruptor automtico.Se realizan las pruebas de produccinconforme a las normas ANSl/IEEE en cadagrupo de celdas y en cada interruptorautomtico. Se pueden proporcionar copiascertificadas de todos los datos de las pruebasa pedido de los clientes.

Las celdas no resistentes al arco de tipoGM-SG no estn clasificadas como celdasresistentes al arco y no se ha probado suresistencia frente al arco elctrico interno deacuerdo con la IEEE C37.20.7.

Las celdas resistentes al arco de tipoGM-SG-AR estn clasificadas como celdasresistentes al arco y se ha probado suresistencia frente al arco elctrico internosegn la IEEE C37.20.7. Tambin se hancalificado con un valor nominal deaccesibilidad de tipo 2B. Esta caractersticapretende brindar un grado adicional deproteccin al personal que se encuentra cercadel equipo en el caso de producirse una fallade arco elctrico interno mientras el equipoopera bajo condiciones normales.

Se encuentra disponible la calificacin frente

a los requisitos ssmicos y de carga de vientosde los distintos cdigos (por ejemplo, IBC,UBC y IEEE 693). Consulte los requisitos endetalle con Siemens.

Calificacin UL o C-UL disponible

Si la configuracin del componente lopermite y cuando se especifique, la celdapuede incluir una etiqueta UL o C-UL (parauso en Canad) que indique la conformidadcon los requisitos de ANSl C37.54 y ANSIC37.55.

Figura 5: in terruptor automticode tipo GMSG de 63 kA


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Gabinetes

Las estructuras GM-SG se construyen de acerocalibre 11 atornillado y tienen ranuras y aletaspara aprovechar la maquinaria CNC y tenermejor control dimensional que el quepresentan los diseos soldados.

Las estructuras se terminan con unrevestimiento de polvo de polistertermoendurecido con un aspecto texturadoque se aplica con un equipo electrosttico.

Este mtodo ofrece un acabado durable quees altamente resistente a las rayas y aldeterioro. El acabado estndar es un gris claroANSI. En el caso de las superficies expuestasal exterior, se utiliza un aditivo paraincrementar la resistencia a la decoloracin ymejorar el desempeo del rociado con sal.

Las placas interiores para la colocacin delcableado y los dispositivos de control tienenun acabado blanco brillante sin textura quepermite ver el cableado con facilidad.

Para alojar grandes cantidades de cablesentrantes y salientes, se encuentran

disponibles extensiones posteriores quepueden atornillarse de 15 (381 mm) y 30(762 mm) de profundidad.

Canal de alivio de presin

Las estructuras resistentes al arco tambintienen canales de escape entre las seccionesverticales que dirigen la sobrepresin de losgases calientes y otros efectos del arco haciaarriba a un canal de alivio de presin (PRC,por su sigla en ingls) que se coloca en laparte superior y que la aleja del personal quese encuentra cerca del equipo.

Una vez dentro del PRC, los gases calientes ylos efectos del arco se expanden para reducirla sobrepresin. El PRC recorre la totalidad dela formacin de equipos y puede segregarseinternamente para aislar grupos de seccionesverticales de la formacin (por ejemplo, unaseccin de segunda fase).

El PRC se instala en fbrica para reducir eltiempo de instalacin y es compacto parapermitir transportarlo en ruta sin la necesidadde equipos o permisos especiales.

Construccin

Figura 6: celda de tipo GM-SG-AR

Salida del extractor

En la parte posterior, delantera y en loslaterales o en la parte superior del PRC secoloca un sistemaextractor (la conexindelantera debe coordinarsecon la carretillaelevadora del interruptor automtico) quelleva los gases calientes y los efectos del arco

al medioambiente exterior. Se requiere unaseccin de extractor por cada 14 seccionesverticales (por ejemplo, una formacin de 16secciones verticales tendra el PRC dividido endos grupos con un mximo de 14 y unmnimo de dos secciones verticales con unextractor para cada grupo).

El sistema extractor est compuesto por dossecciones modulares estndar que se proveenmontadas y que se atornillan en el campopara formar una seccin de extractor. Laseccin de extractor est diseada para estarsuspendida del techo o para soportarse desdeabajo, de manera similar al conducto dederivacin cerrado de metal.

Existen muchas configuraciones posibles parael sistema extractor (por ejemplo, codos einclina-ciones); no obstante, el sistemaextractor debe atravesar horizontalmente unapared exterior hacia el medioambienteexterior (consulte a Siemens en el caso deaplicaciones particulares). Siemens debeproporcionar el sistema extractor; sinembargo, no provee los componentes para lasuspensin y montaje del sistema.


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Al final de la seccin de extractor se usa unaseccin de salida para penetrar la paredexterior (no combustible) del edificio. Estdiseado para adaptarse a un espesor depared de 2 (51 mm) a 18 (457 mm) comonorma y es hermtico a las inclemencias deltiempo. En la seccin de salida, se abre una

compuerta de escape (en el caso de una fallapor arco elctrico a causa de sobrepresin enla extraccin) que permite a los gases ydems efectos del arco escapar hacia elmedioambiente exterior en un rea de accesorestringido con las dimensiones mnimas quese muestran en la figura 8: instalacin de lasalida para el escape del extractor en lapgina 11.

Ventilacin

Se colocan aperturas para ventilacin entodas las estructuras GM-SG, que puedenapantallarse o filtrarse como opcin. Se debe

mantener una separacin mnima de 10 (254mm) arriba y de 2 (51 mm) detrs del equipocon respecto a la pared, equipo u obstculoms cercano para permitir el enfriamientoapropiado del equipo.

En el caso de las estructuras resistentes alarco, estas aperturas para ventilacin tienencompuertas internas que se cierran cuando seproducen arcos elctricos internos paraminimizar el escape de gases calientes atravs de estas aperturas. Adems de lasseparaciones que se requieren paraventilacin, las estructuras resistentes al arco

requieren separaciones alrededor del equipopara seguridad del personal:

Si la celda se instala con espacio de trabajoen la parte posterior del equipo que podraocuparel personal de mantenimiento,operativo u otro, se debe proveer unaseparacin mnima de 37 (940 mm) desdela celda hasta la pared, equipo u obstculoms cercano.

Si la celda se instala con espacio de trabajoal costado del equipo que podra ocupar elpersonal de mantenimiento, operativo uotro, se debe proveer una separacin

mnima de 24 (610 mm) desde la celdahasta la pared, equipo u obstculo mscercano.

Si la celda se instala con espacio de trabajoal costado del equipo y este espacio estdiseado y bloqueado para que el personalde mantenimiento, operativo u otro no

puedaningresar, se debe proveer unaseparacin mnima de 6 (152 mm) desdela celda hasta la pared, equipo u obstculoms cercano.

Si la celda se instala dentro de un centro de

potencia del equipo (o central elctrica) oen un gabinete exterior similar en donde elacceso a la parte posterior del equipo seprovee mediante puertas o paneles quepueden retirarse del gabinete exterior, sedebe proveer una separacin mnima de 6(152 mm) entre la extensin posterior mslejana de las aperturas para ventilacin enla celda y el gabinete.

Figura 7: celda de tipo GM-SG-AR


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Figura 8: instalacin de la salida para el escape del extractor

ExteriorInterior

0.38 (10)(separacin mnima)

18.0 (457) (espesor mximo de la pared)2.0 (51) (espesor mnimo de la pared)

Recorte de la pared

15.14 (385)

14.62 (371)(Exh 14.62 (371)(Seccin de salida paraescape fuera de la altura)

Recorte de la pared

26.62 (676)

24.12 (613)(Seccin de salida para escapefuera del espesor)

0.45 (11)(Prominenciade las piezasmetlicas)

Dimensiones en pulgadas (mm)

Identificacin Descripcin

A Seccin de salida del extractor

B Piezas metlicas de 3/8-16

C Seccin de salida para escape

D Compuerta de escape cerrada

E El tornillo se puede quitar si est dentro de una pared

F Compuerta de escape abierta

G Pared (no combustible)

H Masilla en todo el permetro

I rea cercada (o protegida) con acceso restringido

J Exterior (edificio)

K Salida del extractor

A

B

C

D

E

FG

H

H

El siguiente detalle muestra la separacin mnimarecomendada desde la salida del extractor.

Cuando el equipo est en funcionamiento, no debehaber personas ni materiales combustibles

o inflamables en esta rea.

I

J

K

5' (1,5 m)

10' (3 m)

Separacinrequerida en la salida

del extractor.


