Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
El sistema de energía se ocupa de voltaje por encima de 36KV, se conoce como aparamenta de alto voltaje . Como el nivel de voltaje es alto, el arco producido durante la operación de conmutación también es muy alto. Por lo tanto, se debe tener especial cuidado durante el diseño de la aparamenta de alta tensión . El disyuntor de alto voltaje , es el componente principal de la aparamenta de alta tensión, por lo tanto , el disyuntor de alto voltaje ( CB) debe tener características especiales para un funcionamiento seguro y confiable. La operación de disparo y conmutación defectuosa del circuito de alto voltaje es muy rara. La mayoría de las veces, estos disyuntores permanecen en estado ENCENDIDO y pueden funcionar después de un largo período de tiempo. Por lo tanto, los interruptores automáticos deben ser lo suficientemente confiables para garantizar un funcionamiento seguro, como cuando sea necesario. La tecnología de los interruptores de circuito de alta tensión ha cambiado radicalmente en los últimos 15 años. Disyuntor mínimo de aceite ( MOCB ), interruptor de circuito chorro de aire y SF 6 interruptor de circuito se utilizan sobre todo para la conmutación de alta tensión.
El disyuntor de vacío rara vez se utiliza para este propósito, ya que hasta la fecha la tecnología de vacío no es adecuada para interrumpir la corriente de cortocircuito de muy alto voltaje. Hay dos tipos de disyuntor SF 6 , disyuntor SF 6 de presión simple y disyuntor SF 6 de dos presiones . El sistema de presión única es el estado de la técnica para el sistema de aparamenta de alta tensión , en la actualidad. Hoy en día, el gas SF 6 como medio de extinción de arco, se ha vuelto más popular para sistemas de energía eléctrica de alta y extra alta tensión . Aunque, gas SF 6contribuye al efecto invernadero. Tiene un impacto 23 veces mayor sobre el efecto invernadero que el del CO 2 . Por lo tanto, debe evitarse la fuga de gas SF 6 durante la vida útil del interruptor automático. Para minimizar la emisión de gas SF 6 , la mezcla de gas N 2 – SF 6 y CF 4 – SF 6 se puede utilizar en el futuro en el interruptor automático, como sustituto del SF 6 puro . Siempre hay que tener cuidado de que no salga gas SF 6 a la atmósfera durante el mantenimiento del CB. 
Por otro lado, el disyuntor SF 6 tiene la principal ventaja de que requiere poco mantenimiento.
Los equipos de conmutación de alto voltaje se clasifican como,
- Tipo interior con aislamiento de gas ( GIS ),
- Tipo para exteriores con aislamiento de aire.
Nuevamente, los interruptores automáticos aislados en aire de tipo exterior se clasifican como,
- Disyuntor tipo tanque muerto
- Disyuntor de tipo tanque vivo
En tanque muerto tipo CB , el dispositivo de conmutación (conjunto de interruptores) se ubica, con soportes aislantes adecuados, dentro de un recipiente o recipientes metálicos de potencial de tierra, llenos de medio aislante. En el disyuntor de tanque vivo , el dispositivo de conmutación (conjunto de interruptores) está ubicado en bujes aislados, en el potencial del sistema. Los disyuntores de tanque vivo son más baratos y requieren menos espacio de montaje.
Hay principalmente tres tipos de interruptor de circuito , como hemos dicho anteriormente, se utiliza en el sistema de conmutación de alta tensión es decir, interruptor de circuito de chorro de aire , SF 6 disyuntor , disyuntor de circuito de aceite y del interruptor de circuito en vacío se usa raramente.
Indice de contenidos
Disyuntor de explosión de aire
En este diseño, se utiliza una ráfaga de aire comprimido a alta presión para apagar el arco entre dos contactos que se separan, cuando la ionización de la columna de arco es como mínimo en las corrientes cero.
Disyuntor de aceite
Además, se clasifica como disyuntor de aceite a granel (BOCB) y disyuntor de aceite mínimo (MOCB). En BOCB, la unidad de interrupción se coloca dentro de un tanque de aceite de potencial de tierra. En este caso, el aceite se utiliza como medio aislante y de interrupción. En MOCB, por otro lado, el requisito de aceite aislante se puede minimizar colocando las unidades de interrupción en una cámara aislante al potencial vivo en una columna aislante.
Disyuntor SF 6
El gas SF 6 se usa ampliamente como medio de extinción de arco en aplicaciones de alta tensión en la actualidad. El gas hexafluoruro de azufre es un gas altamente electronegativo que tiene excelentes propiedades dieléctricas y de extinción del arco. Las altas propiedades dieléctricas y aislantes del SF 6 hacen posible diseñar un disyuntor de alto voltaje con una dimensión general más pequeña, una brecha de contacto más corta. La excelente propiedad de aislamiento ayuda a diseñar y construir equipos de conmutación de tipo interior en sistemas de alto voltaje.
