CURSO CURSO NORMAS Y PROCEDIMIENTOS NORMAS Y PROCEDIMIENTOS

PARAPARA MANTENIMIENTO ELECTRICO DE MANTENIMIENTO ELECTRICO DE SUBESTACIONES SUBESTACIONES

Mdulo 1 CONCEPTOS BSICOS DE SUBESTACIONES

1.3 EQUIPOS DE PATIO

1.3.2 INTERRUPTORES DE POTENCIA1.3.2 INTERRUPTORES DE POTENCIA

INTERRUPTORES

Un interruptor es un dispositivo cuya funcin es interrumpir y restablecer lacontinuidad en un circuito elctrico. Si la operacin se efecta sin carga (corriente),el interruptor recibe el nombre de desconectador o cuchilla desconectadora.

Sin embargo si la operacin de apertura o de cierre la efecta con carga (corrientenominal) o con corriente de corto circuito (en caso de alguna perturbacin) elinterruptor recibe el nombre de disyuntor o interruptor de potencia.

Los interruptores en caso de apertura, deben asegurar el aislamiento elctrico delcircuito.

Los interruptores de potencia, como ya se mencion, interrumpen y restablecen lacontinuidad de un circuito elctrico. La interrupcin la deben efectuar con carga ocorriente de corto circuito y se construyen en dos tipos generales:

Interruptores de aceite.Interruptores neumticos.

FUNCIN DE LOS INTERRUPTORES

Se utilizan para:

Establecer o interrumpir la corriente permanente de un circuito

Interrumpir las corrientes de falla de un circuito

Su funcin principal es conectar y desconectar los circuitos

Proceso de corte:

Separacin de contactos Arco elctrico

Extincin del arco elctrico

Reforzamiento dielctrico del espacio entre contactos Tensin de restablecimiento

FUNCIN DE LOS INTERRUPTORES

FUNCIN DE LOS INTERRUPTORES

Interruptor automtico Cmara de corte

DEFINICIONES

Arco elctrico

Corriente que se desarrolla entre los contactos del interruptor

despus de estar separados

Tensin de arco

Tensin entre contactos cuando existe arco elctrico

Tensin transitoria de recuperacin TTR

Tensin transitoria que aparece entre los contactos despus de lainterrupcin del arco

Tensin de encendido

Tensin requerida entre los contactos para el encendido del arco

TIPOS

Segn el sitio de la instalacin

Interiores: Comunes en tensiones 4,6< Um< 34,5 kV

Exteriores: Para tensiones Um > 34,5 kV, y estospueden ser:

TIPOS

Segn el sitio de la instalacin (cont.)

Exteriores:

Tanque vivo: el mecanismo deinterrupcin se encuentra enpequeas cmaras, las que seubican en soportes aislantes

Caractersticas:

Ocupan menos espacio

Son menos costosos

Utilizan menos medios deextincin

Segn el sitio de la instalacin (cont.)

Exteriores:

Tanque muerto: consiste en untanque con el mecanismo deinterrupcin que se conecta a laalta tensin mediante bujes

TIPOS

Caractersticas:

Los transformadores de corriente se

pueden instalar en los bujes

Se comportan mejor ante sismos

Segn el medio de extincin

Aceite: los contactos seencuentran sumergidos enaceite el cual tiene la funcin derefrigerar y de extinguir el arco

TIPOS

VENTAJAS:- Comparativamente usan una menorcantidad de aceite (5%).- Menor tamao y peso en comparacin alos de granvolumen.- Menor costo.- Pueden emplearse tanto en formamanual comoautomtica.- Fcil acceso a los contactos.

DESVENTAJAS-Peligro de incendio y explosin aunque enmenor grado.- No pueden usarse con reconexinautomtica.- Requieren un mantenimiento frecuente yreemplazos peridicos de aceite.- Sufren de mayor dao los contactosprincipales.

Segn el medio de extincin (cont.)