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Compartimientos de la celda

Celda del interruptor automtico al vaco

La celda del interruptor automtico es un

gabinetede chapa de metal atornillado,reforzado que tiene provisiones para uninterruptor automtico al vaco de tipo GMSG.Incluye una puerta delantera atornillada,barreras entre compartimientos y entreunidades, desconexiones primarias ysecundarias, mecanismos de insercin,enclavamientos, instrumentos y rels,cableado de control y dispositivos ytransformadores de corriente, segn lorequiera la aplicacin.

Elemento del interruptor automtico alvaco

El interruptor automtico al vaco de tipoGMSG incluye un mecanismo operativo conacumulacinde energa, desconexionesprimarias y secundarias, interruptor auxiliar,contacto a tierra, cableado de control yenclavamientos.

Celda auxiliar

Una celda auxiliar es similar a una celda deinter-ruptor automtico, pero sin lasprevisiones para un interruptor automtico. Elespacio puede utilizarse para lostransformadores de tensin (TP), lostransformadores de alimentacin de control

(CPT) o bandejas de fusibles desplegables uotros dispositivos auxiliares.

En el caso de las celdas no resistentes al arcode tipo GM-SG, el panel delantero tienebisagras.

En la celda resistente al arco de tipo GM-SG-AR, el panel delantero tiene bisagras ytambin est enclavado con el TP, CPT o labandeja de fusibles desplegable para que labandeja desplegable pueda extraerse(desconectarse) antes de abrir la puerta delcompartimiento.

Compartimiento de la derivacin

El compartimiento de la derivacin es unespacio cerrado separado para las barras dederivacin de la alimentacin principal,trifsicas, aisladas, para los soportes y lasconexiones con el interruptor automtico ylas celdas auxiliares.

Compartimiento de terminacin primaria

La parte posterior de la unidad incluye elespacio para conectar los cables dealimentacin de entrada o de salida, lasconexiones del conducto de la derivacin, lasconexiones del transformador o losdispositivos de proteccin contrasobretensin. En las configuracionesverticales, las conexiones de la salida de laalimentacin para la celda superior estnaisladas de las de la celda inferior.

Caractersticas de la celda del

interruptor automtico

Espacio para el rel y el instrumento

En el caso del equipo no resistente al arco, lapuerta delantera de la celda del interruptor

automtico es adecuada para colocar losrels, medidores, interruptores de prueba, decontrol y dispositivos similares ms comunesque normalmente se usan en una celda deconstruccin metlica.

En el caso del equipo resistente al arco, elespacio de la puerta delantera de la celda delinterruptor automtico no es normalmenteadecuado para los dispositivos de control ylos rels de proteccin. Consulte a la fbricapara conocer cules son las opcionesdisponibles.

Bastidores con puerta cerrada

El interruptor automtico puede conectarse odesconectarse con la puerta de la celdaabierta o cerrada.

En el caso del equipo no resistente al arco ydel equipo resistente al arco, el mecanismoincluye un indicador para mostrar la posicindel mecanismo de insercin con la puertacerrada.

En el caso del equipo resistente al arco, elinterruptor automtico est enclavado paraque pueda insertarse solo con la puerta delcompartimiento cerrada y trabada.

Para la insercin, se puede utilizar una manijade accionamiento manual o un mando conmotor elctrico opcional para cualquier tipode equipo.

Figura 10: compartimiento centralpara dispositivos de panel

Figura 11: accesorio de insercin

elctrico

Figura 9: pasacables enel compartimiento de cable inferiorpara aislar los cables del interruptor

en el compartimiento superior


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Accesorio de insercin elctrico (opcional)

Se encuentra disponible un accesorio deinsercin con motor elctrico. El accesorioconsta de un conjunto de mando con motorde accionamiento que se instala (sinherramientas) sobre estribos de fijacin en elpanel delantero de la celda delcompartimiento de un interruptorautomtico. La unidad tiene un cable dealimentacin, que puede conectarse a unconector doble que est cerca de la celda,ms un cable de control, que permite aloperador controlar la operacin de insercindesde una distancia. Se encuentra disponibleuna disposicin alternativa que incluye unacaja de control que puede colocarse a unadistancia desde la celda y estpermanentemente conectada a la

alimentacin de control. A su vez, el motor deinsercin se puede conectar a la caja decontrol usando un cable largo.

Despliegue en el piso

Los interruptores automticos de la celdainferior pueden desplegarse directamentesobre el piso delante de la unidad sin undispositivo de manejo, carretilla elevadora oaparejo para las instalaciones en interiores (sino se encuentran sobre una almohadilla demantenimiento) y para las instalaciones conenchape de proteccin. Se encuentradisponible un accesorio para carretilla

elevadora para manejar los interruptoresautomticos en las celdas superiores o en losgabinetes exteriores sin acceso a pie.

Transformadores de corriente

Los transformadores de corriente con accesofrontal pueden colocarse alrededor de los

aisladoresde desconexin primariaestacionaria superior e inferior. En cada celdade interruptor automtico se pueden colocarhasta cuatro transformadores de corriente deprecisin estndar.

Enclavamientos

Los enclavamientos evitan el movimiento deun interruptor automtico cerrado en la celdaal evitar la conexin de la manivela deinsercin (o del accesorio de insercinelctrico) si el interruptor automtico estcerrado.

Una segunda palanca de enclavamiento

mantieneal interruptor automtico libre dedesconexiones mecnicas y elctricas entrelas posiciones. El mecanismo de insercinpuede bloquearse con candado para restringirlas conexiones no autorizadas del interruptorautomtico.

Figura 12: TC de tipo MD instaladosen aisladores de seccionadoresinferiores (en la imagen se haretirado la barrera del TC)

Los enclavamientos adicionales para elequipo resistente al arco evitan la insercinde un interruptor automtico en la celda amenos que la puerta est cerrada y trabada.

Se pueden utilizar candados separados paramantener el interruptor automtico en lacondicin de disparo libre.

Obturadores automticos

Los obturadores de acero con descarga atierra de accionamiento automtico permiteno bloquean el acceso a las desconexionesprimarias estacionarias. El interruptorautomtico abre los obturadores a medidaque se mueve a la posicin con conexin. Losobturadores se cierran a medida que elinterruptor automtico se aleja de la posicinde conexin hacia la posicin de prueba. Los

obturadores permanecen cerrados hasta quetienen una apertura forzada al insertarse elinterruptor automtico. Este diseo mejora laproteccin para el personal en comparacincon el de los obturadores que solo estnvinculados con el mecanismo de insercin.

Seccionadores primarios

Los contactos de desconexin primariaestacionaria del cubculo estn empotradosdentro de conjuntos aislados y se ubicandetrs de los obturadores de acero conconexin a tierra para evitar el contactoaccidental cuando se extrae el interruptor

automtico. Las pinzas mltiples dedesconexin primaria se colocan sobre elinterruptor automtico.

Seccionadores secundarios

Los contactos de desconexin estacionariacolo-cados en el cubculo se acoplan con loscontactos secundarios accionados por resortedel lado del interruptor automtico. Losseccionadores secundarios se conectanautomticamente con las posiciones deconexin y de prueba y permanecenconectados entre estas posiciones.

Conmutador de celda accionada pormecanismo (MOC)

Cuando es necesario, se pueden colocar hasta24 etapas del interruptor auxiliar MOC en lacelda del interruptor automtico. Todos loscontactos MOC de repuesto estn cableadosen regletas de bornes accesibles para lasconexiones del usuario. Estos interruptoresMOC se accionan solo cuando el interruptorautomtico est en la posicin de conexin.Como opcin, pueden disponerse para operartanto en la posicin de conexin como en laposicin de prueba.


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1. Seccionador secundario

2. Barrera del transformador de corriente

3. Obturadores, seccionadores primarios (detrs de

los obturadores) y transformadores de corriente(detrs de los obturadores)

4. Conmutador de celda accionado por carro (TOC)(optional)

5. Panel del dispositivo interior blanco

6. Conmutador de celda accionado por mecanismo(MOC) (en la imagen se ha retirado la cubierta)

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7. Timonera de operacin del obturador

8. Enclavamiento de valores nominales

9. Montajes para candados de disparo libre

10. Montajes para candados del mecanismode insercin

11. Mecanismo de insercin

12. Barra de tierra

13. Regletas de bornes para MOC

14. Regletas de bornes para TOC

Figura 13: interior de la celda del interruptor automtico

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14


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La parte del cubculo de la celda puedeutilizarse para colocar dispositivos tales comotransforma-dores de tensin, transformadoresde alimentacin de control, interruptores detransferencia auto-mtica u otros dispositivos

auxiliares. Se pueden incluir bandejasdesplegables para colocar TP, CPT o fusiblespara los CPT de colocacin fija.

