Disjuntor - Circuit breaker

Disjuntor
Símbolo eletrônico
BreakerSymbols.svg
Um disjuntor de ar para quadro de distribuição de energia de baixa tensão (menos de 1.000 volts)
Um disjuntor em miniatura de dois pólos
Quatro disjuntores miniatura de um pólo

Um disjuntor é um interruptor elétrico operado automaticamente projetado para proteger um circuito elétrico de danos causados ​​por excesso de corrente de uma sobrecarga ou curto-circuito . Sua função básica é interromper o fluxo de corrente após a detecção de uma falha. Ao contrário de um fusível , que opera uma vez e deve ser substituído, um disjuntor pode ser reiniciado (manual ou automaticamente) para retomar a operação normal.

Os disjuntores são feitos em tamanhos variados, desde pequenos dispositivos que protegem circuitos de baixa corrente ou eletrodomésticos individuais, até grandes painéis projetados para proteger circuitos de alta tensão que alimentam uma cidade inteira. A função genérica de um disjuntor, ou fusível , como um meio automático de remover a energia de um sistema defeituoso é freqüentemente abreviada como OCPD (Dispositivo de Proteção contra Sobrecorrente).

Origens

Uma forma inicial de disjuntor foi descrita por Thomas Edison em um pedido de patente de 1879, embora seu sistema comercial de distribuição de energia usasse fusíveis . Seu objetivo era proteger a fiação do circuito de iluminação de curtos-circuitos e sobrecargas acidentais. Um disjuntor em miniatura moderno semelhante aos agora em uso foi patenteado por Brown, Boveri & Cie em 1924. Hugo Stotz, um engenheiro que vendeu sua empresa para a BBC , foi creditado como o inventor do DRP ( Deutsches Reichspatent ) 458392. Stotz's A invenção foi a precursora do moderno disjuntor magnético-térmico comumente usado em centros de carga domésticos até hoje.

A interconexão de fontes múltiplas de gerador em uma rede elétrica exigiu o desenvolvimento de disjuntores com classificações de tensão crescentes e maior capacidade de interromper com segurança o aumento das correntes de curto-circuito produzidas pelas redes. Interruptores manuais simples de interrupção de ar produziram arcos perigosos ao interromper altas tensões; estes deram lugar a contatos fechados a óleo e várias formas usando o fluxo direcionado de ar pressurizado, ou de óleo pressurizado, para resfriar e interromper o arco. Em 1935, os disjuntores especialmente construídos usados ​​no projeto da Barragem de Boulder usam oito interrupções em série e fluxo de óleo pressurizado para interromper falhas de até 2.500 MVA, em três ciclos da frequência de energia CA.

Operação

Todos os sistemas de disjuntores têm características comuns em sua operação, mas os detalhes variam substancialmente dependendo da classe de tensão, corrente nominal e tipo do disjuntor.

O disjuntor deve primeiro detectar uma condição de falha. Em pequenos disjuntores de rede e de baixa tensão , isso geralmente é feito dentro do próprio dispositivo. Normalmente, o aquecimento ou os efeitos magnéticos da corrente elétrica são empregados. Os disjuntores para grandes correntes ou altas tensões são geralmente dispostos com dispositivos piloto de relé de proteção para detectar uma condição de falha e operar o mecanismo de abertura. Eles normalmente requerem uma fonte de alimentação separada, como uma bateria , embora alguns disjuntores de alta tensão sejam independentes com transformadores de corrente , relés de proteção e uma fonte de alimentação de controle interno.

Uma vez que uma falha é detectada, os contatos do disjuntor devem abrir para interromper o circuito; isso é normalmente feito usando energia armazenada mecanicamente contida no disjuntor, como uma mola ou ar comprimido para separar os contatos. Os disjuntores também podem usar a corrente mais alta causada pela falha para separar os contatos, como a expansão térmica ou um campo magnético. Disjuntores pequenos geralmente têm uma alavanca de controle manual para desligar a carga ou reiniciar um disjuntor desarmado, enquanto unidades maiores usam solenóides para desarmar o mecanismo e motores elétricos para restaurar a energia para as molas.

Os contatos do disjuntor devem conduzir a corrente de carga sem aquecimento excessivo, e também devem suportar o calor do arco produzido ao interromper (abrir) o circuito. Os contatos são feitos de cobre ou ligas de cobre, ligas de prata e outros materiais altamente condutores. A vida útil dos contatos é limitada pela erosão do material de contato devido ao arco voltaico durante a interrupção da corrente. Os disjuntores em miniatura e em caixa moldada geralmente são descartados quando os contatos estão gastos, mas os disjuntores de energia e de alta tensão têm contatos substituíveis.

