Cómo mejora la seguridad eléctrica un interruptor de vacío de media tensión

El interruptor de vacío de media tensión (VCB) es un componente crítico para la seguridad y protección de la distribución de energía en sistemas eléctricos de media tensión (10 kV - 35 kV). Es más eficaz que los antiguos interruptores con extinción por aceite o gas, ya que el VCB utiliza una cámara de vacío para interrumpir las corrientes de falla, aislado rápidamente la sección defectuosa de la red. Son extremadamente confiables en condiciones difíciles, como redes eléctricas urbanas, plantas industriales y complejos comerciales. GPSwitchgear es líder en la optimización del diseño de interruptores de vacío de media tensión para mejorar la seguridad y sus aplicaciones en el mundo real. A continuación se presentan varias formas en que el interruptor de vacío de media tensión mejora la seguridad eléctrica.

El interruptor de vacío de media tensión se enfoca en prevenir de forma rápida, eficaz y segura los riesgos por arco eléctrico

En los sistemas de media tensión, los arcos eléctricos encabezan la lista de peligros más graves. Para contextualizar, generan una temperatura extremadamente alta de 20.000 grados Celsius y pueden fundir metales, dañar aislamientos e incluso causar incendios y explosiones. El interruptor de vacío en media tensión combina lo mejor de ambos mundos al incorporar las extraordinarias propiedades de extinción de arco del vacío. Cuando ocurre un problema, como un cortocircuito, el interruptor de vacío en media tensión separa rápidamente sus contactos dentro de una cámara de vacío. Gracias al entorno de vacío, se evita la formación de gases ionizados (que mantienen el arco en otros interruptores), extinguiendo así el arco en 1 a 2 ciclos (hasta 0,04 segundos en un sistema de 50 Hz). Esto es mucho más rápido que los interruptores de aceite o aire aislado y reduce el tiempo de exposición al arco, minimizando el riesgo de incendio y daños. Por ejemplo, en un sistema de distribución de energía industrial de 10 kV, una falla por cortocircuito en un cable activa el interruptor de vacío en media tensión para interrumpir la corriente y extinguir el arco casi instantáneamente, evitando que se propague al equipo de conmutación adyacente.

El interruptor de vacío de media tensión de GPSwitchgear utiliza cámaras de vacío premium que tienen un grado de vacío de 10⁻⁶ Pa o superior, mejorando aún más la seguridad con un rendimiento estable de extinción de arco durante más de 20 años.

Excelente rendimiento de aislamiento del interruptor de vacío de media tensión para prevenir riesgos de fugas  

La falla de aislamiento en sistemas de media tensión puede provocar fugas de corriente, fallos en equipos y descargas eléctricas a empleados. El interruptor de vacío de media tensión (VCB) depende del aislamiento debido a dos diseños esenciales: primero, la construcción de la cámara de vacío; dado que incorpora una cámara de vacío, esta funcionará como una cámara de aislamiento. El vacío evitará la fuga de corriente entre los contactos a cualquier voltaje nominal, ya que tiene una resistencia dieléctrica mucho mayor que el aire o el aceite. La segunda característica que incorpora el VCB de media tensión es el uso de resina epoxi o materiales cerámicos para el alojamiento de la cámara de vacío, duraderos frente a la humedad, el polvo y la corrosión química. Por lo tanto, se evita la falla de aislamiento debida a la humedad. Los interruptores de vacío de media tensión no utilizan aceite ni gas que pueda fugarse, lo que los hace seguros para instalaciones interiores y exteriores (a diferencia de los interruptores en aceite, que pueden presentar fugas y fallas por deterioro del aislamiento con el aceite). Por ejemplo, las zonas costeras seguras en áreas industriales pesadas son ideales para los VCB, ya que la humedad del aire y la niebla salina no obstruirán el alojamiento de aislamiento ni la cámara de vacío del VCB. El VCB puede seguir funcionando y prevenir fallas por fuga de aislamiento de voltaje. Todos los VCB de media tensión adquiridos deben superar las pruebas de tensión soportada en corriente alterna y de descarga parcial para cumplir con las normas internacionales de aislamiento y seguridad.

