I. Quais são os três, respectivamente?
Chave seccionadora de carga
Dispositivo de controle equipado com um mecanismo simples de extinção de arco, capaz de abrir ou interromper circuitos sob carga. Ele pode comutar correntes de carga e certos níveis de corrente de sobrecarga, mas não pode interromper correntes de curto-circuito. Portanto, deve ser utilizado em série com um fusível de alta tensão, que serve para eliminar correntes de curto-circuito.
Funções de uma chave seccionadora:
1. Capacidade de fazer e interromper: Devido à sua capacidade de extinção de arco, ele pode estabelecer ou interromper correntes de carga, bem como correntes de sobrecarga até um determinado múltiplo (normalmente 3–4 vezes a corrente nominal). Também pode ser utilizado para chavear transformadores sem carga (com capacidades superiores aos limites dos seccionadores padrão) e linhas mais longas sem carga; em alguns casos, também é usado para comutar bancos de capacitores de grande capacidade.
2. Substituição: Uma chave seccionadora combinada em série com um fusível limitador de corrente pode servir como alternativa a um disjuntor. Nesta configuração, a chave seccionadora lida com a criação e interrupção de correntes de sobrecarga (até um múltiplo específico), enquanto o fusível limitador de corrente lida com correntes de sobrecarga maiores e correntes de curto-circuito.
3. Unidades Integradas: Uma chave seccionadora combinada com um fusível limitador de corrente é definida nas normas nacionais como uma "unidade combinada de seccionadora sob carga-fusível". O fusível pode ser instalado no lado da alimentação ou no lado da carga da chave. Quando a substituição frequente do fusível não é necessária, a configuração anterior (fusível no lado da alimentação) é preferida; isso permite que a chave seccionadora também funcione como seccionadora, isolando o fusível limitador de corrente da tensão de alimentação.
Chave de desconexão (isolador)
Um dispositivo de controle sem mecanismo de extinção de arco, a função principal de uma chave seccionadora é isolar uma fonte de energia, garantindo assim a manutenção segura de outros equipamentos elétricos. Consequentemente, não deve ser operado sob carga. Contudo, sob condições específicas, pode ser utilizado para conectar ou desconectar circuitos de baixa potência. É o tipo de dispositivo mais amplamente e frequentemente utilizado entre os equipamentos de manobra de alta tensão.
Funções de uma chave seccionadora:
1. Ao abrir (desligar), estabelece um vão isolante confiável, criando uma ruptura visível entre o equipamento ou linha em manutenção e a fonte de alimentação, garantindo a segurança tanto do pessoal de manutenção quanto do próprio equipamento.
2. Facilita a comutação ou reconfiguração de circuitos com base nos requisitos operacionais.
3. Pode ser usado para estabelecer ou interromper pequenas correntes dentro de um circuito, como correntes de carga de buchas, barramentos, conectores ou cabos curtos; correntes capacitivas de capacitores equalizadores de tensão em disjuntores; correntes circulantes durante a comutação de sistemas de barramentos duplos; e as correntes de excitação dos transformadores de potencial.
4. Dependendo de seu projeto estrutural específico, também pode ser usado para estabelecer ou interromper a corrente de excitação sem carga de transformadores dentro de uma determinada faixa de capacidade.
Com base no ambiente de instalação, as chaves seccionadoras de alta tensão são classificadas em tipos externos e internos.
As chaves seccionadoras externas de alta tensão são projetadas para resistir a fatores ambientais, como vento, chuva, neve, poluição, condensação, gelo e geadas intensas, tornando-as adequadas para instalação em ambientes ao ar livre.
Com base na estrutura de seus suportes isolantes, eles são categorizados como chaves seccionadoras de coluna única, coluna dupla ou três colunas. Os interruptores de coluna única, em particular, utilizam o espaço vertical abaixo dos barramentos superiores para fornecer isolamento elétrico no ponto de interrupção. Isto oferece vantagens distintas: economiza espaço, reduz a quantidade de condutores de conexão necessários e fornece uma indicação visual muito clara se a chave está aberta ou fechada. Na transmissão de energia de ultra-alta tensão (UHV), o uso de seccionadoras de coluna única em subestações resulta em economia de espaço ainda mais significativa.
Em aplicações de baixa tensão, as chaves seccionadoras são usadas principalmente em sistemas terminais de distribuição de energia para residências e outros edifícios.
Disjuntor a vácuo
Nomeados para o uso de alto vácuo como meio de extinção de arco e meio isolante entre os contatos após a extinção do arco, os disjuntores a vácuo são compactos, leves, adequados para operação frequente e não requerem manutenção para os componentes de extinção de arco. Eles são amplamente utilizados em redes de distribuição de energia.