Quando uma alta corrente ou tensão é interrompida, um arco é gerado. O comprimento do arco é geralmente proporcional à tensão, enquanto a intensidade (ou calor) é proporcional à corrente. Este arco deve ser contido, resfriado e extinto de forma controlada, para que a distância entre os contatos possa novamente suportar a tensão no circuito. Diferentes disjuntores usam vácuo , ar, gás isolante ou óleo como o meio em que o arco se forma. Diferentes técnicas são usadas para extinguir o arco, incluindo:

  • Alongamento ou desvio do arco
  • Resfriamento intensivo (em câmaras de jato)
  • Divisão em arcos parciais
  • Supressão do ponto zero (contatos abertos no cruzamento do tempo da corrente zero da forma de onda AC , efetivamente interrompendo a corrente sem carga no momento da abertura. O cruzamento do zero ocorre duas vezes a frequência da linha; ou seja, 100 vezes por segundo para 50 Hz e 120 vezes por segundo para 60 Hz AC.)
  • Conectando capacitores em paralelo com contatos em circuitos DC .

Finalmente, uma vez que a condição de falha tenha sido eliminada, os contatos devem ser fechados novamente para restaurar a energia para o circuito interrompido.

Interrupção do arco

Os disjuntores miniatura de baixa tensão (MCB) usam apenas o ar para extinguir o arco. Esses disjuntores contêm os chamados chutes de arco, uma pilha de placas de metal paralelas mutuamente isoladas que dividem e resfriam o arco. Ao dividir o arco em arcos menores, o arco é resfriado enquanto a tensão do arco é aumentada e serve como uma impedância adicional que limita a corrente através do disjuntor. As partes transportadoras de corrente perto dos contatos fornecem fácil deflexão do arco para os chutes de arco por uma força magnética de um caminho de corrente, embora as bobinas de blowout magnéticas ou ímãs permanentes também possam desviar o arco para o chute de arco (usado em disjuntores para maiores avaliações). O número de placas no chute de arco depende da classificação de curto-circuito e da tensão nominal do disjuntor.

Em classificações maiores, os disjuntores de óleo contam com a vaporização de parte do óleo para lançar um jato de óleo através do arco.

Os disjuntores de gás (geralmente hexafluoreto de enxofre ) às vezes estendem o arco usando um campo magnético e, em seguida, contam com a resistência dielétrica do hexafluoreto de enxofre (SF 6 ) para extinguir o arco esticado.

Os disjuntores a vácuo têm arco mínimo (já que não há nada para ionizar além do material de contato). O arco é resfriado quando é esticado em uma quantidade muito pequena (menos de 2–3 mm (0,08–0,1 pol.)). Os disjuntores a vácuo são freqüentemente usados ​​em engrenagens modernas de média tensão para 38.000 volts.

Os disjuntores a ar podem usar ar comprimido para soprar o arco ou, alternativamente, os contatos são rapidamente colocados em uma pequena câmara selada, o escapamento do ar deslocado soprando para fora do arco.

Os disjuntores geralmente são capazes de encerrar toda a corrente muito rapidamente: normalmente, o arco é extinto entre 30 ms e 150 ms após o mecanismo ter sido disparado, dependendo da idade e construção do dispositivo. O valor máximo da corrente e a energia de passagem determinam a qualidade dos disjuntores.

Curto circuito

Os disjuntores são avaliados pela corrente normal que se espera que carreguem e pela corrente máxima de curto-circuito que podem interromper com segurança. Este último valor é a capacidade de interrupção de amperagem ( AIC ) do disjuntor.

Em condições de curto-circuito, a corrente de curto-circuito prospectiva máxima calculada ou medida pode ser muitas vezes a corrente nominal normal do circuito. Quando os contatos elétricos se abrem para interromper uma grande corrente, há uma tendência para a formação de um arco entre os contatos abertos, o que permitiria que a corrente continuasse. Esta condição pode criar gases ionizados condutores e metal fundido ou vaporizado, o que pode causar a continuação do arco ou a criação de curtos-circuitos adicionais, resultando potencialmente na explosão do disjuntor e do equipamento em que está instalado. Portanto, Os disjuntores devem incorporar vários recursos para dividir e extinguir o arco.