El interruptor de vacío de media tensión garantiza la protección del equipo mediante la interrupción precisa de la corriente

Las fallas en los sistemas de media tensión incluyen corrientes de cortocircuito, sobrecarga y falla a tierra, y pueden poner en riesgo transformadores y otros equipos costosos. Con transformadores de corriente de falla costosos, los interruptores de vacío de media tensión (VCB) pueden identificar y interrumpir con precisión las corrientes de falla porque están equipados con sistemas avanzados de protección integrada y pueden trabajar junto con relés protectores dinámicos. Estos relés analizan eficazmente los sistemas eléctricos en tiempo real y se comunican con el VCB de media tensión cuando detectan una falla, activando instantáneamente el mecanismo de interrupción de la corriente de falla. Sin embargo, los VCB no interrumpirán corrientes que excedan el valor máximo soportable del equipo de media tensión. Por ejemplo, los VCB de media tensión para sistemas de potencia de 20 kV pueden interrumpir corrientes de falla hasta 20 kA y evitar que fluya corriente excesiva a través de los transformadores y cables. Esto protege al sistema contra daños en el aislamiento y daños mecánicos durante sobrecargas. Por ejemplo, una condición de sobrecarga defectuosa causada por la operación simultánea de sistemas en un sistema de potencia de un complejo comercial de 20 kV activará los relés de protección para mantener la protección contra sobrecarga en el transformador principal.

GPSwitchgear ofrece interruptores de vacío de media tensión que utilizan un mecanismo electromagnético o un mecanismo operado por resorte para garantizar una separación rápida de los contactos, asegurando que la interrupción de la corriente de falla ocurra dentro del tiempo seguro establecido.

Los riesgos de mantenimiento de los interruptores de vacío de media tensión son bajos gracias al mínimo mantenimiento requerido

Los interruptores de vacío de media tensión provocan menos carga de trabajo debido a sus bajos requisitos de mantenimiento. Otros interruptores, como los interruptores en aceite, requieren actividades repetidas de mantenimiento, como cambios de aceite, limpieza de contactos, ajustes de presión de gas y muchas más. Estas actividades aumentan los costos operativos y exponen al personal de mantenimiento a riesgos eléctricos. El interruptor de vacío funciona bajo el principio de conservación de componentes. Su cámara de vacío y sus partes de contacto tienen ciclos operativos largos —más de 10.000 operaciones— antes de requerir el mantenimiento rutinario inicial. El mantenimiento de los mecanismos operativos y la lubricación de los medios auxiliares (circuitos de control) puede realizarse sin necesidad de desmontar la cavidad de alta tensión, eliminando así las actividades de mantenimiento con riesgo de alta tensión. Esto permite que el personal tenga menor exposición a alta tensión y evita trabajos como el mantenimiento en contactos quemados. Dichos ciclos de mantenimiento se aplican al mantenimiento realizado en interruptores de vacío de media tensión ubicados en lugares remotos. En comparación con el mantenimiento trimestral de los interruptores en aceite, los interruptores de vacío de media tensión ubicados en lugares remotos tienen ciclos de mantenimiento de entre 3 y 5 años. Esto reduce sustancialmente el mantenimiento en el interruptor. Dichos riesgos se minimizan en el diseño modular de interruptores de media tensión VCB de GPSwitchgear. Este diseño permite realizar mantenimiento en los auxiliares sin afectar la cámara de vacío, reduciendo así el riesgo de un mantenimiento deficiente y la exposición del trabajador.

El interruptor de vacío de media tensión soporta funciones de enclavamiento para evitar errores operativos

Los sistemas de media tensión tienen un alto potencial de incidentes peligrosos y fatales debido a operaciones incorrectas, por ejemplo, cerrar el interruptor sobre una línea defectuosa o abrir incorrectamente el interruptor durante una carga normal no autorizada. El VCB cuenta con mecanismos de enclavamiento integrados para reducir el riesgo de operaciones erróneas. En primer lugar, el VCB tiene un enclavamiento mecánico con el desconectador. El VCB solo puede cerrarse cuando el desconectador está en posición, evitando así el cierre sobre un circuito abierto. El VCB también dispone de un enclavamiento eléctrico con el sistema de control. El VCB solo puede ser operado por personal autorizado con el código de acceso correcto o una llave de control, impidiendo aperturas y cierres no autorizados. El VCB también posee un sistema de enclavamiento de estado. Si la cámara de vacío del VCB presenta fugas, los sensores de presión detectarán un fallo de arco y bloquearán el interruptor, impidiendo su funcionamiento durante la interrupción de corriente. Un ejemplo práctico sería en una sala de equipos de media tensión donde, si un operador intenta cerrar el interruptor de una línea defectuosa hacia el VCB, el enclavamiento mecánico evitará daños al equipo deteniendo al operador de cerrar el interruptor.

El interruptor de media tensión VCB de GPSwitchgear registra todos los registros de operación, permitiendo a la gestión rastrear y evaluar las funciones, reduciendo el riesgo de errores operativos intencionales o no intencionales.