En el caso de las versiones del equipo noresistentes al arco, la apertura de la puertadelantera no desconecta automticamente elTP, CPT ni las bandejas de fusiblesdesplegables que estn dentro de la celda.

En las versiones del equipo resistentes al arco,la puerta delantera est enclavada paraprevenir su apertura a menos que la bandejadesplegable est en la posicin desconectada.

Espacio para instrumento y rel en celdaauxiliar

El panel delantero de la celda auxiliar es

adecuadopara colocar dispositivos. Si la celdaauxiliar contienedispositivos de bandejadesplegable (TP, CPT o fusibles desplegables),el espacio disponible permite colocar losdispositivos con profundidad limitada, porejemplo interruptores de prueba,instrumentos, interruptores de transferencia,etc. y puede dar cabida a muchos tipos derel usando un soporte de proyeccin. Si lacelda auxiliar no contiene una bandejadesplegable, el panel puede alojar cualquiera

de los dispositivos que comnmente seespecifican para su uso con celdas deconstruccin de metal.

En el caso de las versiones del equiporesistentes al arco, los paneles delanteros delTP, CPT o de celdas con bandejas de fusiblesdesplegables no estn disponibles comoestndar para los dispositivos de control o losrels.

Transformadores de tensin (TP)

En cada bandeja desplegable se puedencolocar hasta tres TP (de fusible simple) con

sus fusibles para lmite de corriente montadosen forma integral. Las celdas superior einferior pueden dar cabida, cada una, hasta ados bandejas desplegables. Al moverse a laposicin de desconexin, los fusibles primariosse desconectan automticamente y seconectan a tierra para eliminar cualquier tipode carga esttica de los bobinados. Lasconexiones secundarias tambin sedesconectan cuando la bandeja desplegablese mueve a la posicin de desconexin.

Interruptor de celda accionado por carro(TOC)

Cuando es necesario, se pueden colocar hasta12 etapas del interruptor TOC en la celda delinterruptor automtico. Todos los contactosTOC de repuesto estn cableados en regletasde bornes accesibles para las conexiones delusuario.

Espacio de la regleta de bornes sinobstrucciones

Las reas de la regleta de bornes se ubican acada lado de las celdas auxiliares o delinterruptor auto-mtico. Debido a que los

componentes del sistemade insercin no secolocan en los laterales del cubculo, lasregletas de bornes de montaje lateralno seobstruyen como en los otros diseos. Lainstalacin del cableado de campo sesimplifica ya que el cableado puede colocarsedirectamente contra las chapas laterales. Noresulta necesario pescar el cableado pordebajo, alrededor ni a travs de lasobstrucciones.

Dispositivos de control secundario

Los dispositivos de control secundario para lasceldas del interruptor automtico superior einferior estn ubicados en la celda delinstrumento y el rel de proteccin. La celdapuede dar cabida a portafusibles extrables oa interruptores de caja moldeada paraadaptarse a las prcticas de proteccin delcomprador y tambin puede alojar relsauxiliares, transductores o dispositivossimilares.

En el caso de las versiones no resistentes aarco de las celdas de tipo GM-SG, la puertahacia la celda del instrumento y hacia el rel deproteccincentral y a otras celdas de bajatensin puede abrirse para acceder a loscomponentes internos mientras el equipoest funcionando ya que el diseo cumplecon los requisitos de ANSI/IEEE C37.20.7(accesibilidad de tipo 2B) con la puerta delcompartimiento de baja tensin abierta.

Celdas auxiliares

Las celdas auxiliares se construyen de una

manerasimilar a la de las celdas del interruptorautomtico,excepto que no tienen previsto ellugar para un elemento del interruptorautomtico. Las celdas auxiliares puedenubicarse en la parte superior o inferior de unaseccin vertical.

Figura 14: no resistente al arco de tipoGM-SG; se muestra la bandejadesplegable de TP retirada parapermitir la inspeccin de fusibles

Figura 15:celda de bandejadesplegable de tipo GM-SG-ARque muestra las herramientas deinsercin/extraccin de TP en uso


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Figura 16: celdas auxiliares

1. Apto para despliegue de TP

2. TP desplegable

3. Apto para despliegue de TP o despliegue deCPT

4. CPT desplegable

5. Apto para TP, CPT o fusibles desplegables paraCPT fijo en una ubicacin trasera o remota

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6. Bandeja de fusibles desplegable para CPT fijoo CPT remoto

7. CPT fijo montado (CPT monofsicos de msde 15 kVA; todos los CPT trifsicos)

8. Canal de alivio de presin (PRC)(solo para la versin resistente al arco)

2

Cuando se extrae la bandeja desplegable, losobturadores aislados cubren lasdesconexiones primarias del cubculobrindando una proteccin adicional alpersonal contra la exposicin a componentescon tensin.

Transformadores de alimentacin de control

(CPT)

Se puede colocar un CPT monofsico de hasta15 kVA de capacidad, con sus fusibles paralmite de corriente primaria, en la bandejadesplegable de una celda auxiliar. Elinterruptor secundario de caja moldeada seenclava con la bandeja desplegable demanera tal que el interruptor secundario debaabrirse antes de poder conectar o desconectarel CPT primario.


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Esto evita la interrupcin de la corriente decarga en los contactos primarios principales.Con el interruptor secundario abierto ysoltando la traba, la bandeja puededesplegarse con facilidad hacia la posicin de

desconexin. A medida que la bandeja sedespliega, los fusibles primarios se conectan atierra automticamente para eliminarcualquier tipo de carga esttica y losobturadores aislados se cierran para protegerlos conductores con tensin.

En el caso de las celdas no resistentes al arcode tipo GM-SG, el interruptor automticosecundario de caja moldeada se coloca sobrela bandeja desplegable.

En el caso de la celda resistente al arco detipo GM-SG-AR, el interruptor automticosecundario de caja moldeada se ubica en la

celda del instrumento y del rel de proteccincentral y se enclava con la bandejadesplegable de CPT.

Los CPT grandes monofsicos y trifsicos secolocan de forma fija en la parte posterior dela seccin vertical. Los fusibles primarios deestos transformadores grandes se colocan enla bandeja desplegable en una celda auxiliar yse enclavan con el interruptor secundario.Al extraer la bandeja desplegable se cierranlos obturadores aislados.

Transformadores de corriente (TC)

Los TC toroidales de Siemens cumplen con lasnormas ANSI/IEEE y se colocan en la parteposterior de la celda del interruptorautomtico. Se pueden colocar hasta cuatroTC estndar de precisin de tipo MD en cadafase: dos del lado de la derivacin y dos dellado de la carga, alrededor de los aisladoresde desconexin primaria. Los TC puedenagregarse o cambiarse con la celda sintensin, sin retirar la barra de derivacin ni lasconexiones del cable. Se encuentrandisponibles TC de multi-relacin.

Para mayor exactitud, se encuentrandisponibles los TC de tipo MDD. Debido a sumayor tamao fsico, solo un TC de tipo MDDpuede instalarse a cada lado del interruptorautomtico.

Compartimiento de terminacin primaria

El compartimiento de terminacin primaria seubica en la parte posterior de la celda y sesepara de todos los otros compartimientosmediante barreras de metal. Cuando hay dosinterruptores automticos ubicados en lamisma seccin vertical, sus cables primarios

se separan mediante barreras horizontales deacero y con un pasacables vertical cerradocuando ambos grupos de cable salen en lamisma direccin. Las placas extrablespermiten acceder a todos los

compartimientos.En las versiones que no resisten al arco, los

panelesposteriores pueden quitarse en formaindividual para permitir el acceso separado alas conexionescon cable de alimentacinanterior o posterior.

En las versiones resistentes al arco, lospaneles posteriores tienen bisagras y estnatornillados.

Como opcin, se encuentran disponiblesventanas de visualizacin infrarroja (IR) parausar en el control de la temperatura de losconductores del compartimiento determinacin primaria.

Sistema de la barra de derivacin

El sistema de la barra de derivacin principalest cerrado mediante barreras de metal conconexin a tierra y alimenta las celdassuperior e inferior en una seccin vertical.Siemens ofrece una barra de derivacin decobre de borde redondeado completa con

juntas plateadas como norma. La derivacinenchapada de cobre se encuentra disponiblecomo opcin. Las piezas metlicas de acerogrado 5 de alta resistencia con arandelas de

traba dividida ayudan a mantener lasconexiones con baja resistencia y presinconstante. En todas las secciones verticales esestndar una barra de derivacin de cobrepara conexin a tierra.