Os disjuntores a vácuo são projetados para distribuição de energia interna em sistemas CA trifásicos de 3–10 kV, 50 Hz. Eles servem para proteger e controlar equipamentos elétricos em empresas industriais e de mineração, usinas de energia e subestações. Eles são particularmente adequados para aplicações que exigem um ambiente isento de óleo, manutenção mínima e trocas frequentes. Esses disjuntores podem ser instalados em várias configurações - como em painéis extraíveis (revestidos de metal), painéis de dois níveis ou painéis fixos - para controlar e proteger equipamentos elétricos de alta tensão.
Princípio de funcionamento de um disjuntor a vácuo
Quando os contatos móveis e fixos são separados pelo mecanismo de operação, um arco elétrico é gerado entre eles. A alta temperatura faz com que o vapor metálico seja liberado das superfícies de contato. Devido ao design especializado dos contatos, é gerado um campo magnético quando a corrente flui através deles; este campo força o arco a se mover rapidamente ao longo da direção tangencial das superfícies de contato. Uma parte do vapor metálico condensa em um cilindro metálico (tampa de proteção) e, à medida que a corrente passa naturalmente pelo zero, o arco é extinto. A rigidez dielétrica entre os contatos é então rapidamente restaurada.
Funções de um disjuntor a vácuo
O disjuntor fornece proteção contra sobrecargas, curtos-circuitos e condições de subtensão, protegendo efetivamente tanto as linhas elétricas quanto as fontes de energia.
Ⅱ.Principais diferenças entre chave seccionadora externa, seccionadora e disjuntor a vácuo externo
| Item | Chave seccionadora externa (LBS) | Seccionador/Isolador | Disjuntor a vácuo externo (VCB) |
|---|---|---|---|
| Função primária | Alternando a corrente de carga normal e a corrente de sobrecarga especificada | Fornecendo uma lacuna de isolamento visível e confiável para manutenção | Controlar a corrente de carga e eliminar falhas de curto-circuito |
| Capacidade de extinção de arco | Sim; capaz de interromper a corrente de carga | Essencialmente nenhum; não é adequado para operação em carga | Sim; extinção de arco a vácuo |
| Quebrando a corrente de carga normal | Sim | Não | Sim |
| Interrompendo a corrente de falha de curto-circuito | Geralmente não | Não | Sim |
| Fazendo corrente de curto-circuito | Certa capacidade de curto-circuito | Pode suportar corrente de curto-circuito, mas não se destina a gerar corrente de falha | Sim |
| Função de isolamento | Pode ter uma lacuna de isolamento, mas não é equivalente a um seccionador | Sim; lacuna de isolamento visível | Geralmente Não; requer um seccionador ou isolamento extraível |
| Coordenação de proteção | Frequentemente usado com fusíveis | Não oferece proteção | Coordenado com proteção de relé |
| Aplicações típicas | Unidades principais em anel, subestações compactas, circuitos ramificados, combinações de proteção de transformadores | Operações de isolamento e comutação de manutenção | Alimentadores, transformadores, motores e outros circuitos protegidos |
Breve resumo:
Seccionador/Isolador- para isolamento seguro; não pode ser operado com carga.
Chave seccionadora- para comutação normal de carga; geralmente não consegue eliminar falhas de curto-circuito.
Disjuntor a vácuo- tanto para comutação de carga como para eliminação de falhas de curto-circuito; usado com relés de proteção.
Ⅲ.Combinações Comuns
Chave seccionadora + fusível
Normalmente usado para proteção de transformadores de distribuição. A chave seccionadora realiza operações normais de comutação, enquanto o fusível fornece proteção contra curtos-circuitos e sobrecargas. As vantagens incluem estrutura simples e menor custo; as desvantagens incluem a necessidade de verificar a coordenação da proteção e a necessidade de substituir o fusível após ele ter queimado.
Disjuntor a vácuo + seccionador (chave seccionadora)
O disjuntor lida com a interrupção das correntes de carga e correntes de falta, enquanto o seccionador fornece isolamento para fins de manutenção. Esta configuração é comumente usada em aplicações que requerem disparo acionado por proteção e uma lacuna de isolamento visível.
Chave seccionadora em uma unidade principal de anel (RMU)
Usado em distribuição de energia principal em anel, conexões de ramificação e subestações de pacote. O foco está nas operações normais de comutação e no estabelecimento de uma posição de isolamento; a proteção contra curto-circuito é normalmente fornecida por um fusível ou um dispositivo de proteção a montante.
Disjuntor a vácuo extraível (tipo caminhão)
Uma posição de isolamento é criada retirando o carro do disjuntor. Estritamente falando, porém, a posição de isolamento de uma unidade extraível não é idêntica à de um seccionador independente; se ele atende aos requisitos específicos de isolamento deve ser determinado com base no design do produto e nas normas ou regulamentos técnicos relevantes.
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