Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
La función principal de un disyuntor eléctrico es proporcionar la apertura y el cierre de los contactos portadores de corriente . Aunque parece muy sencillo. Pero debemos recordar que un disyuntor permanece en su posición cerrada durante el período máximo de su vida útil. Muy ocasionalmente se requiere operar un disyuntor para abrir y cerrar sus contactos.
Por lo tanto, el funcionamiento del interruptor automático debe ser muy confiable sin demoras ni lentitud. Para lograr esta confiabilidad, el mecanismo de operación del disyuntor se vuelve más complejo de lo que se pensó en un principio.
La distancia de apertura y cierre de la carrera entre los contactos y la velocidad de los contactos en movimiento durante la operación son los parámetros más importantes a considerar durante el diseño del interruptor automático .
El espacio de contacto, la distancia de desplazamiento de los contactos en movimiento y su velocidad están determinados por los tipos de medio de extinción de arco, la corriente y la tensión nominal de un interruptor de circuito.
En el gráfico siguiente se muestra una curva característica de funcionamiento típica de un interruptor automático .
Aquí, en el gráfico, el eje X representa el tiempo en milisegundos y el eje Y representa la distancia en milímetro.
En un momento, la corriente T 0 comienza a fluir a través de la bobina de cierre. Después del tiempo T 1, el contacto móvil comienza a viajar hacia el contacto fijo. En el momento T 2, el contacto móvil toca el contacto fijo. En el momento T 3, el contacto móvil llega a su posición cerrada. T 3 – T 2 es el período de sobrecarga de estos dos contactos (contacto fijo y móvil). Después del tiempo T 3, el contacto móvil rebota un poco y luego vuelve a su posición cerrada fija, después del tiempo T 4 .
Ahora llegamos a la operación de disparo. En el momento T 5, la corriente comienza a fluir a través de la bobina de disparo del disyuntor . En el momento T 6, el contacto móvil comienza a viajar hacia atrás para abrir los contactos. Después del tiempo T 7 , el contacto móvil finalmente separa el contacto fijo. El tiempo (T 7 – T 6 ) ha terminado el período de lapeado.
Ahora, en el momento T 8, el contacto en movimiento vuelve a su posición abierta final, pero aquí no estará en posición de reposo ya que habrá alguna oscilación mecánica del contacto en movimiento antes de llegar a su posición de reposo final. En el momento T 9, el contacto móvil finalmente llega a su posición de reposo. Esto es válido tanto para los interruptores automáticos estándar como para los de control remoto .
Requisito de operación de apertura del disyuntor
Se desea que el disyuntor esté en la posición abierta lo más rápido posible. Se debe a la limitación de la erosión de los contactos y a interrumpir la corriente defectuosa lo más rápidamente posible. Pero la distancia de recorrido total del contacto móvil no está determinada solo por la necesidad de la interrupción de la corriente defectuosa, sino más bien por el espacio de los contactos necesario para resistir las tensiones dieléctricas normales y el voltaje de impulso de rayo aparece a través de los contactos cuando el CB está en la posición abierta.
La necesidad de transportar la corriente continua y de resistir un período de arco en el interruptor de circuito , hace que sea necesario utilizar dos juegos de contactos en paralelo, uno el contacto primario que siempre está hecho de materiales de alta conductividad como el cobre y el otro es un contacto de arco. , hecho de materiales resistentes al arco como tungsteno o molibdeno, que tiene una conductividad mucho más baja que los contactos primarios.
Durante la operación de apertura del disyuntor , los contactos primarios se abren antes que los contactos de arco. Sin embargo, debido a la diferencia en la resistencia eléctrica y el inductor de las trayectorias eléctricas de los contactos primario y de arco, se requiere un tiempo finito para lograr la conmutación de corriente total, es decir, de los contactos primarios o principales a la rama de contacto de arco.
Entonces, cuando el contacto en movimiento comienza a viajar desde la posición cerrada a la posición abierta, la brecha del contacto aumenta gradualmente y después de algún tiempo alcanza una posición de contacto crítica que indica la brecha de conducción mínima requerida para evitar el re-arco después del siguiente cero actual.
La parte restante del recorrido se requiere solo para mantener suficiente rigidez dieléctrica entre el espacio de los contactos y para fines de desaceleración.
Requisito de operación de cierre del disyuntor
Durante la operación de cierre del disyuntor, se requiere lo siguiente:
- El contacto móvil debe viajar hacia el contacto fijo a una velocidad suficiente para evitar el fenómeno de prearco. A medida que se reduce el espacio entre los contactos, es posible que se produzca un arco antes de que los contactos se cierren finalmente.
- Durante el cierre de los contactos, se reemplaza el medio entre los contactos, por lo que se suministrará suficiente energía mecánica durante esta operación del disyuntor para comprimir el medio dieléctrico en la cámara de arco.
- Después de golpear el contacto fijo, el contacto en movimiento puede rebotar debido a la fuerza repulsiva que no es en absoluto deseable. Por lo tanto, se debe suministrar suficiente energía mecánica para vencer la fuerza de repulsión debida a la operación de cierre en caso de falla.
- En el mecanismo de resorte-resorte, generalmente el resorte de apertura o disparo se carga durante la operación de cierre. Por lo tanto, también se debe suministrar suficiente energía mecánica para cargar el resorte de apertura.
