Como um Disjuntor de Aterramento de Alta Tensão Garante a Proteção do Sistema

Quando o sistema elétrico atinge uma alta tensão superior a 35 kV, o interruptor de aterramento de alta tensão torna-se uma parte muito importante do equipamento de manobra. Ele protege tanto o sistema elétrico quanto o operador do sistema. É um componente essencial de um conjunto de equipamentos de manobra e trabalha em conjunto com disjuntores, seccionadores e relés de proteção. Ajuda a mitigar tensões residuais, correntes de falha e danos aos equipamentos do sistema. A GPSwitchgear é um fabricante especializado em equipamentos de manobra que integra interruptores de aterramento de alta tensão em suas soluções com projetos de alto nível. Isso proporciona proteção completa para redes elétricas, instalações industriais e grandes infraestruturas. Neste artigo, discutiremos as diferentes formas pelas quais o interruptor de aterramento de alta tensão oferece proteção ao sistema.

Interruptor de Aterramento de Alta Tensão Descarrega a Tensão Residual para Proteger Equipamentos e Pessoal

Ainda assim, pode levar algum tempo para descarregar após a desconexão total do disjuntor principal do conjunto de comutação. Equipamentos como transformadores ociosos, cabos e capacitores, equipamentos de alta tensão e até componentes do conjunto de comutação podem ficar carregados e mesmo tornar-se perigosos para a equipe de manutenção. Os interruptores de aterramento de alta tensão atuam como descarregadores, fornecendo caminhos rápidos e de baixa resistência para a terra, aterrando componentes de alta tensão por meio do interruptor de aterramento de alta tensão.

Os disjuntores de aterramento em alta tensão descarregam até um nível seguro e mantêm os níveis abaixo de 50 Volts. Este dispositivo leva apenas alguns segundos para descarregar a carga dos interruptores de alta tensão após a ativação do disjuntor de aterramento em alta tensão. Um exemplo claro é após uma parada em um conjunto de comutação e transformador de 110 kV, quando o disjuntor de aterramento em alta tensão é ativado para descarregar os enrolamentos do transformador, evitando descargas perigosas e permitindo trabalhos de manutenção seguros. Altos arcos e ruptura da isolação são evitados simplesmente ao serem abertos.

O disjuntor de aterramento em alta tensão da GPSwitchgear descarrega rapidamente e com segurança enrolamentos carregados em um transformador, por meio de componentes de comutação de liga de cobre de baixa resistência e alta resistência de contato, garantindo uma descarga de baixa resistência.

Níveis altos e perigosos de carga podem ser ativados para comutadores classificados para descarga e comutadores de ajuste, comutadores de descarga elevada e comutadores de descarga pesada e componentes de baixa liga de cobre

Interruptor de Aterramento de Alta Tensão Isola Seções Com Falha para Evitar a Propagação de Falhas

Uma falha em um sistema de alta tensão, como um curto-circuito ou uma falha de isolamento, aciona um interruptor de aterramento. A seção com defeito é isolada enquanto outros componentes do disjuntor contêm o problema, impedindo que a falha se espalhe por toda a rede. Após a abertura do disjuntor no conjunto de manobra para interromper a corrente de falha, um interruptor de aterramento é ativado para aterrar a linha ou equipamento com defeito. Ao fazer isso, estabelece-se um limite claro na seção com defeito, enquanto o restante do sistema permanece operacional. Isso permite que a equipe de manutenção trabalhe na falha sem perturbar a rede em funcionamento. Por exemplo, em uma rede elétrica de 220 kV, se ocorrer uma falha em um cabo de uma linha alimentadora do conjunto de manobra, é possível ativar o interruptor de aterramento de isolamento para essa alimentadora, encapsulando o cabo com defeito, enquanto todas as demais alimentadoras continuam alimentando o sistema. O interruptor de aterramento de alta tensão do conjunto de manobra também suporta intertravamento com o disjuntor do conjunto de manobra da GPSwitchgear. Isso reforça a segurança adicional no isolamento de falhas, evitando o aterramento de equipamentos energizados. Após a atuação do disjuntor, o interruptor de aterramento do conjunto de manobra é então ativado.