Aislamiento de la barra de derivacin

Las barras de derivacin tienen unaislamiento epoxi, resistente a la formacinde caminos conductores, ignfugo, de lechofluidizado con mayores propiedades deresistencia a la formacinde caminos. El epoxise liga a las barras de derivacin para reducirla posibilidad de corrosin a causa del ingreso

de gas o humedad entre el aislamiento y labarra de derivacin.

Aislamiento de la junta de derivacin

En las configuraciones de juntas normales, lasjuntas de derivacin atornilladas se aslan

mediantemanguitos de polivinilo preformadoy moldeado que se sostienen con herrajes denylon. Los materiales de aislamientopreformados eliminan la necesidad de dargolpecitos a las juntas cuandose conectan losgrupos en el campo, lo cual reduce los costos

Figura 17: configuracindel bus principal


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y el tiempo de la instalacin. Los mismosmanguitos tipo junta preformada de altaresistencia dielctrica que se utilizan en elmontaje de fbrica se usan en el montaje enel campo de las conexiones de derivacin detransporte. En el caso de configuraciones con

juntas no comunes, se usa un aislamiento conjunta con cinta. Como opcin, se encuentrandisponibles manguitos para aislar lasconexiones de la alimentacin del usuario.

Aislamiento del soporte de derivacin

Los componentes de aislamiento de fibra de

vidriopolister, ignfugos y resistentes a laformacin de caminos conductores se usanpara producir un sistema de aislamientouniforme y de alta calidad. Los aisladores dedesconexin primaria y los soportes de labarra de derivacin estn moldeados conaislamiento con resistencia de alto impactocon caractersticas de alta resistenciadielctrica y baja absorcin de humedad(no higroscpico).

Como opcin, tambin se encuentradisponible un material de alta resistencia a laformacin de caminos conductores.

Cableado secundario

El cableado secundario se envuelve en mazosy se asegura en los costados de la celda. Elcableado no se pasa por el piso de la celdacomo en los diseos de algunos otros

fabricantes.Cableado

El cableado secundario y de control seconecta a regletas de bornes que tienenpuntos numerados para su identificacin. Uncostado de las regletas de bornes para todaslas conexiones que salen de la celda sereserva para las conexiones externas. El cablesecundario y de control es como mnimo uncable n. 14 AWG, extra flexible, trenzado tipoSIS, aislado para 600 voltios, excepto cuandolos dispositivos (por ejemplo, transductores,dispositivos de comunicacin, etc.) requierenun cable diferente. Se usan bornes conhorquilla de traba a presin, tipo barril aisladopara la mayora de las aplicaciones, exceptocuando los dispositivos requieren un tipo deborne diferente. Los cables de controlsecundario estn blindados o encerrados enfundas o tapas para cables de metal conconexin a tierra cuando atraviesan loscompartimientos primarios.

Instrumentacin y rels

Los instrumentos, medidores y rels puedenser del tipo de conmutacin tradicional o deltipo electrnico moderno, segn los

requisitos de la especificacin. Si se utilizandispositivos electromecnicos tradicionales,tienen cajas semi-empotradas con tapasnegras. Los instrumentos de registro y losindicadores, medidores y rels son de tiporectangular y se colocan semi-empotrados.Todas las escalas tienen un rango apropiado yestn diseados con letras negras sobrefondos blancos.

Interruptores para instrumentos y control

Los instrumentos que se proveen son de tipoconmutador, giratorios, con manijas negras.Los interruptores de control automtico

tienen manijas con mango tipo pistolamientras que los interruptores detransferencia de instrumento tienen manijasredondas con ranuras y los interruptoresauxiliares o de transferencia tienen manijasovaladas.

Los interruptores de control automticotienen un indicador marcador mecnico quemuestran un marcador rojo o verde paraindicar la ltima operacin manual delinterruptor.

Alojamientos exteriores

Existen dos tipos de alojamientos exterioresdisponibles para cubrir casi cualquier tipo deaplicacin: los que no tienen acceso a pie ylos que tienen enchape de proteccin. Enambos tipos, la parte inferior de la base estrevestida con una emulsin de brea decarbn. La celda se enva en gruposconvenientes para su montaje en el campo.

Diseo sin acceso a pie (solo las noresistentes al arco)

La celda sin acceso a pie tiene un interruptor

auto-mtico interior y cubculos auxiliaresubicados en un alojamiento de acero de

construccin hermtica. Cada seccin verticaltiene una puerta frontal exterior de alturatotal con lugar para colocar candados. Cadacelda tambin tiene una puerta delantera conbisagras interiores para colocar rels,instrumentacin e interruptores de control.Se incluyen dos paneles posteriores extrablespara hacer llegar el cable al rea determinacin primaria.

Figura 18: interior de la celdade instrumentos y rel de proteccin

Figura 19: desconexiones secundariasy cableado de la celda del interruptor


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Accesorios

Cada cubculo tiene los calentadores deespacio necesarios, un receptculode lmparaconmutada para iluminar el cubculo enforma apropiada durante el mantenimiento einspeccin y un receptculo doble para usarcon herramientas elctricas. En un cubculose ubica un interruptor automtico de cajamoldeada para los calentadores de espacio.

Diseo de pasillo nico con enchape deproteccin

La celda con enchape de proteccin (para los

tipos resistentes al arco y no resistentes alarco) contiene cubculos para interruptorautomtico de tipo interior y de tipo auxiliarubicados en el alojamiento de acerohermtico con un espacio de pasillo operativode tamao suficiente como para permitirretirar los interruptores automticos para suinspeccin, prueba o mantenimiento. En cadaextremo del pasillo hay una puerta de accesodispuesta de manera tal que pueda abrirsedesde el interior independientemente de si seha colocado candado o no en el exterior.El espacio de pasillo cuenta con iluminacin

incandescente que se controla a travs de uninterruptor de tres vas en cada puerta deacceso. Cada cubculo tiene los calentadoresde espacio necesarios. Cada formacin tienedos receptculos dobles para servicios, unoen cada puerta de acceso al pasillo, para usarcon herramientas elctricas, con cables deprolongacin y con otros dispositivos. Elrecinto hermtico para el pasillo se envamontado.

La versin resistente al arco incluye unsistema extractor integral para el escape degases calientes, sobrepresin y efectos del

arco relacionados con una falla de arco elctricointerno.

Figura 20: gabinete de accesorios

Figura 22: rales de extensinextrables

Figura 21: interruptor de tipo GMSGen la carretilla elevadora

Accesorios

Los accesorios estndar incluyen:

Manivela de insercin manual

Manivela de tensin con resorte

Rales de extensin extrables (quepermiten el manejo de los interruptoresautomticos o los despliegues auxiliares enlas celdas superiores o por encima del niveldel piso)

Eslinga de elevacin (para los interruptoresauxiliares que estn por encima del niveldel piso)

Puente de conectores separados (estndar,a menos que se provea un gabinete deprueba)

Lubricante de contacto

Pintura para retoques.

Los accesorios opcionales incluyen:

Carretilla elevadora para interruptorautomtico

Gabinete de prueba (en lugar de un puentede conectores separados)

Conectores de prueba (si as lo requierenlos dispositivos)

Conjunto de motor de insercin elctrico(para permitir la insercin mientras eloperador se encuentra a distancia de lacelda)

Dispositivo de prueba y conexin a tierramanual o elctrico.

Previsin para prueba, ya sea un puente de

conectores separados o un gabinete deprueba, para probar el interruptor automticofuera de su cubculo.

El puente de conectores separados se usapara unir las desconexiones secundarias conun cable flexible para que el interruptorautomtico pueda cerrarse electrnicamentey dispararse con el interruptor de control delpanel de instrumentos mientras est fuera desu compartimiento. Se usa un gabinete deprueba, que incluye un interruptor de control,para cerrar y disparar el interruptorautomtico en una ubicacin remota a lacelda.


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Figura 23: dispositivo de prueba ypuesta a tierra manual de tipo

GMSG-MO

Dispositivo de prueba y conexin a tierra deoperacin manual (hasta 50 kA), de tipoGMSG-MO

El dispositivo de prueba y conexin a tierra de

tipo GMSG-MO (hasta 50 kA) es un elementoextrable que puede insertarse en la celda deun interruptor automtico que est graduadapara una corriente de cortocircuito de 50 kA oinferior. El dispositivo de tipo GMSG-MO abrelos obtura-dores, se conecta con los contactosde desconexinprimaria de la celda y ofreceuna manera de que los punzones dedesconexin primaria estn disponibles parala prueba o para la conexin a tierra. Eldispositivo de tipo GMSG-MO es apropiadopara las pruebas de alta tensin de loscircuitos salientes de la derivacin principalde la celda o para la comprobacin de la

secuenciade fases. El dispositivo de tipoGMSG-MO tambin provee una manera deconectar las puestas a tierra temporales a loscircuitos sin tensin para realizar elmantenimiento.

