Per què ens necessitem i què són els dispositius de commutació d'alimentació

El dispositiu de commutació realitza la funció principal de controlar el circuit elèctric: encendre-lo i apagar-lo. Aquest tipus d'aparells inclou: interruptors de ganivet, interruptors, seccionadors.

Els interruptors estan dissenyats per encendre i apagar circuits elèctrics "en viu", és a dir, mentre un corrent elèctric circula pel circuit.

Tots els dispositius elèctrics amb peces mòbils es poden dividir en automàtics i no automàtics. Automàtic: són dispositius que entren en acció des d'un determinat mode de circuit, o màquines, i no automàtics, l'acció dels quals depèn només de la voluntat de l'operador.

Els interruptors automàtics són de baixa tensió (disponible per a tensió de fins a 1000 V) i d'alta tensió (per a tensió superior a 1000 V).

L'interruptor de baixa tensió no automàtic més senzill: interruptorformat principalment per una fulla mòbil, un contacte fix i un mànec.

L'operador activa o desactiva l'interruptor manualment fent girar la fulla a una posició vertical o horitzontal. Els contactes de l'interruptor només es troben a l'aire.

Un simple interruptor de ruble unipolar

700 rubles en una històrica central hidroelèctrica a Alemanya

Fusibles en aparells interiors a la Xina

Amb l'augment de la tensió i la potència de funcionament, aquest dispositiu ja no pot satisfer les necessitats de treball i, a poc a poc, apareixen tipus d'interruptors més avançats.

A les instal·lacions elèctriques per a tensions de fins a 1000 V, són les més utilitzades interruptors d'aire de diferents dissenys.

Interruptor Siemens de baixa tensió per a corrent 16A

Interruptor de baixa tensió Schneider Electric 125 A

Disjuntors domèstics a la sala elèctrica (hi ha un interval de 30 anys entre ells)

Quan el circuit està desenergitzat entre els contactes de desviació de l'interruptor es produeix un arc elèctric cobrar. Per a una millor extinció de l'arc, s'utilitzen dispositius especials a les màquines que milloren el procés d'extinció de l'arc, l'anomenat cambres d'extinció d'arcs diferents dissenys.

Quadre elèctric d'aparell tancat

Per als circuits d'alta tensió, un simple interruptor de circuit d'aire ja no pot complir els requisits operatius. El primer que es va fer en la direcció de millorar el disseny de l'interruptor va ser baixar els contactes en oli de transformador, donant lloc a l'anomenat interruptor d'oli. Actualment, el trencador d'oli ja és un dispositiu molt complex que utilitza molts èxits de la ciència i la tecnologia per a la seva feina.

Interruptor d'oli d'alta tensió de la subestació transformadora

El funcionament de l'interruptor d'oli durant l'aturada es redueix al següent: a causa de l'acció de l'alta temperatura de l'arc, l'oli es descompon en gasos, el component principal dels quals és l'hidrogen.Així, l'arc crema en un medi gasós que es troba en estat dinàmic, es produeix una barreja violenta de partícules ionitzades i no ionitzades, partícules de gas fred i calent, i en un dels moments en què el corrent passa per zero, a causa de la periodicitat, l'arc s'apaga.

La formació de gas és molt forta, s'acumula una pressió significativa a l'interruptor i si l'interruptor no està dissenyat correctament, pot explotar.

Amb els interruptors de circuit d'oli amb cambres d'extinció d'arc, l'extinció de l'arc és més ràpida i indolora. Aquí, l'energia de l'arc s'utilitza per crear una pressió que augmenta molt el moviment del gas al voltant de l'arc i contribueix així a extingir l'arc.

Hi ha molts dissenys de càmeres i els principis del seu funcionament són força diferents, però tots serveixen principalment per a dos propòsits:

• o crear moviment de petroli i gas en relació a l'arc;
• o l'arc es mou en relació amb l'oli i les parets de les cambres especials.

Per a aquests interruptors, la unitat ja no és una unitat estructural amb l'interruptor: en la majoria dels casos, la unitat s'implementa estructuralment per separat de l'interruptor i es connecta a aquest últim mitjançant mecanismes especials.

També hi ha molts altres tipus d'interruptors d'alta tensió que fa temps que han substituït els disjuntors d'oli a granel. Això, per exemple, interruptors d'oli de petit volum, en què s'utilitzen dipòsits de porcellana i, per tant, no es requereix un aïllament especial de les parts de contacte del dipòsit i la quantitat d'oli en ells és molt menor.

Interruptor de columna d'oli per a tensió 10 kV

A continuació cal esmentar els «interruptors d'aire comprimit», on l'arc s'extingeix amb un raig d'aire comprimit. Aquests interruptors tenen una sèrie d'avantatges i estan substituint cada cop més els interruptors d'oli. L'accionament per a ells també funciona amb aire comprimit, però el control de la unitat és elèctric.

Interruptor d'aire per a tensió 110 kV

També s'utilitzen disjuntors moderns de buit i SF6.

Rompedor de buit

Interruptor SF6

El disseny de les tecles modernes és molt divers i podeu llegir-ne més aquí:Característiques comparatives d'oli d'alta tensió, SF6 i interruptors de buit

Els seccionadors també són un dispositiu de commutació d'alta tensió, però no estan dissenyats per encendre-se i apagar-se en funcionament (excepte en els casos de commutació de corrents molt baixes, indicats específicament per a cada tipus de seccionador).

Seccionador d'alta tensióper regla general, es construeix aire, és a dir, amb contactes que estan simplement a l'aire, ja que un dels requisits principals d'un seccionador és que els seus contactes siguin directament visibles, de manera que sigui possible determinar amb precisió si el seccionador està encès o apagat.

Seccionador

Essencialment, un seccionador és un dispositiu elèctric dissenyat per connectar (o desconnectar) dues seccions metàl·liques d'un circuit juntes quan el corrent no pot fluir per aquestes seccions.

El disseny del seccionador és molt similar al disseny de l'interruptor de ganivet, només les seves dimensions, corresponents a la seva alta tensió de funcionament, són molt més grans i el sistema d'accionament és molt més complex que el de l'interruptor de ganivet.

Una sèrie d'altres dispositius que realitzen operacions d'encesa i apagat es poden atribuir a equips de commutació d'alimentació, per exemple interruptors de ruptura de càrrega, separadors i curtcircuits, però els dispositius enumerats en aquest article són els representants més destacats dels equips de commutació.

Vegeu també: Què són, com estan disposats els aparells de baixa tensió i com funcionen