A corrente máxima de curto-circuito que um disjuntor pode interromper é determinada por teste. A aplicação de um disjuntor em um circuito com uma corrente de curto-circuito potencial superior à classificação da capacidade de interrupção do disjuntor pode resultar na falha do disjuntor para interromper com segurança uma falha. Na pior das hipóteses, o disjuntor pode interromper a falha com sucesso, apenas para explodir quando reinicializado.

Os disjuntores de painel doméstico típicos são classificados para interromper kA (6000 A ) corrente de curto-circuito.

Disjuntores em miniatura usados ​​para proteger circuitos de controle ou pequenos aparelhos podem não ter capacidade de interrupção suficiente para usar em uma placa de painel; esses disjuntores são chamados de "protetores de circuito suplementar" para distingui-los dos disjuntores do tipo de distribuição.

Avaliações atuais padrão

Tempo até trip versus corrente como múltiplo da corrente nominal

Os disjuntores são fabricados em tamanhos padrão, usando um sistema de números preferenciais para cobrir uma variedade de classificações. Os disjuntores em miniatura têm uma configuração de desarme fixa; mudar o valor da corrente operacional requer a mudança de todo o disjuntor. Disjuntores maiores podem ter configurações de disparo ajustáveis, permitindo a aplicação de elementos padronizados, mas com uma configuração destinada a melhorar a proteção. Por exemplo, um disjuntor com um "tamanho de estrutura" de 400 amperes pode ter sua detecção de sobrecorrente configurada para operar em apenas 300 amperes, para proteger um cabo alimentador.

Para disjuntores de distribuição de baixa tensão, Normas Internacionais , IEC 60898-1 define a corrente nominal como a corrente máxima que o disjuntor é projetado para transportar continuamente. Os valores preferidos comumente disponíveis para a corrente nominal são 1  A, 2  A, 4  A, 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A e 125 A. O disjuntor é rotulado com a corrente nominal em amperes prefixada por uma letra, que indica a corrente de trip instantânea que faz com que o disjuntor desarme sem retardo de tempo intencional expresso em múltiplos da corrente nominal:

Modelo Corrente de disparo instantâneo
B 3-5 vezes a corrente nominal I n Por exemplo, um dispositivo de 10 A desarmará em 30–50 A
C 5 a 10 vezes I n
D 10-20 vezes I n
K 8 a 12 vezes I n

Para a proteção de cargas que causam picos de corrente de curta duração (aproximadamente 400 ms a 2 s) em operação normal.

Z 2 a 3 vezes I n por períodos da ordem de dezenas de segundos.

Para a proteção de cargas como dispositivos semicondutores ou circuitos de medição usando transformadores de corrente.

Os disjuntores também são avaliados pela corrente de falha máxima que eles podem interromper; isso permite o uso de dispositivos mais econômicos em sistemas improváveis ​​de desenvolver a alta corrente de curto-circuito encontrada, por exemplo, em um grande sistema de distribuição de prédio comercial.

Nos Estados Unidos, o Underwriters Laboratories (UL) certifica as classificações de equipamentos, chamadas de classificações de série (ou "classificações de equipamento integrado") para disjuntores usados ​​em edifícios. Os disjuntores de energia e os disjuntores de média e alta tensão usados ​​para sistemas de energia elétrica ou industrial são projetados e testados de acordo com os padrões ANSI ou IEEE da série C37. Por exemplo, o padrão C37.16 lista as classificações de corrente de tamanho de carcaça preferidas para disjuntores de energia na faixa de 600 a 5000 amperes. As configurações de corrente de trip dn características de tempo de corrente desses disjuntores são geralmente ajustáveis.

Para disjuntores de média e alta tensão usados ​​em quadros de manobra ou subestações e estações geradoras, relativamente poucos tamanhos de carcaça padrão são geralmente fabricados. Esses disjuntores são normalmente controlados por sistemas de relé de proteção separados , oferecendo ajustes de tempo e corrente de trip ajustáveis, bem como permitindo esquemas de proteção mais complexos.

Tipos

Painel frontal de um disjuntor de 1250 A fabricado pela ABB. Este disjuntor de baixa tensão pode ser retirado de seu alojamento para manutenção. As características de disparo são configuráveis ​​por meio de chaves DIP no painel frontal.

Muitas classificações de disjuntores podem ser feitas com base em suas características, como classe de tensão, tipo de construção, tipo de interrupção e características estruturais.