La prueba y conexin a tierra manualincorpora interruptores de tres posiciones,unipolares (los punzones superiores para laconexin a tierra, neutro y los inferiores parala conexin a tierra), lo cual elimina lanecesidad de que los usuarios provean loscables para la conexin a tierra. Losinterruptores se usan con gancho y, cuando

estn en la posicin cerrada, estn graduadospara los valores nominales de tiempo corto ymomentneos completos de la celdaasociada. Los cables de puesta a tierraprovistos por el usuario y las abrazaderas paraconexin a tierra comercialmente disponiblesrara vez tienen graduaciones similares a lasde la celda.

Los paneles con bisagras separados y aisladoscubren los punzones superior e inferior e

incluyenlugar para candados. El dispositivo detipo GMSG-MO tambin incluye las barrerasindividuales con ganchos extrables entre

cada interruptor unipolar y los punzonessuperiores e inferiores.

Dispositivo de prueba y conexin a tierrade operacin elctrica (hasta 50 kA y para63 kA), de tipo GMSG-EO

Un dispositivo de prueba y conexin a tierra

elctrico incluye un interruptor de potencia(que se deriva de un interruptor automticode tipo GMSG) dispuesto para permitir laconexin a tierra de un grupo de punzones dedesconexin. Estos dispositivos puedencerrarse y trabarse contra corrientes decortocircuito correspondientes a los valoresnominales del equipo.

El dispositivo de prueba y conexin a tierra deoperacin elctrica graduado para unacorriente de cortocircuito de 50 kA puedeusarse en cualquier tipo de compartimientode interruptor automtico de tipo GM-SG con

valor nominal de hasta 50 kA.El dispositivo de 63 kA puede usarse solo conlos compartimientos de interruptorautomtico de tipo GM-SG con valor nominalde 63 kA.

El dispositivo de 50 kA y el de 63 kA norequieren adaptadores para usar en lasceldas.

Se requieren dos dispositivos, uno para cadauno de los punzantes superior e inferior, si sedesea realizar la conexin a tierra en amboslados de la unidad. El dispositivo de tipo

GMSG-EO tambin brinda una manera deacceder a los circuitos primarios en laspruebas de alta tensin o para comprobar lasecuencia de fase.

Debido a los requisitos exclusivos quefrecuentemente requieren dichos dispositivos,todas las aplicaciones de los dispositivos deprueba y conexin a tierra de operacinelctrica deben enviarse a Siemens parasu revisin.

Nota:debido a lanaturaleza especial de los

dispositivos de prueba ypuesta a tierra, cada

usuario debe desarrollarprocedimientos operativos

para lograr prcticasoperativas seguras. Los

dispositivos de prueba ypuesta a tierra solo puedenser utilizados por personal

calificado.

Figura 24: dispositivo de prueba y puesta a tierraelctrico de tipo GMSG-EO


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Mecanismo operativo accesible delantero

El operador con acumulacin de energa detipo GMSG se ubica en la parte delantera delinterruptor automtico. La tapa delanterapuede quitarse con facilidad para exponer aloperador para su inspeccin ymantenimiento. Esta caracterstica elimina lanecesidad de levantar, inclinar o dar vuelta elinterruptor automtico para su servicionormal.

Enclavamientos

El sistema de enclavamiento evita la insercinde un interruptor automtico cerrado ypreviene el cierre del interruptor automticoentre las posiciones de prueba y conexin.Se pueden colocar candados en el mecanismode insercin para evitar su uso no autorizado.

Tambin se pueden colocar candados en elmecanismo de insercin para mantener elinterruptor automtico en la posicin sindisparo.

Operador con acumulacin de energa

El interruptor automtico de tipo GMSG utilizael operador con acumulacin de energa detipo 3AH3 de Siemens para ms duracin,alta confiabilidad y facilidad demantenimiento. Las partes que se usan en lafabricacin del interruptor automtico sonmecanizadas con precisin o bien seproducen en equipos con control numrico.

El diseo del interruptor automtico incluye eluso frecuente de tcnicas de alineacininherentes.

Indicadores y controles manuales

Todos los indicadores y controles manualesdel interruptor automtico estnconvenientemente ubicados en la partedelantera del interruptor automtico.

Las caractersticas estndar incluyen el botnde cierre manual, el botn de disparo manual,el indicador abrir-cerrar, el indicador de carga-descarga del resorte de cierre conacumulacin de energa, el puerto de accesopara la carga del resorte manual y el contadorde operaciones de cierre.

Diseo de disparo libre

El mecanismo operativo cumple con losrequisitos de disparo libre de las normas ANSI/IEEE. El diseo del mecanismo garantiza quela funcin de disparo prevalezca sobre laoperacin de cierre.

Barreras simples

Las barreras de la fase exterior son de diseomuy simple y estn ubicadas en el interruptorautomtico, lo cual permite que la celda est

libre de barreras excepto por la barrera deltransformador de corriente, que est delantede los obturadores. Las barreras delinterruptor automtico se quitan rpida yfcilmente para el mantenimiento. La mayorparte del mantenimiento puede realizarse conlas barreras colocadas.

Tubos de maniobra al vaco

Los interruptores automticos de tipo GMSGutilizan los tubos de maniobra al vaco deSiemens, que han sido probados en ms de600.000 inter-ruptores automticosproducidos desde 1976. Los contactos de

forma redonda (que se usan para los valoresnominales de interrupcin ms bajos) tienenanillos de arco elctrico de cromo-cobre congeometra nica de campo magntico radialpara brindar rpida interrupcin con erosinmnima de contacto. En el caso de los valoresde interrupcin ms altos, se usan loscontactos del campo magntico axial paramantener el arco en modo difuso y minimizarla erosin de contacto. El material decontacto de cromo-cobre asegura corrientesde interrupcin ms bajas que con los diseosque utilizan contactos de cobre-bismuto.

1. Terminal de conexin decorriente estacionaria

2. Aislador

3. Proteccin del arco

4. Contactos de cromo-cobre(tipo de campo magntico radial)

5. Vstago del contacto mvil

6. Fuelles de acero inoxidable

7. Montaje mecnico parael accionamiento

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Figura 28: tubo de maniobra al vaco

Figura 27: grupo de tubosde maniobra al vaco


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Interruptores de generador


Seccionadores primarios

La conexin primaria entre el interruptorautomtico y el cubculo se hace a partir devarios grupos de contactos de dedos de cobreplateado que se conectan con contactosestacionarios de cobre plateado. Loscontactos de desconexin primaria delcubculo tienen un borde delantero cnicoque contribuye a la suave insercin delinterruptor automtico.

Los contactos, que se colocan sobre losextremos de los contactos de desconexin delinterruptor automtico, tienen varioscontactos y carga de resorte a compresin(un resorte por par doble de contactos). Estadisposicin ofrece una gran cantidad depuntos de contacto que aseguran unacorrecta alineacin. Los conjuntos decontactos del interruptor automtico seextraen con el interruptor y puedeninspeccionarse sin tener que quitar tensin ala derivacin principal de la celda.

Figura 29: componentes clavedel interruptor de tipo GMSG 1. Resorte de conexin

2. Reductor

3. Resorte de desconexin

4. Pulsador de cierre

5. Interruptor auxiliar

6. Bobina de cierre

7. Bobina de disparo

8. Pulsador de disparo

9. Operador de conmutador MOC

10. Enclavamiento de interruptorautomtico cerrado

11. Enclavamiento de disparo libre

12. Motor tensor de resorte

13. Eje intermedio

14. Seccionador de tierra

15. Contador de operaciones

16. Indicador ABIERTO/CERRADO

17. Indicador TENSADO/DESTENSADO

18. Seccionador secundario

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Interruptor automtico universal derepuesto

(de hasta 50 kA)

La lgica de enclavamiento y la configuracinfsica permiten el uso de un solo interruptorautomtico para que acte como interruptorautomtico universal de repuesto en unainstalacin de hasta 50 kA. La lgica deenclavamiento de valores nominales (vasela figura 13: Interior de la celda delinterruptor automtico en la pgina 14)verifica las principales caractersticasnominales (corriente continua, tensinmxima y corriente de interrupcin) y permiteinsertar un interruptor automtico en

cualquier celda siempre que el interruptoriguale o supere los valores nominales querequiere la celda.