Disyuntor de vacío
En el vacío, no hay más ionización entre dos contactos portadores de corriente separados, después de la corriente cero. El arco inicial es causado porque morirá tan pronto como el próximo cruce por cero, pero como no hay provisión de ionización adicional una vez que la corriente cruza su primer cero, el enfriamiento del arco se completa. Aunque el método de extinción de arco es muy rápido en VCB , pero hasta que no es una solución adecuada para equipos de conmutación de alto voltaje, ya que el VCB hecho para niveles de voltaje muy alto no es económico en absoluto.
Características esenciales del disyuntor de alto voltaje
Las características esenciales que deben proporcionarse en los interruptores automáticos de alto voltaje, para garantizar un funcionamiento seguro y confiable, los interruptores utilizados en los interruptores automáticos de alto voltaje deben ser capaces de funcionar de manera segura para,
- Fallos terminales.
- Fallos de línea corta.
- Transformador o reactores magnetizantes de corriente.
- Energizando larga línea de transmisión .
- Banco de condensadores de carga .
- Conmutación de secuencia fuera de fase.
Fallo terminal
Generalmente, la carga conectada al sistema de potencia es de naturaleza inductiva. Debido a esta inductancia , cuando la corriente de cortocircuito es interrumpida por un disyuntor, existe la posibilidad de que se produzca un alto voltaje de reinicio de la oscilación de alta frecuencia en el orden de unos pocos cientos de Hz. Este voltaje tiene dos partes
- Tensión de recuperación transitoria con oscilación de alta frecuencia inmediatamente después de la extinción del arco.
- Después de extinguir esta oscilación de alta frecuencia, aparece el voltaje de recuperación de frecuencia industrial a través de los contactos del CB.
Voltaje de recuperación transitorio
Justo después de la extinción del arco, aparece un voltaje de recuperación transitorio a través de los contactos CB, con alta frecuencia. Este voltaje de recuperación transitorio finalmente se acerca al voltaje de circuito abierto. Este voltaje de recuperación se puede representar como 
La frecuencia de oscilación se rige por los parámetros del circuito L y C. La resistencia presente en el circuito de potencia amortigua este voltaje transitorio. El voltaje de recuperación transitorio no tiene una sola frecuencia, es una combinación de muchas frecuencias diferentes debido a la complejidad de la red eléctrica.
Voltaje de recuperación de frecuencia de energía
Esto no es más que voltaje de circuito abierto que aparece a través de los contactos CB, justo después de que el voltaje de recuperación transitorio se amortigua. En un sistema trifásico, el voltaje de recuperación de la frecuencia de potencia difiere en diferentes fases. Es más alto en la primera fase. Si el neutro de la red no está conectado a tierra, el voltaje en el primer polo que se borrará es 1.5U, donde U es el voltaje de fase. En un sistema neutro conectado a tierra, será de 1,3U. Mediante el uso de una resistencia de amortiguación , se puede limitar la magnitud y la tasa de aumento del voltaje de recuperación transitorio. La recuperación dieléctrica del medio de extinción de arco y la tasa de aumento de la tensión de recuperación transitoria tienen una gran influencia en el rendimiento del interruptor automático utilizado en el sistema de aparamenta de alta tensión . En undisyuntor de chorro de aire , una vez que el aire ionizado se desioniza muy lentamente, el aire tarda mucho en recuperar la rigidez dieléctrica. Por eso es preferible que sea muy lento, por lo que el aire tarda mucho en recuperar la rigidez dieléctrica. Por eso es preferible utilizar una resistencia de interruptor de bajo valor para reducir la velocidad de aumento del voltaje de recuperación. Por otro lado, ABCB es menos sensible al voltaje de recuperación inicial debido al alto voltaje del arco en el disyuntor SF 6 , el medio de interrupción (SF 6 ) tiene una tasa de recuperación de la rigidez dieléctrica más rápida que el aire. Un voltaje de arco más bajo hace que SF 6 CB sea más sensible al voltaje de recuperación inicial.
En disyuntor de aceite, durante el arco, el gas hidrógeno presurizado (producido durante la recombinación del aceite debido a la temperatura del arco) proporciona una recuperación rápida de la rigidez dieléctrica inmediatamente después de la corriente cero. Por lo tanto, OCB es más sensible a la tasa de aumento del voltaje de recuperación. También es más sensible al voltaje de recuperación transitorio inicial.
Fallo de línea corta
La falla de línea corta en la red de transmisión se define como las fallas de cortocircuito ocurridas, dentro de los 5 km de la longitud de la línea. Se imprime doble frecuencia en el disyuntor y la diferencia de voltaje de recuperación transitorio del lado de la fuente y del lado de la línea, ambos voltajes comienzan a partir de valores instantáneos en la oposición de los disyuntores antes de la interrupción. En el lado de la fuente, la tensión oscilará a la frecuencia de la fuente y, en última instancia, se acercará a la tensión de circuito abierto. En el lado de la línea, después de la interrupción, las cargas atrapadas son ondas viajeras iniciales a través de la línea de transmisión , dado que no hay voltaje de conducción en el lado de conducción, el voltaje finalmente se vuelve cero debido a las pérdidas de la línea.
