Os disjuntores MT e AT são equipamentos utilizados para estabelecer e interromper correntes em condições de carga e curto-circuito. Por estar exposto a fenômenos de diversas origens esse equipamento estará sujeito a diferentes estresses de natureza elétrica, mecânica e térmica. Conhecer o processo de interrupção desse equipamento é de fundamental importância para os profissionais de operação, manutenção e comissionamento de subestações.
Arco Elétrico
O arco elétrico é originado quando se separa dois condutores em regime de carga ou curto-circuito originando a condução de corrente em meio não condutor através do que chamamos de plasma. Isso ocorre devido uma forte ionização do meio que provoca um aumento do brilho e da temperatura.
A extinção do arco formado está relacionada com alguns fatores relacionado ao meio que ele está inserido. Dessa forma para que o plasma seja extinto deve haver uma desionização do meio e consequente resfriamento do arco.
Meios de Interrupção
Os disjuntores de média e alta tensão podem ter diferentes meios de interrupção e a característica de extinção do arco em cada uma delas irá variar conforme veremos a seguir.
Óleo
Quando houver a abertura dos contatos irá se formar um arco elétrico entre eles e esse passará pelo óleo isolante. Devido a alta temperatura do arco, haverá reações químicas no óleo sendo liberados alguns gases que irão subir para a superfície do óleo realizando o alongamento do arco. Um dos principais gases liberados nessa reação é o Hidrogênio, que por possuir alta condutividade térmica também irá ajudar no resfriamento do arco, acelerando o processo de interrupção da corrente pelo plasma. Para correntes de alta magnitude acima da capacidade nominal de interrupção do disjuntor, caso o alongamento do arco e resfriamento não seja suficiente pode haver a explosão do equipamento.
SF6
Quando houver a abertura dos contatos irá se formar um arco elétrico entre eles e esse passará pelo gás SF6 presente no meio. O gás SF6 ele é um gás eletronegativo o que faz com que tenha facilidade de capturar elétrons livres presentes no plasma, desionizando o meio e reduzindo a condutibilidade do arco à medida que a corrente aproxima-se do primeiro zero. Após esse processo o SF6 consegue voltar suas características dielétricas rapidamente voltando a sua condição inicial para uma nova interrupção se necessário.
Vácuo
Quando houver a abertura dos contatos irá se formar um arco elétrico entre eles e esse passará pelo vácuo presente na ampola. Após o surgimento do arco elétrico haverá uma formação de vapor metálico que vai servir como meio de propagação do plasma até que haja suportabilidade dielétrica suficiente para cessar a passagem de corrente. Logo após esse processo as partículas geradas irão se depositar na superfície dos contatos do disjuntor.
Processo de Interrupção
O processo de interrupção ocorre no interior da câmara de extinção que é um ambiente controlado onde há a presença de um dos meios isolantes citados anteriormente. Para que aconteça a manobra, deverá haver a movimentação de pelo menos um par de contatos durante a abertura mecânica e interrupção da corrente elétrica no sistema. Dentre desse contexto existem alguns tempos nos quais são abordados abaixo:
– Tempo de abertura: Período compreendido entre o comando de abertura até a separação galvânica dos contatos do disjuntor.
– Tempo de arco: Período compreendido entre a separação galvânica dos contatos até a extinção do arco.
– Tempo de interrupção: Período compreendido entre o comando de abertura até a extinção do arco, ou seja, a soma dos dois tempos anteriores.
Após a interrupção da corrente elétrica na câmara de extinção surge entre os contatos do disjuntor o que chamamos de Tensão de Reestabelecimento Transitória(TRT). O valor dessa tensão vai depender de alguns fatores como os parâmetros R,L e C nas adjacências do disjuntor visto que está tensão está associada a troca de energia entre indutâncias e capacitâncias. Se a TRT for maior que a suportabilidade dielétrica do meio isolante haverá a reignição do arco elétrico, havendo sua interrupção somente no próximo zero da corrente. Esse parâmetro é fundamental de ser calculado para dimensionamento do disjuntor e pode ser simulado em softwares de transitórios eletromagnéticos.
Disjuntor da Linha Sion Siemens
Os disjuntores a vácuo SION controlam todas as tarefas de comutação padrão em sistemas de distribuição de média tensão e são adequados para instalação em todos os painéis de média tensão isolados a ar. Esses disjuntores a vácuo compactos são fáceis de instalar e se destacam por sua longa vida útil.
Os disjuntores da linha SION podem ser utilizados em aplicações de 12kV até 24kV, sendo um dos disjuntores de média tensão mais aplicados em cabines de entrada e subestações de grandes indústrias.
Os acessórios de instalação opcionais permitem uma fácil integração em módulos compactos. Dimensões compactas e terminais bem protegidos permitem uma instalação simples em subestações de média tensão. Além disso vale destacar a alta confiabilidade em sua operação para até 10000 manobras.
Por: Mesh Engenharia
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