Interruptor automtico universal derepuesto (63 kA)

El concepto que se describe anteriormente(para hasta 50 kA) tambin se aplica para losequipos con valores nominales de 63 kA,dentro del rango de 63 kA. Los interruptoresautomticos con valor nominal de 63 kA nopueden utilizarse en equipos con valornominal de 50 kA o menos.

Figura 30: seccionadores primarios


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Transferencia de corriente no deslizante

El vstago mvil del tubo de maniobra alvaco se conecta con el contacto dedesconexin inferior del interruptor

automtico mediante un conector flexibleconfiable. En esto, Siemens fue pionero enlos aos 70. Esto ofrece una trayectoria parala transferencia de corriente de bajaresistencia, que no est sujeta al desgaste y alos problemas de contaminacin que serelacionan con las juntas deslizantes ogiratorias que se usan en algunos diseos.

Seccionadores secundarios

Las desconexiones secundarias del interruptorautomtico con el cubculo estn diseadascon contactos deslizantes. Las desconexionessecundarias se conectan automticamente

cuando el interruptor automtico se insertaen la posicin de prueba. Permanecenconectadas mientras el interruptor se insertaen la posicin de conexin. Debido a que lasdesconexiones secundarias se conectanautomticamente tanto en la posicin deprueba como en la de conexin, no haynecesidad de operar un enlace individual parala prueba.

Las desconexiones secundarias se ubican enel lateral del elemento del interruptorautomtico, donde se protegen de los daosaccidentales. Tienen un diseo

extremadamente robusto, a diferencia deotros diseos que utilizan desconexiones decarga liviana, estilo electrnico, ubicados enlugares inaccesibles u ocultos. La alineacinde las desconexiones puede observarsevisiblemente, si se desea, para permitir laverificacin positiva de la integridadsecundaria. Esta funcin no es posible con losdiseos que utilizan una desconexin pordebajo o detrs del interruptor automtico.

Interruptor auxiliar (con montaje eninterruptor automtico)

El conjunto del interruptor auxiliar se colocasobre el interruptor automtico al vaco concontactos para usarlo en el circuito de controldel interruptor automtico y como contactosde repuesto para otro uso. Normalmente, sepueden cablear cuatro contactos delinterruptor auxiliar, dos NO (52a) y dos NC(52b), para uso del comprador.

Conmutador de celda accionada pormecanismo (MOC)

Cuando es necesario, se pueden colocar 6, 12,18 o 24 etapas del interruptor auxiliar decelda accionada por mecanismo (MOC) en lacelda del interruptor automtico. Esteinterruptor se accionamediante el mecanismodel interruptor automticopara que loscontactos cambien de estado cada vez que elinterruptor automtico se abre o se cierra.Normalmente, el interruptor MOC se operasolo cuando el interruptor automtico est enla posicin de conexin, aunque es posiblecolocar las previsiones para que funcionetanto en la posicin de conexin como en lade prueba.

Todos los contactos MOC de repuesto estncableados en regletas de bornes accesibles

segn se muestra en la figura 33: MOC y TOC(sin tapa) para las conexiones del usuario. Laparte inferior de la figura 33: Los MOC y TOC(sin tapa) muestran cuatro interruptores MOC(un total de 24 etapas) ms el enlaceoperativo MOC y cuatro regletas de bornespara las conexiones del interruptor MOC.

Interruptor de celda accionado por carro(TOC)

Cuando es necesario, se pueden colocar 6, 4,8 o 12 etapas de un interruptor de celdaaccionada por carro (TOC) en la celda delinterruptor automtico. Los contactos delinterruptor TOC cambiande estado cuando elinterruptor automtico entra o sale de laposicin de conexin. Todos los contactosTOC de repuesto estn cableados en regletasde bornes accesibles segn se muestra en lafigura 33: MOC y TOC (sin tapa) para lasconexiones del usuario.

La parte superior de la figura 33: MOC y TOC(sin tapa) muestra 12 etapas de interruptoresTOC ms dos regletas de bornes para lasconexiones de interruptor TOC.

Figura 31: parte de la celdadel seccionador secundario

Figura 32: parte del interruptordel seccionador secundario

Figura 33: MOC y TOC (cubiertaextrada)

1. Conmutadores TOC y regletasde bornes de TOC

2. Conmutadores MOC y regletade bornes de MOC

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Figura 34: interruptor automtico de tipo GMSG de 50 kA

Protegidos (equipo de carga)Limitadores desobretensin

recomendados

Transformadores de lquido No

Transformadoresde tipo seco

BIL estndar S1

5 kV 60 kV BIL No

7 kV o 15 kV 95kV BIL

No

Motores

Intensidad arotor bloqueado

< 600 AS1

Intensidad arotor bloqueado

> 600 ANo

Reactores S

Condensadores No

Limitadores de sobretensin

Los limitadores de sobretensin de tipo 3EF es-tn destinados al uso en sistemas de distribu-cin paraproteger motores, transformadoresy reactores frente a los efectos de las sobreten-siones relacio-nadas con las operaciones delos interruptores automticos. Estos limitado-res no estn diseadospara proteger el equi-po que est expuesto a sobretensiones por ra-yos, para los cuales deberan colocarsedescargadores de sobretensiones.

Los limitadores de sobretensin de tipo 3EF

evitanla acumulacin de sobretensionesexcesivas debidas a mltiples reencendidos oa un corte de corriente virtual. Esto debetenerse especial-mente en cuenta durante elarranque de motores y la conmutacin dealgunas cargas reactivas.

En general, si la capacidad de impulso (BIL)del equipo protegido coincide con la de lacelda, no es necesaria ninguna proteccindebido a las sobretensiones producidas por laapertura del interruptor automtico al vaco.Dado que los transformadores de tipo seco ylas mquinas en movimiento generalmentetienen un valor de BIL ms bajo, podra sernecesaria la proteccin contra sobretensiones.

Para ver las recomendaciones de aplicacinmnima correspondientes a los limitadores desobretensin, consulte la tabla 2:

recomendacionessobre limitadores de

sobretensin.

Tabla 2: limitadores de sobretensin

Nota aclaratoria:1. Los limitadores de sobretensin no son necesarios

si hay condensadores de proteccin contrasobretensiones o descargadores de sobretensionesen el transformador o en los bornes de la mquina.

Figura 35: interruptor automtico de tipo GMSG de 63 kA


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Las ventajas inherentes de la interrupcinal vaco se resumen de la siguientemanera:

Dielctrica ideal

En un espacio vaco, la resistenciadielctrica en una separacin de contactose recupera muy rpidamente permitiendouna pequea separacin de contacto y undiseo eficiente del tubo de maniobra alvaco. El espacio vaco no interacta con elarco ni con sus componentes.

Operacin silenciosa

La interrupcin de corrientes mediante uninterruptor automtico al vaco es mssilenciosa que el informe ruidoso queacompaa las interrupciones en los

interruptores anteriores. Bajos niveles de cortes de corriente

El material de contacto de cromo-cobreutilizado en los tubos de maniobra al vacode Siemens limita las corrientes deinterrupcin a un mximo de cincoamperes. Este valor tan bajo evita laacumulacin de tensiones excesivamentealtas y genera un menor esfuerzo sobre elaislamiento del equipo de carga.

No se emiten efectos del arco a laatmsfera

El tubo de maniobra al vaco sellado evitala emisin de efectos del arco a laatmsfera y evita la contaminacin de loscontactos en la atmsfera. El vapor demetal del arco se vuelve a condensarrpidamente en la superficie de loscontactos aunque una pequea cantidadpodra volver a condensarse en la pared dela cmara del arco o en la proteccin delarco. El vapor de metal de recondensacinacta como un extractor y recaptura msmolculas de ciertos gases que se podranliberar durante la vaporizacin. Esta accin

tiende a mejorar el espacio vaco en el tubode maniobra durante su vida til.

Efectos no txicos de la interrupcin

El proceso de interrupcin se producecompletamente dentro del tubo demaniobra al vaco sellado. Aun cuando eltubo de maniobra al vaco se rompafsicamente, los efectos del arco del tubode maniobra al vaco no son txicos. Por elcontrario, los tubos de maniobra llenos degas producen efectos del arco txicos yrequieren precauciones especiales en casode ruptura de la carcasa.

Menos componentes

La construccin del polo del tubo demaniobra al vaco es sumamente sencilla yconsta de solo siete piezas mviles dentro

del rea de alta tensin y solo dos piezasmviles dentro de la cmara del tubo demaniobra. Esto brindamayor confiabilidad ymenos mantenimiento si se compara con lagran cantidad de piezas que contienenotros tipos de tubos de maniobra, como losde gas o aceite.

