Recordo la primera vegada que vaig estar davant d'un gran interruptor d'aire durant una visita a la planta fa anys. Tenia la mida d'una nevera petita, i l'electricista que em va ensenyar va dir: "Aquesta cosa pot interrompre prou corrent per il·luminar un poble petit. Però a dins, en realitat, és només un interruptor elegant que sap quan renunciar".
No s'equivocava. En el seu cor,un interruptor de circuit d'aire–o ACB com l’anomenem la majoria de nosaltres– fa el que fa qualsevol interruptor: porta corrent quan les coses són normals i atura el corrent quan les coses van malament. Però val la pena entendre com ho fa, sobretot amb el tipus de corrents dels quals estem parlant en entorns industrials.
La feina bàsica
Un ACB està dissenyat per a treballs de baixa-tensió, normalment per sota de 600 volts, encara que els veureu en tot tipus d'aplicacions . Són els grans del món dels aparells de commutació, que gestionen corrents des d'uns pocs centenars d'ampers fins a 6300 amperes en alguns casos. Els trobareu protegint transformadors, generadors, quadres de distribució principals, els llocs on si alguna cosa falla, voleu que falli amb seguretat.
La part "aire" del nom us indica quin mitjà utilitza l'interruptor per apagar l'arc quan els contactes s'obren. A diferència dels trencadors d'oli o SF6 que utilitzen altres materials, els ACB fan la seva feina a l'aire lliure a pressió atmosfèrica.
El que hi ha dins importa
Abans de començar a treballar, parlem del que hi ha realment dins d'una d'aquestes coses.
Els contactes principals són els que transporten corrent durant el funcionament normal. Estan fets de plata-tungstè o aliatges similars que resisteixen la soldadura i l'erosió. Quan l'interruptor està tancat, aquests contactes es pressionen junts per la pressió de la molla i el corrent flueix.
A sobre o al voltant d'aquests contactes principals, trobareu els contactes d'arc. Aquests estan dissenyats per suportar la pes dels danys quan s'obre l'interruptor. Estan en contacte abans que la xarxa es tanqui i se separen després de l'obertura de la xarxa, de manera que s'hi forma l'arc en lloc de les superfícies principals-que transporten el corrent. Disseny intel·ligent.
A continuació, hi ha la rampa d'arc: una pila de plaques metàl·liques disposades de manera que un arc dibuixat es divideix en segments més petits i es refreda fins que no es pot mantenir. Penseu-hi com un laberint pel qual l'arc ha de travessar i, quan arriba al final, s'ha quedat sense energia.
El mecanisme de funcionament és el que ho mou tot. En els ACB més grans, sovint es tracta d'un mecanisme d'energia emmagatzemada: molles que es carreguen manualment o amb un motor petit, preparats per tancar o obrir els contactes amb una velocitat constant, independentment de com l'operador mogui el mànec.
Funcionament normal: només passa corrent
Quan tot va bé, l'ACB només s'asseu allà fent la seva feina. El corrent entra per un terminal, passa pels contactes i surt per l'altre costat. La unitat de control, ja sigui tèrmica, magnètica o electrònica, controla el corrent contínuament.
Als interruptors-magnètics tèrmics, hi ha una banda bimetàl·lica que s'escalfa en funció del corrent que hi passa . El corrent normal el manté calent però no és suficient per doblegar-lo. També hi ha una bobina magnètica que produeix un camp magnètic proporcional al corrent.
A les unitats de control electròniques modernes, els transformadors de corrent de cada fase transmeten senyals a un microprocessador que vigila els problemes. Són molt més precisos i es poden ajustar per a diferents corbes i funcions de viatge.
Quan les coses van malament: la seqüència del viatge
Aquí és on es posa interessant. Diguem que es produeix un curtcircuit aigües avall. El corrent dispara fins a milers d'amperes en mil·lisegons.
En un interruptor-magnètic tèrmic, aquest corrent elevat crea instantàniament un fort camp magnètic al voltant de la bobina. El camp estira una armadura que activa el mecanisme, obrint els contactes. Això passa en uns 10 mil·lisegons, menys de mig cicle.
En un interruptor disparat electrònicament, el microprocessador veu la sobreintensitat i envia un senyal a un dispar en derivació o allibera un pestell magnètic. De qualsevol manera, el mecanisme de funcionament s'allibera.
L'arc: i com matar-lo
Quan els contactes comencen a separar-se, la tensió intenta mantenir el corrent que flueix per la bretxa. L'aire s'ionitza, esdevé conductor i es forma un arc. Aquest arc pot arribar a temperatures de diversos milers de graus. Deixat sol, destruiria els contactes i continuaria conduint fins que alguna cosa es fongués.
