Principio de diseño de seccionadores para supresores de sobretensiones de alto-voltaje

1. Funciones principales y objetivos de diseño

funcionamiento normal: Conectado en serie con el pararrayos, el seccionador presenta baja resistencia y mantiene el circuito conductivo, sin imponer ningún impacto adverso en el voltaje del sistema ni en las características de protección del pararrayos.

Protección contra fallas: Cuando el pararrayos sufre envejecimiento, entrada de humedad o cortocircuito-de avería, la corriente de cortocircuito-de frecuencia de alimentación-fluye a través del circuito. El seccionador actúa rápidamente para cortar el terminal de tierra, aislar el equipo defectuoso y prevenir accidentes secundarios como explosión del pararrayos y disparo de línea.

Indicación de fallo: Se mostrará una marca de disparo visible después de la operación, lo que permitirá al personal de mantenimiento localizar y reemplazar rápidamente el pararrayos defectuoso.

2. Principales tipos y principios de funcionamiento

2.1 Tipo de fusible térmico (comúnmente utilizado para distribución y sistemas de bajo-voltaje)

Estado normal: la corriente de fuga es extremadamente pequeña y genera calor insignificante. El fusible permanece intacto y el circuito permanece cerrado.

Estado de falla: la corriente de cortocircuito-de frecuencia-de energía (de decenas a cientos de amperios) pasa a través del fusible. El calor Joule eleva la temperatura y derrite el enlace. Impulsado por la fuerza del resorte o la gravedad, el mecanismo de disparo opera para desconectar el terminal de tierra.

2.2 Tipo de explosión térmica (principal para sistemas de voltaje medio y alto-, incluidos los tipos de resistencia/condensador en paralelo)

Estado normal: el descargador mantiene una alta resistencia, por lo que solo una pequeña fracción de corriente fluye a través de la resistencia en paralelo. La separación del electrodo sigue siendo no-conductora y el circuito está cerrado.

Estado de falla: el descargador está en cortocircuito-y una corriente de gran frecuencia-potencia fluye a través de la resistencia en paralelo. La resistencia se calienta y el voltaje aumenta, lo que provoca la ruptura de la distancia entre electrodos. El arco eléctrico resultante enciende el elemento explosivo térmico. El gas generado empuja el pistón o percutor para cortar el circuito rápidamente.

2.3 Tipo electromagnético (producto de nueva-generación)

Estado normal: el imán permanente proporciona succión para mantener los contactos cerrados y no fluye corriente a través de la bobina.

Estado de falla: la corriente de cortocircuito-pasa a través de la bobina y genera un campo magnético inverso para contrarrestar la succión del imán permanente. Los contactos se separan y el circuito de tierra se desconecta.

3. Consideraciones clave de diseño

Coincidencia actual: Seleccione el seccionador de acuerdo con la corriente de falla máxima del descargador correspondiente, para garantizar un disparo confiable y evitar un mal funcionamiento.

Coordinación de aislamiento: La rigidez dieléctrica del gabinete no debe ser inferior a la tensión nominal del descargador para evitar descargas eléctricas en la superficie.

Características operativas:

Para el tipo de fusible térmico: optimice la característica \\(I^2t\\) para garantizar una fusión confiable bajo corriente de cortocircuito-.

Para el tipo de explosión térmica: diseñe con precisión el voltaje de ruptura del espacio y la energía explosiva para lograr un nivel de disparo de milisegundos-.

Fiabilidad mecánica: Desplazamiento o indicación evidente después de la operación para evitar errores de juicio; garantiza un movimiento flexible sin atascos ni desconexión accidental durante el funcionamiento-a largo plazo.

Adaptabilidad ambiental: Capaz de soportar temperaturas ambiente de -40 grados a +70 grados, así como condiciones de funcionamiento húmedas y contaminadas para un servicio estable al aire libre a largo plazo.

4. Secuencia de operación (tomando el tipo de explosión térmica como ejemplo)

Funcionamiento normal del descargador: el seccionador es conductor de corriente de fuga a nivel de microamperios-y permanece inactivo.

Fallo del pararrayos: se produce un cortocircuito interno-y la corriente de cortocircuito-de frecuencia-de potencia-de nivel de kiloamperios-fluye a través del circuito.

Respuesta del seccionador: La resistencia paralela se calienta → la distancia entre electrodos se rompe → el arco eléctrico enciende el elemento explosivo térmico → el terminal de tierra se desconecta instantáneamente.

Aislamiento de fallas: el descargador defectuoso está aislado de la red eléctrica para evitar explosiones y disparos de línea.

Identificación de mantenimiento: el seccionador salta o se cae para indicar una falla para un reemplazo oportuno.

5. Lógica de diseño general