Baixa voltagem

Tipos de baixa tensão (menos de 1.000 V CA ) são comuns em aplicações domésticas, comerciais e industriais e incluem:

  • Disjuntor miniatura (MCB) - corrente nominal de até 125 A. Características de disparo normalmente não ajustáveis. Operação térmica ou termomagnética. Os disjuntores ilustrados acima estão nesta categoria.
  • Disjuntor em caixa moldada (MCCB) - corrente nominal de até 1.600 A. Operação térmica ou termomagnética. A corrente de trip pode ser ajustável em classificações maiores.
  • Os disjuntores de energia de baixa tensão podem ser montados em multicamadas em quadros de distribuição de baixa tensão ou gabinetes de quadro .

As características dos disjuntores de baixa tensão são fornecidas por padrões internacionais, como IEC 947. Esses disjuntores são frequentemente instalados em gabinetes extraíveis que permitem a remoção e a troca sem desmontar o quadro.

Grandes caixas moldadas de baixa tensão e disjuntores de energia podem ter operadores de motor elétrico para que possam abrir e fechar sob controle remoto. Eles podem fazer parte de um sistema de chave de transferência automática para energia em espera.

Os disjuntores de baixa tensão também são feitos para aplicações de corrente contínua (DC), como DC para linhas de metrô. A corrente contínua requer disjuntores especiais porque o arco é contínuo - ao contrário de um arco CA, que tende a se extinguir a cada meio ciclo, o disjuntor de corrente contínua tem bobinas de blow-out que geram um campo magnético que estende rapidamente o arco. Pequenos disjuntores são instalados diretamente no equipamento ou dispostos em um painel de disjuntores .

Dentro de um disjuntor em miniatura

O disjuntor termomagnético em miniatura montado em trilho DIN é o estilo mais comum em unidades de consumo doméstico modernas e quadros de distribuição elétrica comercial em toda a Europa . O design inclui os seguintes componentes:

  1. Alavanca do atuador - usada para desarmar e reinicializar manualmente o disjuntor. Também indica o status do disjuntor (ligado ou desligado / desarmado). A maioria dos disjuntores é projetada para que ainda possam desarmar, mesmo que a alavanca seja mantida ou travada na posição "ligada". Isso às vezes é referido como operação de "disparo livre" ou "disparo positivo".
  2. Mecanismo do atuador - força os contatos juntos ou separados.
  3. Contatos - permite corrente ao tocar e interrompe a corrente quando afastados.
  4. Terminais
  5. Faixa bimetálica - separa os contatos em resposta a sobrecorrentes menores e de longo prazo
  6. Parafuso de calibração - permite ao fabricante ajustar com precisão a corrente de desarme do dispositivo após a montagem.
  7. Solenóide - separa os contatos rapidamente em resposta a altas sobrecorrentes
  8. Divisor de arco / extintor

Estado sólido

Os disjuntores de estado sólido , também conhecidos como disjuntores digitais, são uma inovação tecnológica que promete tecnologia avançada de disjuntores fora do nível mecânico para o elétrico. Isso promete várias vantagens, como cortar o circuito em frações de microssegundos, melhor monitoramento das cargas do circuito e vida útil mais longa.

Magnético

Os disjuntores magnéticos usam um solenóide ( eletroímã ) cuja força de tração aumenta com a corrente . Certos projetos utilizam forças eletromagnéticas além daquelas do solenóide. Os contatos do disjuntor são mantidos fechados por uma trava. À medida que a corrente no solenóide aumenta além da classificação do disjuntor, a força do solenóide libera a trava, que permite que os contatos abram por ação de mola. Eles são os disjuntores mais comumente usados ​​nos EUA.

Termomagnético

Shihlin Electric MCCB com SHT

Os disjuntores magnéticos térmicos , que são do tipo encontrado na maioria dos quadros de distribuição na Europa e em países com arranjos de fiação semelhantes, incorporam ambas as técnicas com o eletroímã respondendo instantaneamente a grandes picos de corrente (curtos-circuitos) e a faixa bimetálica respondendo a menos extremos, mas condições de sobrecorrente de longo prazo. A parte térmica do disjuntor fornece um recurso de resposta de tempo, que desarma o disjuntor mais cedo para sobrecorrentes maiores, mas permite que sobrecargas menores persistam por um tempo mais longo. Isso permite picos de corrente curtos, como os produzidos quando um motor ou outra carga não resistiva é ligada. Com sobrecorrentes muito grandes durante um curto-circuito, o elemento magnético desarma o disjuntor sem retardo adicional intencional.

