Com estan disposats i com funcionen els seccionadors d'alta tensió

Dispositius d'alta tensió: com es disposen i funcionen els seccionadors Entre els equips elèctrics d'alta tensió, s'utilitzen diversos dispositius de commutació. Un dels seus grups s'anomena "Desconnectors".

Cita

Aquestes estructures s'utilitzen per crear una ruptura en el circuit elèctric, que no només desactiva el subministrament de tensió, sinó que també ha de ser visible visualment.

El fet és que al llarg de la llarga història de l'explotació de l'electricitat s'han anat desenvolupant tradicions per al seu ús segur. Les interrupcions d'alimentació mitjançant interruptors de càrrega amb dispositius tècnics sofisticats s'oculten de l'observació. En cas d'accident, la tensió es manté a la zona destinada a la baixa. Això és molt perillós i és un requisit previ directe per a una descàrrega elèctrica o danys als equips elèctrics.

Per aquests motius, els seccionadors s'instal·len al circuit d'alta tensió en sèrie amb els interruptors i, per regla general, després d'ells, per garantir la seguretat de funcionament.

Per entendre aquest procés, presentarem una part del circuit elèctric quan l'electricitat de la font de la subestació transformadora núm.1 es transmet a través d'una línia elèctrica dividida en 5 trams de treball a les subestacions núm.2 i núm.3.

Suposem que en el tram núm. 3 (marcat en vermell) cal realitzar treballs tècnics que requereixin, segons les condicions de seguretat, alleujament d'estrès.

Per fer-ho, haureu d'apagar els interruptors d'alimentació:

• subestació elèctrica no 1;

• les subestacions consumidores núms 2 i núm. 3, que estan en funcionament al costat de baixa tensió i generaran electricitat a la línia, inclòs el tram núm. 3, per efecte de transformació inversa.

En cas de mal funcionament d'algun dels interruptors o error o la seva activació espontània no autoritzada, la tensió apareixerà a la secció de treball número 3, i això és inacceptable.

Per tant, s'instal·la un seccionador després de cada interruptor al circuit elèctric, que a més crea una ruptura segura i visible en el circuit.

La imatge de dalt és un disseny senzill d'una línia. A la pràctica, però, les línies elèctriques d'alta tensió utilitzen un mínim de tres fases. Un diagrama més precís per al nostre cas de preparació del lloc de treball núm. 3 per al manteniment serà el següent.

En ella, cada fase «A», «B», «C» de la línia elèctrica es mostra en el seu propi color: groc, verd i vermell. A totes les subestacions es desconnecta primer pel seu propi interruptor i després pel seccionador. Només llavors cada fase de la línia elèctrica del lloc núm. 3 es posa a terra.

En aquesta figura, la qüestió de la base no es mostra completament, sinó només per demostrar la necessitat de la seva implementació.

La ubicació del seccionador al circuit determina el seu disseny simplificat en comparació amb el disjuntor. Això es deu al fet que l'interruptor ha d'interrompre de manera fiable l'electricitat que hi passa durant el funcionament normal i corrents de curtcircuit d'emergència d'enormes magnituds que poden ocórrer en un moment imprevist en qualsevol lloc de la secció del circuit protegida per l'interruptor.

Aquests processos són molt complexos, estan relacionats amb la ionització del medi i l'aparició d'un potent arc elèctric que pot cremar els contactes. Per prevenir aquest fenomen s'utilitzen diverses solucions tècniques, basades en l'ús de suports amb propietats aïllants. Omplen l'àrea de treball de l'interruptor on es trenca el circuit.

La segona direcció per tractar l'arc és assegurar la velocitat màxima del mecanisme de disparador. El seu temps de funcionament és comparable a una explosió i es produeix en aproximadament dos períodes d'oscil·lació de l'harmònic del corrent sinusoïdal.

El mateix temps es requereix per a les proteccions modernes amb mitjans automàtics per detectar una fallada en el circuit i enviar una ordre a l'accionament del interruptor.

Per tant, el temps d'aturada d'emergència mitjançant protecció i automatització és d'uns 0,04 segons.

Per als seccionadors, no calen dispositius tan complexos. Estan dissenyats per ser apagats amb la mà de l'operador o amb motors elèctrics sense presses. Com que els seccionadors s'instal·len després dels interruptors, només funcionen després d'eliminar la tensió, quan no hi pot haver arc.

La ubicació del seccionador i l'interruptor es pot veure en un fragment del diagrama de funcionament del despatxador.

Així és la imatge de la ubicació d'aquesta subestació, transmesa pel satèl·lit.

Vista de la mateixa zona des del terra des del costat del suport principal.

Per tant, els seccionadors creen una ruptura visible en el circuit elèctric per al seu manteniment segur després que l'interruptor apagui la tensió... Aquesta és la seva finalitat principal.

Disseny del seccionador

El dispositiu d'un seccionador d'alta tensió és força complex, però al mateix temps és molt més senzill que el d'un interruptor d'alimentació de la mateixa tensió. Vegem exemples de la seva implementació per a equips de 330 kV.

Els únics corrents que es disparen aquests seccionadors són possibles descàrregues capacitives de voltatges induïts. Els contactes d'alimentació dels seccionadors estan dissenyats per interrompre el seu subministrament elèctric. En condicions de funcionament, el corrent de càrrega màxima els passa.

Els armaris de control de la unitat estan dissenyats per controlar cada fase del seccionador individualment o en combinació.