Interruptores en airecomprimido: El arco elctrico essoplado por aire comprimido enla cmara de extincin.

TIPOS

VENTAJAS- No hay riesgos de incendio oexplosin.- Operacin muy rpida.- Pueden emplearse en sistemas conreconexin automtica.- Alta capacidad de ruptura.- La interrupcin de corrientesaltamente capacitivas no presentamayores dificultades.- Menor dao a los contactos.- Fcil acceso a los contactos.- Comparativamente menor peso.

VENTAJAS- Poseen una compleja instalacindebido a la red de aire comprimido,que incluye motor, compresor,tuberas, etc.,- Construccin ms compleja,- Mayor costo.- Niveles de ruido altos al operar.

Segn el medio de extincin :(cont.)

Interruptores en SF6: El SF6 esun gas que se encuentra apresin dentro de la cmara deextincin y es el que produce elsoplado del arco.

TIPOS

VENTAJAS- Alta rigidez dielctrica que hace que seaun excelente aislante.- Altamente estable, inerte, inodoro.- No hay riesgos de incendio o explosin.- Son menos pesados.- Bajo mantenimiento.- Bajo nivel de ruido.

DESVENTAJAS- El SF6 es 2.500 veces ms potente queel CO2 para producir efecto Invernadero.- Pueden generar productos altamentetxicos durante la extincin del arco, sinembargo dada su alta estabilidad estosproductos tienen poca vida.

Segn el medio de extincin : (cont.)

Vaco: Esta tecnologa aparece enlos aos 60. Los contactos estndentro de una botella especial enlas que se ha hecho el vacio casiabsoluto. Se usan principalmenteen sistemas de baja y mediatensin.

TIPOS

VENTAJAS- Tiempo de operacin muy rpida, engeneral la corriente se anula a la primerapasada por cero.- No hay riesgos de incendio o explosin.- Son menos pesados y ms baratos.- Prcticamente no requierenmantenimiento y tienen una vida tilmucho mayor a los interruptoresconvencionales.- Rigidez dielctrica entre los contactos serestablece rpidamente impidiendo lareignicin del arco.

DESVENTAJAS- Dificultad para mantener la condicin devaco.- Generan sobre-tensiones producto delelevado di/dt.- Tienen capacidad de interrupcinlimitada.

Segn el mecanismo de operacin:

Resortes: la energa se almacena en resortes. Requiere motor para cargar elresorte

Neumtico: la energa se almacena en aire comprimido. Requiere un moto-compresor para mantener la presin constante

Hidrulico: La energa se almacena en aceite a presin. Se requiere una bombapara mantener la presin de aceite.

TIPOS

RELACIN ENTRE TENSIONES NOMINALES Y TIPO DE INTERRUPTOR

Clasificacin segn IEC

Segn su durabilidad elctrica: clase E1 E2

Segn su desempeo ante corrientes capacitivas: clase C1 C2

Segn su durabilidad mecnica: clase M1 M2

TIPOS

CLASIFICACIN DE ACUERDO CON IEC

Segn la durabilidad elctrica

Clase E2: diseados con durabilidad elctrica extendida, es decir, las partes de

interrupcin del contacto principal no requieren mantenimiento

Clase E1: no clasificados en Clase E2

CLASIFICACIN DE ACUERDO CON IEC

Segn su desempeo ante corrientes capacitivas

Clase C1: con baja probabilidad de recebado (restablecimiento del arco

despus de separados los contactos)

Clase C2: con muy baja probabilidad de recebado

CLASIFICACIN DE ACUERDO CON IEC

Segn su durabilidad mecnica

Clase M1: con durabilidad mecnica normal (2.000 operaciones sin

mantenimiento). No catalogados en clase M2

Clase M2: con durabilidad mecnica extendida (10.000 operaciones sin

mantenimiento)