Magnético-hidráulico

Um disjuntor magnético-hidráulico usa uma bobina solenóide para fornecer força operacional para abrir os contatos. Os rompedores magnético-hidráulicos incorporam um recurso de retardo de tempo hidráulico usando um fluido viscoso. Uma mola restringe o núcleo até que a corrente exceda a classificação do disjuntor. Durante uma sobrecarga, a velocidade do movimento do solenóide é restringida pelo fluido. O atraso permite breves picos de corrente além da corrente normal de operação para partida do motor, equipamento de energização, etc. As correntes de curto-circuito fornecem força suficiente do solenóide para liberar a trava independentemente da posição do núcleo, evitando assim o recurso de atraso. A temperatura ambiente afeta o atraso de tempo, mas não afeta a classificação atual de um disjuntor magnético.

Disjuntores de grande porte, aplicados em circuitos de mais de 1000 volts, podem incorporar elementos hidráulicos no mecanismo de operação do contato. A energia hidráulica pode ser fornecida por uma bomba ou armazenada em acumuladores. Eles formam um tipo distinto dos disjuntores preenchidos com óleo, onde o óleo é o meio de extinção de arco.


Disjuntores de viagem comum (agrupados)

Disjuntor de trip comum tripolar para alimentação de um dispositivo trifásico. Este disjuntor tem uma classificação de 2 A.

Para fornecer interrupção simultânea em vários circuitos a partir de uma falha em qualquer um, os disjuntores podem ser feitos como um conjunto agrupado. Este é um requisito muito comum para sistemas trifásicos, onde a interrupção pode ser de 3 ou 4 pólos (sólido ou neutro comutado). Alguns fabricantes fazem kits de agrupamento para permitir que grupos de disjuntores monofásicos sejam interligados conforme necessário.

Nos EUA, onde as fontes de fase dividida são comuns, em circuitos ramificados com mais de um condutor ativo, cada condutor ativo deve ser protegido por um polo de disjuntor. Para garantir que todos os condutores energizados sejam interrompidos quando qualquer pólo desarma, um disjuntor de "trip comum" deve ser usado. Estes podem conter dois ou três mecanismos de disparo dentro de uma caixa ou, para pequenos disjuntores, podem unir externamente os pólos por meio de suas alças de operação. Os disjuntores de desarme comuns de dois pólos são comuns em sistemas de 120/240 volts onde cargas de 240 volts (incluindo os principais aparelhos ou outras placas de distribuição) abrangem os dois fios energizados. Os disjuntores de trip tripolar comuns são normalmente usados ​​para fornecer energia elétrica trifásica para grandes motores ou outros quadros de distribuição.

Disjuntores separados nunca devem ser usados ​​para alimentação e neutro, porque se o neutro for desconectado enquanto o condutor energizado permanecer conectado, surge uma condição muito perigosa: o circuito parece desenergizado (aparelhos não funcionam), mas os fios permanecem energizados e alguns dispositivos de corrente residual (RCDs) podem não desarmar se alguém tocar no fio energizado (porque alguns RCDs precisam de energia para desarmar). É por isso que apenas disjuntores de desarme comuns devem ser usados ​​quando a comutação do fio neutro é necessária.

Unidades de manobra de manobra

Uma unidade de desarme shunt parece semelhante a um disjuntor normal e os atuadores móveis são "agrupados" a um mecanismo de disjuntor normal para operar juntos de maneira semelhante, mas o desarme de shunt é um solenóide destinado a ser operado por um sinal de tensão constante externo, em vez de uma corrente, normalmente a tensão da rede local ou  CC. Eles geralmente são usados ​​para cortar a energia quando ocorre um evento de alto risco, como um alarme de incêndio ou inundação, ou outra condição elétrica, como detecção de sobretensão. Desarmes de derivação podem ser um acessório instalado pelo usuário em um disjuntor padrão ou fornecidos como parte integrante do disjuntor.