Si mireu amb atenció les imatges anteriors, veureu que els contactes de commutació de l'interruptor i el seccionador es troben a una alçada considerable. Això és per motius de seguretat per a la resta d'equips i personal de servei.

En els aparells de commutació exteriors de 110 kV, l'alçada segura del seccionador és menor.

Així que és millor mantenir-los, més fàcil i econòmic d'instal·lar. Tanmateix, això requereix una atenció especial per part del personal d'operació sota el seccionador posat en marxa. A la pràctica, hi va haver casos en què els treballadors en temps humit aixecaven els cabells, reduint la distància de seguretat als equips elèctrics i caient per sota d'una tensió de 110 kV.

Això confirma una vegada més que les mesures de seguretat no només han de ser ben conegudes, sinó també executades de manera impecable.

A la foto es mostra la ubicació dels seccionadors de la línia de transmissió aèria de 10 kV als pals a prop de l'aparell de distribució interior amb interruptors d'alimentació de la subestació.

La imatge següent mostra com operar el seccionador de línia de 10 kV mitjançant un accionament manual. El transformador de potència és a prop.

Els seccionadors per a línies aèries de 6 kV tenen el mateix dispositiu que per a línies de 10 kV.

Totes les fotos mostren que cada seccionador consta dels següents elements estructurals:

• marc de potència col·locat a una alçada segura;

• suport aïllants fermament muntats al marc als extrems del buit format per a cada fase;

• un sistema de contacte que garanteix el pas fiable del corrent nominal de la línia i desconnecta el subministrament de tensió en estat obert a la secció destinada al servei;

• sistemes de control de moviment de ganivets.

Per als seccionadors utilitzats per a circuits amb una tensió de 110 kV i superior, el sistema de contacte està format per dos semi-ganivets mòbils que es dobleguen en direccions oposades. En altres dissenys, s'utilitza més sovint un ganivet mòbil, que s'insereix en un contacte fix.

Els seccionadors es classifiquen segons:

• el nombre de pols;

• la naturalesa de la instal·lació (interior o exterior);

• el tipus de moviment del ganivet per crear el trencament de la cadena (rotativa, tallant o balancejant);

• mètodes de control: manualment amb una barra d'aïllament o sistema de palanca de funcionament, o automàticament mitjançant motors elèctrics (es pot utilitzar hidràulica i fins i tot pneumàtica) amb un sistema de control.

Totes les operacions amb seccionadors en l'esquema de treball es classifiquen com a treballs perillosos, només són realitzades per personal format i entrenat mitjançant formularis especialment dissenyats sota el control directe del despatxador.

Seccionadors entrellaçats

Una característica dels seccionadors d'alta tensió és que, juntament amb ells, a la mateixa plataforma, sovint es troben els ganivets de posada a terra a banda i banda del buit creat. És convenient manipular-los per al personal operatiu que realitza la commutació en circuits de potència.

A l'encesa, és important observar correctament la seqüència d'aplicació/eliminació de la presa de terra i d'encesa/apagada del seccionador. L'interruptor no s'ha d'encendre mentre la connexió a terra està instal·lada a banda i banda del seccionador. Això provocarà un curtcircuit.

Tampoc no podeu forçar la terra quan el seccionador està encès i s'aplica tensió al circuit, cosa que també crearà un curtcircuit.

Per tal d'evitar situacions incorrectes durant la commutació, s'utilitza el bloqueig tècnic de les accions del personal de servei amb preses de terra, seccionadors i interruptors estacionaris. Ella pot ser:

• purament mecànic;

• elèctric (basat en l'ús d'un pany electromagnètic);

• combinats.

Els dissenys dels panys són diferents. La seva complexitat i fiabilitat augmenten a mesura que augmenta la tensió utilitzada en el bucle primari.

Per controlar els tipus elèctrics d'enclavament, els contactes addicionals utilitzats en els circuits secundaris es munten als eixos giratoris de les pales de contacte. Aquests s'anomenen blocs de contactes KSA. Repeteixen completament la posició del seccionador, alhora que tanquen o obren.Per ampliar les capacitats dels circuits de control, proteccions i automatització d'interruptors i línies, aquests blocs de contactes estan dissenyats tant amb posicions normalment obertes com tancades.

També s'instal·la un bloc de contactes similar als accionaments de ganivets de terra estacionaris i interruptors de tall de càrrega.

Els circuits de control de bloqueig electromagnètic es basen en el principi de crear circuits en sèrie i paral·lel de circuits elèctrics a partir dels contactes dels repetidors de la posició de l'equip principal: interruptors, seccionadors, ganivets de connexió a terra.

Quan el personal de servei canvia la posició d'un d'aquests dispositius de commutació, els seus contactes secundaris, muntats en un esquema lògic determinat, es canvien en conseqüència. Si s'incompleixen els requisits de seguretat, el bloqueig electromagnètic prohibeix més accions amb equips elèctrics.

En aquest cas, cal entendre la correcció de les accions realitzades i buscar l'error comès.

Els circuits d'enclavament per als seccionadors de la subestació s'alimenten amb fonts de tensió de CC dedicades.

Requisits obligatoris per als seccionadors:

• proporcionant un buit visible;

• resistència estructural als efectes dinàmics i tèrmics;

• fiabilitat de l'aïllament en totes les condicions meteorològiques;

• claredat del treball en cas de deteriorament de les condicions de treball durant pluja, nevades, formacions de gel;

• senzillesa de disseny, proporcionant facilitat d'ús i manteniment.

Per a més detalls sobre les característiques de funcionament dels seccionadors, vegeu Aquest article.