Como os Disjuntores de Aterramento de Alta Tensão Controlam e Previnem Arcos  

Os arcos elétricos são um dos componentes mais perigosos dos comutadores em altas tensões. Podem atingir temperaturas extremas (acima de 10.000 ℉). Fundem metal, danificam o isolamento, explodem e podem causar mau funcionamento do comutador. Ter um disjuntor de aterramento de alta tensão ajuda a reduzir significativamente os riscos de arco. Isso ocorre ao eliminar as diferenças de tensão entre os componentes. Quando o comutador está em modo de manutenção, o disjuntor de aterramento de alta tensão garante que todos os componentes estejam no mesmo potencial (potencial de terra). Isso evita diferenças de tensão e arcos potenciais. Além disso, se um comutador for acidentalmente reenergizado (erro humano ou mau funcionamento), o disjuntor de aterramento de alta tensão oferece um caminho de baixa resistência para a corrente de falha. Isso aciona os relés de proteção do comutador, minimizando a duração do arco. Por exemplo, em painéis de comutadores de 330 kV, o disjuntor de aterramento de alta tensão mantém o potencial de terra no barramento e no desconector para evitar arcos durante a manutenção. Isso é útil, pois previne arcos causados por contatos acidentais entre componentes energizados e componentes aterrados. O disjuntor de aterramento de alta tensão da GPSwitchgear é construído com recursos de extinção de arco, como câmaras de extinção de arco, para suprimir ainda mais pequenos arcos durante as operações do interruptor.

Interruptor de Aterramento de Alta Tensão Aumenta a Proteção de Isolação contra Sobretensão em Chaves

A instalação de um sistema de isolamento em comutadores de alta tensão é necessária para a segurança do sistema; caso contrário, pode levar a curto-circuitos, danos aos equipamentos e interrupções de energia. O interruptor de aterramento de alta tensão protege o isolamento do comutador contra sobretensões. Sobretensões temporárias (como sobretensões provocadas por raios e por manobras de comutação) podem ocorrer durante a operação do sistema e exceder a tensão suportável de isolamento do comutador. A tensão excessiva sobre o isolamento é aliviada quando o interruptor de aterramento de alta tensão é utilizado em conjunto com os para-raios de surto do isolamento do comutador. Por exemplo, quando ocorre um raio próximo ao comutador, a combinação do interruptor de aterramento de alta tensão e do para-raios desvia com segurança a descarga atmosférica para o solo, protegendo o comutador contra ruptura do isolamento por alta tensão. O interruptor de aterramento de alta tensão da GPSwitchgear fornece aterramento seco para evitar mau aterramento e protege contra falhas de isolamento causadas por tensão residual. É ecológico, robusto e projetado para resistir à corrosão em ambientes extremos, como alta umidade, névoa salina e corrosão.

Interruptor de Aterramento de Alta Tensão Fornece Indicação Clara do Status para Segurança de Chaves

A segurança exige uma definição precisa do status para a operação e manutenção de chaves, pois um status indefinido pode levar a erros de operação e acidentes potenciais. Os disjuntores de alta tensão com aterramento são equipados com monitores de status confiáveis que indicam se a unidade está na posição "aterrada" ou "aberta", integrando o status dos disjuntores de aterramento ao status geral do conjunto de chaves. Os indicadores podem ser mecânicos, como ponteiros de posição, ou eletrônicos, como luzes LED, garantindo que os operadores possam verificar o status da chave à distância. Em salas grandes de chaves com vários disjuntores de aterramento de alta tensão, os operadores podem verificar o status das chaves usando as luzes LED como indicadores. Isso facilita o processo e simplifica a identificação do status da chave, ajudando os operadores a evitar a ativação incorreta. O disjuntor de aterramento de alta tensão da GPSwitchgear também envia sinais de status ao sistema central de controle do conjunto de chaves para monitoramento remoto e registro das operações de chaveamento. Essa definição precisa do status garante que o conjunto de chaves esteja em estado seguro antes do início dos trabalhos, eliminando erros de julgamento durante a manutenção e aumentando a proteção do sistema.