Voltagem média

Um disjuntor a ar da marca Siemens montado em um cubículo de controle de motor

Os disjuntores de média tensão classificados entre 1 e 72  kV podem ser montados em linhas de quadros de distribuição revestidos de metal para uso interno ou podem ser componentes individuais instalados ao ar livre em uma subestação . Os disjuntores de circuito aberto substituíram as unidades preenchidas com óleo para aplicações internas, mas agora estão sendo substituídos por disjuntores a vácuo (até cerca de 40,5  kV). Como os disjuntores de alta tensão descritos abaixo, eles também são operados por relés de proteção de detecção de corrente operados por meio de transformadores de corrente . As características dos disjuntores MV são fornecidas por padrões internacionais, como IEC 62271. Os disjuntores de média tensão quase sempre usam sensores de corrente e relés de proteção separados , em vez de depender de sensores de sobrecorrente térmicos ou magnéticos embutidos.

Os disjuntores de média tensão podem ser classificados pelo meio usado para extinguir o arco:

  • Disjuntores a vácuo - Com corrente nominal de até 6.300  A e superior para aplicação de disjuntores de gerador (até 16.000  A e 140  kA). Esses disjuntores interrompem a corrente criando e extinguindo o arco em um recipiente a vácuo - também conhecido como "garrafa". Os foles de longa duração são projetados para percorrer os 6–10 mm que os contatos devem separar. Eles geralmente são aplicados para tensões de até cerca de 40.500  V, o que corresponde aproximadamente à faixa de média tensão dos sistemas de energia. Os disjuntores a vácuo têm maior expectativa de vida entre as revisões do que outros disjuntores. Além disso, seu potencial de aquecimento global é muito menor do que o disjuntor SF 6 .
  • Disjuntores a ar - Corrente nominal de até 6.300  A e superior para disjuntores de gerador. As características de desarme são freqüentemente totalmente ajustáveis, incluindo limites e atrasos de desarme configuráveis. Geralmente controlado eletronicamente, embora alguns modelos sejam controlados por microprocessador por meio de uma unidade de desarme eletrônico integral. Freqüentemente usado para distribuição de energia principal em grandes instalações industriais, onde os disjuntores são dispostos em gabinetes extraíveis para facilitar a manutenção.
  • Os disjuntores de SF 6 extinguem o arco em uma câmara cheia de gás hexafluoreto de enxofre .

Os disjuntores de média tensão podem ser conectados ao circuito por conexões aparafusadas a barramentos ou fios, especialmente em pátios de manobra externos. Os disjuntores de média tensão em formações de quadros de distribuição são geralmente construídos com construção extraível, permitindo a remoção do disjuntor sem atrapalhar as conexões do circuito de energia, usando um mecanismo acionado por motor ou de manivela para separar o disjuntor de seu gabinete.

Alta voltagem

Três disjuntores monofásicos soviéticos / russos de 110 kV
Disjuntores tanque vivo 400 kV SF 6

As redes de transmissão de energia elétrica são protegidas e controladas por disjuntores de alta tensão. A definição de alta tensão varia, mas no trabalho de transmissão de energia é geralmente considerado como 72,5 kV ou superior, de acordo com uma definição recente da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). Os disjuntores de alta tensão são quase sempre operados por solenóide , com relés de proteção de detecção de corrente operados através de transformadores de corrente . Em subestações, o esquema de relé de proteção pode ser complexo, protegendo equipamentos e barramentos de vários tipos de sobrecarga ou falha de aterramento.

Os disjuntores de alta tensão são amplamente classificados pelo meio usado para extinguir o arco:

Devido às preocupações ambientais e de custo com derramamentos de óleo isolante, a maioria dos novos disjuntores usa gás SF 6 para extinguir o arco.

Os disjuntores podem ser classificados como tanque ativo , onde o invólucro que contém o mecanismo de interrupção está no potencial de linha, ou tanque morto com o invólucro no potencial de terra. Os disjuntores CA de alta tensão estão normalmente disponíveis com classificações de até 765 kV. Os  disjuntores de 1.200 kV foram lançados pela Siemens em novembro de 2011, seguidos pela ABB em abril do ano seguinte.

Os disjuntores de alta tensão usados ​​em sistemas de transmissão podem ser dispostos para permitir que um único pólo de uma linha trifásica desarme, em vez de desarmar todos os três pólos; para algumas classes de falhas, isso melhora a estabilidade e a disponibilidade do sistema.

Os disjuntores de corrente contínua de alta tensão ainda são um campo de pesquisa em 2015. Esses disjuntores seriam úteis para interconectar sistemas de transmissão HVDC.