NORMAS TCNICAS

IEC 62271-100 - High-voltage switchgear and control gear - part 100: alternating-

current circuit-breakers

IEC 60376 - Specification of technical grade Sulfur Hexafluoride (SF6) for use in

electrical Equipment (Especificaciones para Hexafluoruro de Azufre (SF6) de

calidad tcnica para uso en equipos elctricos)

IEC 60427 - Synthetic Testing of High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers

NORMAS TCNICAS

IEC 62271-100 - HIGH-VOLTAGE SWITCHGEAR AND CONTROLGEAR - PART 100: ALTERNATING-CURRENT CIRCUIT-BREAKERS

Scope:

This International Standard is applicable to a.c. circuit-breakers designed for indoor or outdoor installation and for operation at

frequencies of 50 Hz and 60 Hz on systems having voltages above 1 000 V.

It is only applicable to three-pole circuit-breakers for use in three-phase systems and single-pole circuit-breakers for use in single

phase systems. Two-pole circuit-breakers for use in single-phase systems and application at frequencies lower than 50 Hz are

subject to agreement between manufacturer and user.

This standard is also applicable to the operating devices of circuit-breakers and to their auxiliary equipment. However, a circuit

breaker with a closing mechanism for dependent manual operation is not covered by this standard, as a rated short-circuit

making-current cannot be specified, and such dependent manual operation may be objectionable because of safety

considerations.

This standard does not cover circuit-breakers intended for use on motive power units of electrical traction equipment; these are

covered by IEC 60077 [4].

Generator circuit-breakers installed between generator and step-up transformer are not within the scope of this standard.

Switching of inductive loads is covered by IEC 61233.

Circuit-breakers with an intentional non-simultaneity between the poles, with the exception of circuit-breakers providing single

pole auto-reclosing, are not within the scope of this standard.

This standard does not cover self-tripping circuit-breakers with mechanical tripping devices or devices which cannot be made

inoperative.

By-pass circuit-breakers installed in parallel with line series capacitors and their protective equipment are not within the scope of

this standard, these are covered by IEC 60143-2 [6].

NOTE Tests to prove the performance under abnormal conditions should be subject to agreement between manufacturer and

user. Such abnormal conditions are, for instance, cases where the voltage is higher than the rated voltage of the circuit-breaker,

conditions which may occur due to sudden loss of load on long lines or cables.

NORMAS TCNICAS

IEC 60376 Specification of technical grade sulfur hexafluoride (SF6) for use in electrical equipment.

This International Standard defines the quality requirements and properties for technical grade sulfur hexafluoride (SF6) for

use in electrical equipment. It covers the properties and methods of test applicable to SF6 when this substance is supplied

for use in connection with any electrical equipment. This second edition differs widely from the first one. The focus is now

on the specification of the gas needed for electrical applications. As a consequence, the term employed to name this gas is

'technical grade' in place of 'new'. Based on experience, the acceptable impurity levels have been increased. However, the

gas as defined in this new second edition has the same performance in electrical equipment as the gas previously defined in

the first edition. The analytical methods for the SF6 analysis have been removed as it has been found confusing to prescribe

methods that can become obsolete very rapidly.

NORMAS TCNICAS

IEC 60427 - Synthetic Testing of High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers

Scope:

This International Standard applies to a.c. circuit-breakers within the scope of IEC 60056. It provides the general rules fortesting a.c. circuit-breakers, for making and breaking capacities over the range of test-duties described in 6.102 to 6.111 ofIEC 60056, by synthetic methods.

NOTE Circuits for the test duties described in 6.111 have not yet been standardized. However, present methods are given in annex GG.

