El disyuntor aire-aire es un dispositivo de protección de bajo o alto voltaje que utiliza aire como medio aislante y de extinción de arco. Su función principal es proteger equipos y personas mediante una rápida interrupción del circuito. El principio de funcionamiento se puede dividir en tres etapas: conmutación normal, interrupción de fallas y extinción de arco. Combina mecanismos mecánicos y eléctricos para una protección confiable. Aquí hay una mirada más cercana:
I. Estructura básica y componentes básicos
El disyuntor de aire consta de los siguientes componentes clave, que trabajan juntos para brindar protección:
Sistema de enlace
Contacto de movimiento y estático: circuito guía cuando está cerrado, arco cuando está desconectado.
Material de contacto: Hecho de aleaciones resistentes a altas temperaturas y al arco, como el tungsteno de plata, para reducir el desgaste y la oxidación.
Fuego de arco
Rejilla de arco: Fabricada con placas de metal, el arco se divide en secciones cortas, aumentando el área de disipación de calor.
Eje del arco: guía el arco hacia el interior de la rejilla para evitar que se escape.
Sección de Servicios Vehiculares (Dispositivo de Protección)
Unidad de Disparo Térmico: Disparador que dispara y proporciona protección contra sobrecargas por flexión térmica de una tira bimetálica.
Dispositivo de disparo electromagnético: el efecto magnético de la corriente se utiliza para generar atracción e interrumpir rápidamente la corriente del circuito de cortocircuito.
Dispositivo de disparo electrónico (opcional): Microprocesador integrado para una protección precisa contra sobrecargas, cortocircuitos y fallas a tierra.
Mecanismos operativos
Muelle acumulador de energía: disparo del acumulador de energía para asegurar un rápido accionamiento.
Mecanismo de conexión: pasa fuerza operativa a los contactos que están cerrados o abiertos.
Componentes de funda y aislamiento.
Carcasa aislante (como disyuntores de caja moldeada): aísla las partes vivas para evitar la electrocución.
Estructura enmarcada (como un interruptor de caja): admite componentes de gran capacidad para aumentar la resistencia mecánica.
ii. Cómo funciona: De cerrado a abierto.
1. Cierre normal
Contacto cerrado: el mecanismo operativo libera energía a través del resorte de almacenamiento de energía y el contacto móvil está en estrecho contacto con el contacto estático, completando el circuito.
Flujo de corriente: la corriente fluye hacia la carga a través de la unión y la barra colectora para garantizar el funcionamiento normal del 2. Detección y activación de fallas.
El arrancador activa el disyuntor de fallas del circuito cuando:
Sobrecarga: cuando la corriente excede el nivel nominal pero no alcanza el nivel de cortocircuito-, las dos-bandas metálicas del trío de calor se doblan bajo el calor, impulsando la palanca de disparo y disparando el disyuntor.
Cortocircuito: cuando la corriente aumenta rápidamente (p. ej., varias veces la corriente nominal), la bobina de disparo electromagnético produce un fuerte campo magnético que atrae la armadura y tira directamente del mecanismo operativo, lo que provoca que se dispare el disyuntor.
Subtensión/pérdida de voltaje: cuando el voltaje es inferior al nominal, se libera el disparo de bajo voltaje y el disyuntor se abre automáticamente.
3. Proceso de Disparo y Extinción del Arco
Separación de contactos: El mecanismo operativo separa rápidamente el contacto móvil del contacto estacionario, creando un arco de electricidad entre ellos.
Guía de arco: el domo guía el arco hacia las rejillas de extinción de arco que dividen el arco largo en arcos más cortos.
Arco extinguido:
Alargamiento del arco: aumenta la longitud del arco, aumenta el área de disipación de calor.
Efecto de enfriamiento: la convección del aire elimina el calor y reduce la temperatura del arco por debajo del valor crítico requerido para mantener la combustión. Desionización: el arco recombina iones y electrones en un arco para restaurar las propiedades aislantes.
4. Desconexión completada
Contactos totalmente separados: el arco se extingue por completo y el circuito se desconecta de forma fiable.
Preparación de reinicio: reinicie manual o automáticamente el mecanismo operativo en preparación para el próximo apagado.