Mayor vida til del tubo de maniobra alvaco

Debido a la cuidadosa seleccin de loscomponentes, el tubo de maniobra al vacotiene una vida til prolongada. Loscontactos de cromo-cobre permiten una

eficiente interrupcin de los arcos difusos ycontrados con muy poca erosin de loscontactos.

Inmunidad al entorno

La capacidad del tubo de maniobra al vacopara interrumpir la corriente o parasoportar la tensin no es afectadadirectamente por las condiciones externas.Las altas o bajas altitudes o temperaturas,las condiciones hmedas o secas ni losambientes de mucho polvo afectan lascondiciones internas del tubo de maniobra

al vaco. No obstante, las condicionesexternas podran afectar el funcionamientogeneral del sistema y se deben consideraren las especificaciones.

Poco mantenimiento

El mantenimiento del tubo de maniobra alvaco generalmente requiere la eliminacinde polvo u otros elementos atmosfricosdel exterior, la inspeccin visual delindicador de desgaste del contacto y larealizacin de pruebas dielctricasperidicas para confirmar la integridad delvaco.

Menos requerimientos de fuerza

El tubo de maniobra al vaco tiene unamasa mvil muy baja en comparacin conla que se encuentra en otros tubos demaniobra. Esto permite un operador conacumulacin de energa ms pequeo ycompacto, lo que brinda una vida til msprolongada y un bajo mantenimiento delinterruptor automtico.


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Trayectoria de Siemens en tecnologa alvaco

Los interruptores automticos al vaco de tipoGMSG aprovechan al mximo la largatrayectoria de Siemens en tubos de maniobraal vaco para aplicaciones de energa. Si bienlos primeros trabajos se realizaron en los aos1920, el tubo de maniobra al vaco no sepudo perfeccionar hasta la aparicin de labomba de alto vaco en los aos 1960.Siemens comenz a focalizar sus esfuerzos dedesarrollo en 1969, lo que culmin con laintroduccin del interruptor automtico detipo 3AF en 1976. El conocimiento obtenidodurante aos de aplicacin de esta tecnologaen los interruptores automticos de tipo 3AFy 3AH se refleja en el diseo del tipo GMSG.

Principios de los tubos de maniobra al

vacoCon los interruptores automticos al vaco detipo GMSG, las corrientes de interrupcin semantienen a cinco amperes o menos. Estevalor es lo suficientemente bajo como paraevitar la acumulacin de tensionesexcesivamente altas que se podran produciren la conmutacin de circuitos inductivos. Elmaterial de contacto de cromo-cobre permitereducir al mnimo las sobretensiones demanera que en la mayora de las aplicacionesno se requiere ninguna proteccin especialcontra sobretensin.

Cuando los contactos se abren, la corrienteque se interrumpir inicia una descarga dearco de vapor de metal y contina el flujo decorriente a travs de este plasma hasta elprximo cero de corriente.

El arco se extingue cerca de la corriente ceroy el vapor de metal conductivo se vuelve acondensar en las superficies de contacto y enla pared de la cmara del arco o proteccindel arco en cuestin de microsegundos.Como resultado, la resistencia dielctrica delcorte se recupera muy rpidamente y laerosin de los contactos es insignificante.

El arco formado en el tubo de maniobra alvaco no se enfra. El plasma de vapor demetal es altamente conductivo y la tensin dearco resultante solo es de 20 a 200 voltios.Esta baja tensin del arco, combinada con

tiempos de formacin de arcos muy cortos,solo produce una energa de arco muypequea en el tubo de maniobra al vaco, loque permite una prolongada esperanza devida elctrica de los tubos de maniobra alvaco de Siemens.

Existen dos tipos de formas de arco. Hasta 10kA aproximadamente, el arco permanecedifuso. Toma la forma de una descarga devapor y cubre toda la superficie del contacto.Los arcos difusos se interrumpen fcilmente.

Los tubos de maniobra al vaco con diseo decampo magntico radial (vase la figura 37

en la pgina 29, A) se utilizan para los valoresnominales de interrupcin ms bajos). En lostubos de maniobra de campo magnticoradial, cuando la corriente de arco supera los10 kA aproximadamente, el arco es reducidoen gran medida por su propio campomagntico y se contrae bsicamente a unarco de punto. Si se permite que el arcocontrado permanezca fijo, sobrecalienta elcontacto en las races del arco al punto que elvapor de metal fundido no permite larecomposicin del medio dielctrico durantela corriente cero y las corrientes de gran

magnitud no se pueden interrumpir.Para superar esto, los contactos se disean enforma de copa con ranuras oblicuas demanera que un campo autogenerado permitaque el arco viaje por los contactos. Esto evitael sobrecalentamiento localizado cuando seinterrumpen grandes magnitudes decorriente de cortocircuito.

Para valores nominales de interrupcin altos,se emplea el diseo de campo magnticoaxial (vase la figura 37 de la pgina 29, B).En esta configuracin, el flujo de corrientecrea un campo magntico en el eje

longitudinal del tubo de maniobra al vaco.Este campo evita la constriccin del arco yesto hace que el arco permanezca en mododifuso. Dado que el arco permanece en mododifuso, se evita el sobrecalentamientolocalizado y la erosin de los contactos semantiene a niveles bajos.

Figura 36: accionamiento de tipo3AH3


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Figura 37: formacin de arcos en campo radial y axial

A. Formacin de arco con contactos de campo magntico radial(RMF)

(fotografas a alta velocidad (tiempo de exposicin 13 s))

Arco contrado (i = 40 kA)

Movimiento delarco contactosde campomagntico radial

El arcocontrado semueve porlos contactos

Hasta cuatrorotaciones porinterrupcin

Prolonga la vidatil del contactodistribuyendoel calor

B. Formacin de arcos con contactos de campo magntico axial (AMF) (fotografas a alta velocidad (tiempo de exposicin 13 s); ctodo enla parte inferior)

Arco difuso anterior a corriente cero (i = 2 kA); ctodo en la parte inferior

Arco difuso anterior a corriente cero (i = 10 kA)

Descarga de corriente elevada difusa (i = 60 kA)

Arco difuso tpico durante la interrupcin de corriente de carga


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Interruptores de generador de tipo GMSG-GCB

Se encuentran disponibles los interruptoresde generador extrables para ser utilizados enla celda blindada de tipo GM-SG. Estosinterruptores se derivan del mismo grupo deaccionamientos de interruptores de tipo 3AH3

que poseen nuestros interruptores de nogenerador estndar. El diseo bsico de losinterruptores es el mismo; por lo tanto, elmantenimiento y el funcionamiento de losinterruptores de generador es el mismo quepara los interruptores de no generador. Estosignifica que no es necesario implementarningn tipo de capacitacin adicional para elpersonal operativo o de mantenimiento. Losinterruptores de generador de tipo GMSG-GCB aprovechan la larga trayectoria deservicio satisfactorio prestado por el grupo deinterruptores automticos al vaco de tipo 3A

(incluidos los operadores de tipo 3AF y 3AH).Estos interruptores de generador cumplencon todos los requisitos especificados en lanorma IEEE C37.013, Norma IEEE parainterruptores de generador de alta tensin CAcon valores nominales en base a unacorriente simtrica.

En nuestra descripcin de los interruptores degenerador, el trmino interruptores dedistribucin se utilizar para hacer referenciaa los interruptores comunes (no generador)que cumplen con las normas IEEE C37.04,C37.06 y C37.09.

Los valores nominales para los interruptoresde generador de tipo GMSG-GCB se muestranen la pgina 39.

Diferencias de la aplicacin engeneradores

Cmo se diferencia la aplicacin en ungenerador de las aplicaciones de interruptoresde distribucin comunes en alimentadores,motores, interruptores principales u otroscircuitos de no generador? Hay variosaspectos que difieren en gran medida, entreellos:

Relacin X/R muy alta

Corrientes (de cierre y bloqueo)momentneas ms altas

Mayor velocidad de incremento del voltajetransitorio de recuperacin (TRV)

Ceros de corriente retardados

Sin servicio de reenganche

Servicio de conmutacin fuera de fase.

