Interruptores de Potencia
Páginas: 14 (3481 palabras)
Publicado: 29 de noviembre de 2013
TÉCNICAS DE LAS ALTAS TENSIONES I
INTERRUPTORES DE POTENCIA EN VACÍO Y SF6
Angel Jasso Rojas
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco
Distrito Federal, México
ajasso.r@hotmail.com
INTRODUCCION.
Los interruptores son vitales para el funcionamiento seguro de una red eléctrica. Son necesarios en los generadores de electricidad, donde se ha de poder conectar ydesconectar toda la potencia de una central eléctrica (gigawatts de electricidad), y en líneas de transmisión, en subestaciones, para dirigir el flujo de energía con tensiones de más de 1.500 kV. Los interruptores son también componentes esenciales en las redes de distribución, en las que es preciso controlar corrientes muy altas a niveles moderados de tensión.
Un interruptor, conindependencia de su posición en una red, tiene dos tareas: es responsable de la conmutación diaria de líneas durante el funcionamiento normal y de la desconexión del suministro eléctrico en caso de sobrecarga o cortocircuito. Un interruptor puede controlar varios GVA de potencia en fracciones de segundo. Es tal la importancia de este dispositivo, que se han invertido decenas de miles de millones de dólares ensu desarrollo durante los 100 últimos años.
El reto de un Interruptor.
La corriente eléctrica es transportada desde las centrales hasta los clientes a través de cables metálicos conductores, la mayoría visibles como líneas aéreas. La corriente se puede interrumpir simplemente cortando la línea eléctrica conductora, algo muy fácil de hacer cuando no circula corriente, pero extremadamentedifícil cuando el cable está bajo tensión. Cuando se corta un cable bajo corriente, ésta se ve obligada a circular a través de una sección progresivamente menor de hilo. Esta concentración de la corriente produce calor y una posible vaporización del hilo remanente. Pero, incluso cuando se ha cortado el cable por completo, puede seguir circulando corriente a través de un arco eléctrico que se forma enlos gases ionizados (plasma) entre los contactos abiertos.
La corriente sólo puede interrumpirse entonces mediante un interruptor capaz de extinguir este arco. Aunque la velocidad con que los interruptores han de desconectar fuertes contactos metálicos para conseguir su propósito ha llevado a encontrar varias soluciones ingeniosas, este artículo se centrará en los avances conseguidos en elimportante reto de controlar los arcos
eléctricos.
Los arcos eléctricos tienen una energía enorme: su temperatura puede superar los 50.000°C y se pueden dar presiones de hasta 100 MPa contenidas en un volumen de menos de un litro. A lo largo de los años, los interruptores han incorporado varios medios diferentes para disipar esta energía, como agua, aceite, gases inertes y aire comprimido. Elintenso calor del arco se puede dispersar mediante la aplicación de un gas a alta presión o mediante el flujo gaseoso causado por la vaporización del medio interno, que se produce como resultado de la formación del arco.
El cuerpo del interruptor también es decisivo para la eficacia del dispositivo. Se puede utilizar para dirigir el flujo de gases calientes y ya se han adoptado varios métodosdiferentes para mejorar la disipación térmica, entre ellos el uso de materiales semidestructibles.
I.INTERRUPTORES DE POTENCIA EN VACIO.
A. Tecnología del Corte en Vacio. Extinción del Arco.
Durante la separación galvánica de los contactos, la corriente que se haya de interrumpir produce una descarga de arco de vapor metálico. La corriente fluye a través de este plasma de vapor metálicohasta su siguiente paso por cero. Cerca del paso por cero,
el arco se extingue. El vapor metálico ya pierde su conductividad tras pocos microsegundos – la distancia entre contactos se recupera rápidamente. Para mantener la descarga del arco de vapor metálico se precisa una corriente mínima. Si la corriente cae por debajo de este valor mínimo, se interrumpirá antes del paso natural por cero. Para...
INTERRUPTORES DE POTENCIA EN VACÍO Y SF6
Angel Jasso Rojas
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco
Distrito Federal, México
ajasso.r@hotmail.com
INTRODUCCION.
Los interruptores son vitales para el funcionamiento seguro de una red eléctrica. Son necesarios en los generadores de electricidad, donde se ha de poder conectar ydesconectar toda la potencia de una central eléctrica (gigawatts de electricidad), y en líneas de transmisión, en subestaciones, para dirigir el flujo de energía con tensiones de más de 1.500 kV. Los interruptores son también componentes esenciales en las redes de distribución, en las que es preciso controlar corrientes muy altas a niveles moderados de tensión.
Un interruptor, conindependencia de su posición en una red, tiene dos tareas: es responsable de la conmutación diaria de líneas durante el funcionamiento normal y de la desconexión del suministro eléctrico en caso de sobrecarga o cortocircuito. Un interruptor puede controlar varios GVA de potencia en fracciones de segundo. Es tal la importancia de este dispositivo, que se han invertido decenas de miles de millones de dólares ensu desarrollo durante los 100 últimos años.
El reto de un Interruptor.
La corriente eléctrica es transportada desde las centrales hasta los clientes a través de cables metálicos conductores, la mayoría visibles como líneas aéreas. La corriente se puede interrumpir simplemente cortando la línea eléctrica conductora, algo muy fácil de hacer cuando no circula corriente, pero extremadamentedifícil cuando el cable está bajo tensión. Cuando se corta un cable bajo corriente, ésta se ve obligada a circular a través de una sección progresivamente menor de hilo. Esta concentración de la corriente produce calor y una posible vaporización del hilo remanente. Pero, incluso cuando se ha cortado el cable por completo, puede seguir circulando corriente a través de un arco eléctrico que se forma enlos gases ionizados (plasma) entre los contactos abiertos.
La corriente sólo puede interrumpirse entonces mediante un interruptor capaz de extinguir este arco. Aunque la velocidad con que los interruptores han de desconectar fuertes contactos metálicos para conseguir su propósito ha llevado a encontrar varias soluciones ingeniosas, este artículo se centrará en los avances conseguidos en elimportante reto de controlar los arcos
eléctricos.
Los arcos eléctricos tienen una energía enorme: su temperatura puede superar los 50.000°C y se pueden dar presiones de hasta 100 MPa contenidas en un volumen de menos de un litro. A lo largo de los años, los interruptores han incorporado varios medios diferentes para disipar esta energía, como agua, aceite, gases inertes y aire comprimido. Elintenso calor del arco se puede dispersar mediante la aplicación de un gas a alta presión o mediante el flujo gaseoso causado por la vaporización del medio interno, que se produce como resultado de la formación del arco.
El cuerpo del interruptor también es decisivo para la eficacia del dispositivo. Se puede utilizar para dirigir el flujo de gases calientes y ya se han adoptado varios métodosdiferentes para mejorar la disipación térmica, entre ellos el uso de materiales semidestructibles.
I.INTERRUPTORES DE POTENCIA EN VACIO.
A. Tecnología del Corte en Vacio. Extinción del Arco.
Durante la separación galvánica de los contactos, la corriente que se haya de interrumpir produce una descarga de arco de vapor metálico. La corriente fluye a través de este plasma de vapor metálicohasta su siguiente paso por cero. Cerca del paso por cero,
el arco se extingue. El vapor metálico ya pierde su conductividad tras pocos microsegundos – la distancia entre contactos se recupera rápidamente. Para mantener la descarga del arco de vapor metálico se precisa una corriente mínima. Si la corriente cae por debajo de este valor mínimo, se interrumpirá antes del paso natural por cero. Para...
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