The methods and techniques described are those in general use. The purpose of this standard is to establish criteria for synthetic testing and for the proper evaluation of results. Such criteria will establish the validity of the test method withoutimposing restraints on innovation of test circuitry

Accesorios

Dispositivos para igualar tensiones:

Se utilizan condensadores en paralelo con los contactos

Resistencias de pre-insercin:

Se instalan en paralelo con los contactos, sirven para reducir las sobretensiones

Conectores de alta tensin y para puesta a tierra

Indicador de posicin

FENMENO DE INTERRUPCIN MANIOBRA: CIERRE

Posicin cerrado

Posicin abierto

Aparicin del arco

(todos los polos)Energizacin bobina

de cierre

Cierre del contacto

(todos los polos)

T ( armado)

T ( cierre)

T ( pre-arco)

Con resistencia de

pre-insercin Flujo de corriente

FENMENO DE INTERRUPCIN MANIOBRA: APERTURA

Posicin cerrado

Posicin abierto

Aparicin del arco

(todos los polos)Energizacin bobina

de aperturaExtincin del arco

(todos los polos)

T ( apertura)

T ( desarmado)

T ( arco)

Flujo de corriente

CARACTERSTICAS TCNICAS

Tensin transitoria de recuperacin (TTR)

Es el valor de la tensin transitoria que aparece entre los contactos del interruptor cuando se extingue el arco

Para fallas terminales

Fallas en lneas cortas

Interrupcin de pequeas corrientes capacitivas

Interrupcin de pequeas corrientes inductivas

Recierre de lneas

FENMENO DE INTERRUPCIN : FALLA

Corriente

Tensin

Separacin

contactoInicio separacin

contactoSeparacin

contactoInicio separacin

contacto

Ur

TTR / TRV

TTR/TRV IDEAL TTR/TRV REAL

TTR: Tensin transitoria de recuperacin

TRV: Transient recovery voltage

CARACTERSTICAS TCNICAS QUE SE ESPECIFICAN

Tiempo de apertura:

Puede ser en ciclos o en ms: valores tpicos

Para 245 kV: 2,5 ciclos o 40 ms

Para 500 kV: 3 ciclos o 50 ms

Secuencia de maniobra asignada

O - t - CO - t- CO

t: 3 min cuando no se requiere recierre rpido

t: 0,3 s para recierres rpidos

t: 3 minutos

O - t - CO

t: 15 s

CARACTERSTICAS TCNICAS

Poder de corte asignado en cortocircuito: Valor mas alto de la corriente de cortocircuito que el interruptor debe ser capaz de abrir Ik

Poder de cierre asignado en cortocircuito: Valor pico de corriente de cortocircuito que el interruptor debe poder cerrar, 2,6 x Ik

CARACTERSTICAS TCNICAS QUE SE ESPECIFICAN

Tensin asignada

Niveles de aislamiento

Corriente asignada en servicio continuo

Frecuencia asignada

Duracin asignada del cortocircuito

Lnea de fuga

Tensin asignada para la alimentacin de los circuitos de apertura y cierre

Presin asignada del gas para operacin o interrupcin

Factor de primer polo

PRUEBAS

Pruebas de rutina

Tensin aplicada a frecuencia industrial, en seco, en el circuito principal

Tensin aplicada en los circuitos auxiliares y de control

Medida de la resistencia del circuito principal

Funcionamiento mecnico

Verificacin visual

PRUEBAS

Pruebas tipo

Pruebas dielctricas:

Impulso tipo rayo

Impulso tipo maniobra

Tensin soportada a frecuencia industrial

Descargas parciales

Pruebas en circuitos auxiliares y de control

PRUEBAS

Pruebas tipo

Tensin de radio interferencia (r.i.v.)

Incremento de temperatura

Medida de la resistencia del circuito principal

Pruebas de corrientes pico y de corto tiempo

Pruebas mecnicas y ambientales

PRUEBAS

Pruebas tipo

Pruebas de interrupcin y cierre de corrientes de corto circuito

Corrientes crticas

Interrupcin de corto circuito monofsico

Interrupcin de fallas kilomtricas

Apertura y cierre de corrientes fuera de fase

Maniobra de corrientes capacitivas

Maniobra de corrientes de magnetizacin y de pequeas corrientes inductivas

1.3.2 INTERRUPTORES DE POTENCIA1.3.2 INTERRUPTORES DE POTENCIA