Relacin X/R muy alta

Los valores estndar para los interruptores dedistribucin estn basados en una relacinX/R de circuito igual a 17 (a 60 Hz), que arrojauna constante de tiempo de cada de 45 mspara el componente de c.c. de una corrientede cortocircuito. Esto determina la cantidadde corriente c.c. que se agrega al componentede c.a. de la corriente de cortocircuito

durante la prueba de tipo o diseo. Uninterruptor con un tiempo de interrupcin de50 ms (histricamente denominadointerruptor de tres ciclos) requiere uncomponente de %c.c. del 47 por ciento (en laparte de contacto), que es equivalente alfactor S histrico de 1,2. Segn la normaIEEE C37.04-1979, el factor S era la relacinde la corriente asimtrica rms total con lacorriente simtrica. Si bien el factor S ya no seincluye en las normas, proporciona unamanera simple de comprender la diferenciaentre un interruptor de generador y uno dedistribucin.

En contraposicin, la norma IEEE C37.013especifica que las pruebas se deben realizarnen base a una relacin X/R de 50 (a 60 Hz),que corresponde a una constante de tiempode cada del componente c.c. de la corrientede cortocircuito igual a 133 ms. Esto generauna corriente c.c. mucho ms alta que la deun interruptor de distribucin en undeterminado tiempo parcial de contacto. Porejemplo, en un interruptor de generador conun tiempo de interrupcin nominal de 50 ms,el componente %c.c. en la parte de contactosera del 78 por ciento y el factor S requeridosera 1,48.

Interruptores

automticosde generador al vaco


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Si un interruptor tiene un valor nominal de50 kA simtricos, la capacidad de interrupcinasimtrica requerida sera de 50 x 1.2 = 60 kApara el interruptor de distribucin y de 50 x1.48 = 72 kA para el interruptor de generador.

Esto demuestra que un interruptor degenerador est sujeto a requerimientos deinterrupcin mucho ms exigentes que uninterruptor de distribucin.

Servicio momentneo ms alto

Una relacin X/R superior de una aplicacinde generador tambin afecta la capacidad deresistencia mxima del interruptor. Esto sedebe a la tasa de cada mucho ms lenta delcomponente c.c. de la corriente decortocircuito. Para un interruptor dedistribucin, el valor de pico de corriente no

disruptiva es del 260 % del valor deinterrupcin simtrico del interruptor. Para uninterruptor de generador, el valor de pico decorriente no disruptiva es del 274 % del valorde interrupcin simtrico del interruptor. Elpico de corriente no disruptiva estrelacionado con el concepto histrico decorriente momentnea, tambin conocidocomo bus bracing, y es la corriente que elinterruptor debe soportar durante unaoperacin de cierre por falla, as comotambin, la corriente que la celda debesoportar sin daarse. A esta corrientecomnmente se la denomina la corriente de

cierre y traba. La diferencia entre 274 y 260 %puede parecer insignificante pero hace que elservicio mecnico sea un 10 % mayor en uninterruptor de generador que en uninterruptor de distribucin.

Mayor velocidad de TRV

TRV es el resultado del flujo de corriente deinterrupcin en un circuito de carga. Cuandouna corriente de cortocircuito se interrumpe,la corriente y la tensin estn prcticamente90 grados fuera de fase. Por lo tanto, cuandola corriente pasa por cero, la tensin del

sistema est casi en un valor instantneomximo. Cuando se produce la interrupcin,la capacitancia del circuito de carga se carga ala tensin mxima y la energa elctricaalmacenada en la capacitancia comienza atransferirse a la energa magnticaalmacenada en las inductancias. En unaaplicacin de interruptor de generador, elgenerador (o el transformador instalado si elorigen de la falla es el generador) es uncomponente altamente inductivo con muybaja capacitancia.

Como resultado, la frecuencia natural de estecircuito (que consiste en alta inductancia ybaja capacitancia) es muy alta.

Por lo tanto, el TRV producido por el circuito

de carga durante la interrupcin de lacorriente de cortocircuito tiene una velocidadde incremento muy alta, mucho ms alta quela del circuito de distribucin.

En comparacin, para un interruptor decircuito de distribucin con un valor nominalde 15 kV, la velocidad de incremento del TRV(RRRV, por sus siglas en ingls) paracortocircuitos es de 0,39 kV/sen el caso de uninterruptor interior tradicional (ahoradenominado interruptor de clase S1 segn lanorma IEEE C37.06-2009). En contraposicin,la RRRV de un interruptor de generador, deacuerdo con la norma IEEE C37.013 para unafalla de la fuente del sistema es de 4,0 kV/s,en el caso de una mquina de 101-200 MVA.

Si bien esta diferencia es importante, elinterruptor automtico al vaco es adecuadopara aplicaciones de RRRV rpida. Laresistencia dielctrica entre los contactos serecupera muy rpidamente despus de lainterrupcin.

Ceros de corriente retardados

Las aplicaciones de generador podran estarsujetas a un fenmeno comnmenteconocido como ceros de corriente faltantes

o ms propiamente ceros de corrienteretardados.

En general, se supone que la corrientesimtrica durante un cortocircuito tiene unamagnitud constante y no disminuye con laduracin de la falla. Obviamente, elcomponente c.c. de un cortocircuitodisminuye pero el componente a.c. (lacorriente simtrica) se considera constante.

No obstante, en una aplicacin de generador,podra suceder que la magnitud de corrientesimtrica no permanezca constante. Podradisminuir a medida que el generador reduce

la velocidad durante la falla. Si la constantede tiempo de cada del componente c.a. (lacorriente simtrica) es ms rpida que laconstante de tiempo de cada delcomponente c.c., la suma de amboscomponentes apartar la corriente resultantedel eje cero.

Por esta razn, la norma IEEE C37.013requiere que se realicen pruebas en las que elcircuito de prueba se ajuste intencionalmentepara demorar la primera corriente cerodurante un tiempo prolongado.


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El ejemplo de la Figura 38: pruebas de cerosde corriente retardados en la pgina 32muestra las corrientes de prueba en que laprimera corriente cero se demorintencionalmente en el laboratorio de pruebasde energa. En las pruebasmostradas, lademora desde la separacin de contactos delinterruptor hasta el primer cero de corrientese demor progresivamente de 20 ms a msde 57 ms aproximadamente. No se pudoaplicar una demora superior debido a lalimitacin en el laboratorio.

Sin servicio de reenganche

Se trata de una diferencia entre un interruptorde generador y un interruptor de distribucinque no es tan importante. En una aplicacinde generador, el reenganche nunca se utiliza.Si bien el interruptor probablemente puedamanejar el servicio, la necesidad deestablecer un sincronismo entre la mquina yel sistema hace que el reenganche sea pocoprctico.

Servicio de conmutacin fuera de fase

Las aplicaciones de generador tambin tienenque considerar la posibilidad de que el inter-ruptor interrumpa las corrientes decortocircuito cuando el generador est fuerade fase con el sistema de energa. Duranteestas condiciones, la tensin en los contactosabiertos es mucho mayor que durante lasinterrupciones normales. En el peor de loscasos, es decir, cuando la mquina y elsistema estn 180 grados fuera de fase, la

tensin en los contactos ser del doble de latensin de las interrupciones normales. Noobstante, la norma IEEE C37.013 consideraque 90 grados es el lmite superior para evitardaos en la mquina. IEEE considera laconmutacin fuera de fase como unacapacidad opcional. Los interruptores degenerador de tipo GMSG-GCB se pruebanpara determinar la capacidad de conmutacinfuera de fase.

Figura 38: ejemplo de pruebas de ceros de corriente retardados

20 ms

40 ms

30 ms

57 ms


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Normas

Los requisitos correspondientes a losinterruptores de generador se proporcionanen la norma IEEE C37.013. La norma, que

originalmente se cre para cubrir losinterruptores de las mquinas de 100 MVA ysuperiores, se reform en 2007 para ampliarlos requisitos y abarcar mquinas mspequeas de hasta 10 MVA. Las normascorrespondientes a los interruptores dedistribucin (incluidas las normas IEEEC37.04, C37.06, C37.09 y C37.010) no seaplican a los interruptores de generador.

En el caso de que se utilice un interruptorextrable en la celda blindada, las pruebasde diseo, construccin y tipo del interruptorse deben realizar de acuerdo con la norma

IEEE C37.20.2. En particular, se debe cumplircon los enclavamientos extrables, elincremento de temperatura y otros aspectosespecficos de la celda blindada.

Algunos se podran preguntar por qu fuenecesario crear nuevas normas para losinterruptores de generador. Despus de todo,las normas de los interruptores dedistribucin nos han servido mucho durantevarias dcadas en estas aplicaciones.Ciertamente, esta es una afirmacinrazonable, ya que los interruptores dedistribucin se han utilizado con xito en

aplicaciones de generador durante ms de 50aos.No obstante, el uso de la generacindistribuida se est incrementando as comotambin

guía de aplicacion y seleccion de celdas - siemens

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