III. Tecnología clave: optimización de los mecanismos de extinción de arco.
El desempeño del disyuntor de aire tiene una influencia directa en el desempeño de su disyuntor de interrupción. El diseño moderno mejora la eficiencia de extinción del arco mediante:
Rejillas de extinción de arco de varias etapas
Aumentar el número de rejillas conduce a una segmentación del arco más fina, lo que permite una disipación de calor más rápida.
Optimice el espaciado de la red, equilibre la distribución del campo eléctrico y reduzca el riesgo de reencendido del arco.
Aplicaciones-Materiales generadores de gas
La pared interior de la campana de arco está recubierta con un material productor de gas (tal como un material aislante orgánico). El arco se descompone a alta temperatura para producir gas, formando un flujo de aire a alta presión, expulsando el arco y acelerándolo.
Arco magnético extinguido
El campo magnético permanente o la bobina electromagnética se coloca en la cámara de extinción del arco y el campo magnético atrae el arco hacia la puerta de extinción del arco, lo que mejora la velocidad de extinción del arco. Tecnología limitante actual
Las resistencias limitadoras de corriente o contacto rápido-se utilizan para limitar el valor máximo de la corriente del circuito de cortocircuito-y reducir la dificultad de extinción del arco.
IV. INTRODUCCIÓN Escenarios de aplicación típicos
Los disyuntores de aire se utilizan ampliamente en las siguientes situaciones. Elija diferentes tipos según el volumen y la funcionalidad:
Bajo voltaje (menor o igual a 1250A)
Disyuntores de caja moldeada: utilizados en control de motores industriales, distribución comercial, iluminación residencial y otros campos.
Disyuntores en miniatura: Protege los circuitos domésticos, como enchufes y circuitos de iluminación.
Media y Alta Tensión (630A y superior)
Disyuntores-montados en marco (ACB): interruptores principales para equipos industriales grandes, protección contra cortes de energía en plantas de energía, sistemas de suministro de energía para centros de datos.
Ambientes Especiales
Disyuntores de aire-a prueba de explosiones: se utilizan en plantas químicas, minas de carbón y otros entornos inflamables y explosivos.
Disyuntor de aire CC: protege el lado CC de la generación de energía renovable (por ejemplo, fotovoltaica, energía eólica).
V. Puntos clave de selección y mantenimiento
Parámetros de selección
Clasificado: voltaje del circuito correspondiente (por ejemplo, 400 V CA, 1000 V CC). Corriente nominal: Corriente máxima de trabajo mayor o igual al circuito con cantidad residual.
Capacidad de corte: corriente de cortocircuito-esperada mayor o igual a 50 kA, 100 kA.
Características de disparo: El tipo B, C o D se seleccionan según el tipo de carga (el tipo B es para equipos electrónicos y el tipo D es para arranque de motor).
Recomendaciones de mantenimiento
Inspección periódica: observe el desgaste de los contactos y la integridad de la rejilla de extinción del arco, así como la eliminación de polvo y cuerpos extraños.
Pruebas funcionales: Anualmente se realizan pruebas de desconexión manual y disparo automático para garantizar un funcionamiento confiable.
Control ambiental: evite la humedad y los gases corrosivos, evite la disminución del rendimiento del aislamiento. VI. INTRODUCCIÓN Disyuntores de aire versus otros disyuntores
Comparación de dimensiones: Disyuntor de aire (ACB) Disyuntor de vacío (VCB) Disyuntor de SF6
Medio de extinción del arco: aire, vacío, gas SF6
Capacidad de trituración: media (presión media a baja) alta (presión media a alta) muy alta (presión media y ultra{0}}alta)
Costos de mantenimiento: altos o bajos (sin riesgo de fugas de gas) (se requieren controles regulares del nivel de vacío) (altos (se requiere detección de fugas de SF6)
Impacto medioambiental: no-contaminante El SF6 no-contaminante es un potente gas de efecto invernadero
Usos: redes de distribución de bajo voltaje-industriales, comerciales y residenciales; sistemas de media-tensión para centrales eléctricas y subestaciones; líneas de transmisión de alto-voltaje