Aquí és on el tobogan d'arc es guanya. A mesura que el contacte en moviment s'allunya, l'arc es dibuixa cap amunt, ja sigui bufat magnèticament pel propi camp del corrent o guiat mecànicament, cap a la pila de plaques metàl·liques. Cada placa divideix l'arc en arcs més petits en sèrie. Cada divisió afegeix caiguda de tensió i les plaques refreden l'arc. Finalment, la tensió necessària per mantenir tots aquests petits arcs supera el que pot proporcionar el sistema i l'arc s'extingeix.
Tot el procés triga entre 25 i 40 mil·lisegons per a un ACB típic. No instantània, però prou ràpid per limitar els danys.
Energia emmagatzemada: per què els grans trencadors no depenen del múscul
Si alguna vegada heu accionat un gran ACB manualment, sabeu que no només heu de girar un mànec. Primer carregueu les molles bombejant una palanca o deixant funcionar un motor. Aquesta energia emmagatzemada és la que tanca els contactes, ràpid i amb força, independentment de la lentitud que us moveu.
Això és important perquè la velocitat de contacte afecta l'extinció de l'arc. Si tanqueu lentament, els contactes poden rebotar o arquejar abans que estiguin completament fets. Si obriu lentament, l'arc es penja massa. Els mecanismes d'energia emmagatzemada garanteixen una velocitat constant cada vegada.
La diferència entre ACB i trencadors més petits
La gent de vegades confon ACB ambtrencadors de caixa modelato MCCB. Tots dos són interruptors d'aire en cert sentit, però els ACB són generalment més grans, tenen una classificació de corrent continu més alta i sovint inclouen una protecció i un seguiment més sofisticats.
Els ACB també estan dissenyats per ser útils. Podeu obrir-los, inspeccionar els contactes, substituir els canals d'arc i ajustar la configuració. Normalment, un trencador de caixa modelat està segellat; quan estigui acabat, substituïu tota la unitat.
Una altra diferència és com gestionen el corrent de falla. Els MCCB estan dissenyats per limitar el corrent: s'interrompen tan ràpidament que el corrent de falla mai no arriba al màxim. Els ACB estan dissenyats per suportar la falla durant un temps curt mentre els dispositius aigües avall resolen el problema. Aquesta selectivitat és crucial en sistemes grans on no voleu que l'interruptor principal s'encengui per cada petita fallada en un circuit de derivació.
Concepcions errònies comuns
He sentit dir que els ACB estan obsolets, substituïts pel buit o SF6. No és cert per a baixa tensió. L'aire és lliure, no filtra i no requereix cap manipulació especial. Per a tensions inferiors a 1000 V, els trencadors d'aire segueixen sent els cavalls de batalla.
Un altre: que tots els ACB són iguals. No ho són. Alguns utilitzen viatges tèrmics senzills, d'altres tenen un control complet del microprocessador amb comunicació als sistemes de gestió d'edificis. El principi bàsic és el mateix, però la sofisticació varia molt.
I el que em torna boig: "Si s'ha enganxat, només cal que reinicieu-lo i torneu-lo a encendre". No. Primer descobreixes per què s'ha disparat. Els trencadors no es disparen sense cap motiu.
Embolcallant
Llavors, com funciona un interruptor d'aire? Transporta corrent quan hauria de ser, detecta quan el corrent supera els nivells segurs, obre contactes per interrompre aquest corrent i utilitza les propietats de l'aire i un disseny mecànic intel·ligent per extingir l'arc resultant. Ho fa de manera fiable, repetidament i sense gasos ni olis especials.
La propera vegada que passeu per davant d'una en una subestació o planta, sabreu què passa dins d'aquesta caixa metàl·lica. I apreciaràs l'enginyeria que li permet estar allà en silenci durant anys, esperant aquesta fracció de segon quan hagi de fer la seva feina.
Si estàs treballant ambinterruptors de circuit d'airei alguna vegada no us trobeu segur de quin model s'adapta a la vostra configuració, de com marcar la configuració de protecció o simplement voleu passar per una situació complicada amb algú que hi ha estat, estic encantat d'ajudar-vos. Sense sobrecàrrega d'argot tècnic, sense xerrades de vendes insistents, només consells pràctics i honestos d'anys d'experiència pràctica-.
Tant si esteu dimensionant l'equip per a un projecte nou, perseguint un viatge molest o pensant en actualitzar una instal·lació existent, no dubteu a posar-vos en contacte. Assegurem-nos que els vostres trencadors facin exactament el que se suposa que han de fer quan més importa.
Correu electrònic: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931