Alta voltagem de hexafluoreto de enxofre (SF 6 )

Um disjuntor de hexafluoreto de enxofre usa contatos cercados por gás hexafluoreto de enxofre para extinguir o arco. Eles são mais frequentemente usados ​​para tensões de nível de transmissão e podem ser incorporados em painéis de manobra isolados a gás compactos. Em climas frios, pode ser necessário aquecimento ou redução suplementar dos disjuntores devido à liquefação do gás SF 6 .

Disjuntor de desconexão (DCB)

O disjuntor de desconexão (DCB) foi introduzido em 2000 e é um disjuntor de alta tensão modelado a partir do disjuntor SF 6 . Apresenta uma solução técnica onde a função de seccionamento é integrada na câmara de disjuntor, eliminando a necessidade de seccionadores separados. Isso aumenta a disponibilidade , uma vez que os contatos principais da chave seccionadora ao ar livre precisam de manutenção a cada 2–6 anos, enquanto os disjuntores modernos têm intervalos de manutenção de 15 anos. A implementação de uma solução DCB também reduz os requisitos de espaço dentro da subestação e aumenta a confiabilidade , devido à falta de seccionadores separados.

A fim de reduzir ainda mais o espaço necessário da subestação, bem como simplificar o projeto e a engenharia da subestação, um sensor de corrente de fibra ótica (FOCS) pode ser integrado ao DCB. Um DCB de 420 kV com FOCS integrado pode reduzir a pegada de uma subestação em mais de 50% em comparação com uma solução convencional de disjuntores de tanque ativo com seccionadores e transformadores de corrente , devido ao material reduzido e nenhum meio de isolamento adicional.

Dióxido de carbono (CO 2 ) de alta tensão

Em 2012, a ABB apresentou um  disjuntor de alta tensão de 75 kV que usa dióxido de carbono como meio para extinguir o arco. O disjuntor de dióxido de carbono funciona com os mesmos princípios de um disjuntor SF 6 e também pode ser produzido como um disjuntor de desconexão. Ao mudar do SF 6 para o CO 2 , é possível reduzir as emissões de CO 2 em 10 toneladas durante o ciclo de vida do produto.

Disjuntores "inteligentes"

Várias empresas analisaram a adição de monitoramento de aparelhos via eletrônica ou usando um disjuntor digital para monitorar os disjuntores remotamente. As empresas de serviços públicos nos Estados Unidos têm revisado o uso da tecnologia para ligar e desligar eletrodomésticos, bem como potencialmente desligar o carregamento de carros elétricos durante períodos de alta carga da rede elétrica. Esses dispositivos em pesquisa e teste teriam capacidade sem fio para monitorar o uso de eletricidade em uma casa por meio de um aplicativo de smartphone ou outro meio.

Outros disjuntores

Disjuntor de corrente residual com proteção contra sobrecarga

Os seguintes tipos são descritos em artigos separados.

  • Disjuntores para proteções contra faltas à terra muito pequenos para desarmar um dispositivo de sobrecorrente:
    • Dispositivo de corrente residual (RCD) ou disjuntor de corrente residual (RCCB) - detecta o desequilíbrio de corrente, mas não fornece proteção contra sobrecorrente. Nos Estados Unidos e no Canadá, eles são chamados de interruptores de circuito de falha de aterramento (GFCI).
    • Disjuntor de corrente residual com proteção de sobrecorrente ( RCBO ) - combina as funções de um RCD e um MCB em um pacote. Nos Estados Unidos e no Canadá, eles são chamados de disjuntores GFCI.
    • Disjuntor de fuga à terra (ELCB) - detecta a corrente no fio terra diretamente, em vez de detectar o desequilíbrio. Eles não são mais vistos em novas instalações, pois não podem detectar qualquer condição perigosa em que a corrente esteja retornando à terra por outra rota - como por meio de uma pessoa no solo ou por meio de encanamento. (também chamado de VOELCB no Reino Unido).
  • Religador - Tipo de disjuntor que fecha automaticamente após um retardo. Eles são usados ​​em sistemas aéreos de distribuição de energia elétrica , para evitar que falhas de curta duração causem interrupções prolongadas.
  • Polyswitch (polyfuse) - Um pequeno dispositivo comumente descrito como um fusível de reinicialização automática em vez de um disjuntor.

Veja também

Referências

Em geral
  • BS EN 60898-1. Acessórios elétricos - disjuntores para proteção de sobrecorrente para instalações domésticas e semelhantes. British Standards Institution , 2003.