Un cuadro eléctrico de alta tensión es cualquier cuadro eléctrico utilizado para conectar o desconectar una parte de un sistema eléctrico de alta tensión . Este equipo es esencial para la protección y el funcionamiento seguro, sin interrupciones, de un sistema eléctrico de alta tensión, y es importante porque está directamente relacionado con la calidad del suministro eléctrico.
El término "alta tensión" engloba tanto la antigua media tensión (MT) como la antigua alta tensión (AT), por lo que se refiere a equipos con una tensión nominal superior a 1000 V en el caso de corriente alterna , y superior a 1500 V en el caso de corriente continua . Las aplicaciones industriales de los disyuntores de alta tensión se limitan por el momento a la corriente alterna por ser más económicos, sin embargo existen seccionadores de alta tensión para conexiones de corriente continua.
Los equipos de conmutación de alta tensión se inventaron a finales del siglo XIX para el funcionamiento de motores y otras máquinas eléctricas. [1] La tecnología se ha ido mejorando con el tiempo y se puede utilizar con tensiones de hasta 1100 kV. [2]
Los seccionadores y seccionadores de puesta a tierra son dispositivos de seguridad que se utilizan para abrir o cerrar un circuito cuando no circula corriente por ellos. Se utilizan para aislar una parte de un circuito, una máquina, una parte de una línea aérea o una línea subterránea de forma que se puedan realizar tareas de mantenimiento de forma segura.
La apertura del seccionador de línea o del seccionador de sección de barras es necesaria para la seguridad, pero no suficiente. La conexión a tierra debe realizarse tanto en la sección anterior como en la posterior del dispositivo en mantenimiento. Esto se logra mediante seccionadores de puesta a tierra.
En principio, los seccionadores no tienen por qué interrumpir corrientes, ya que están diseñados para su uso en circuitos sin corriente. En la práctica, algunos son capaces de interrumpir corrientes (hasta 1.600 amperios a 300 V, pero solo si la corriente se extrae a través de un mismo sistema de derivación de medio disyuntor), y algunos seccionadores de puesta a tierra deben interrumpir corrientes inducidas que se generan en una línea que no transporta corriente mediante acoplamiento inductivo y capacitivo con líneas cercanas (hasta 160 A a 20 kV). [3]
Los mecanismos de conmutación de alta corriente se utilizan para circuitos energizados que transportan una carga normal. Algunos pueden utilizarse como interruptores de desconexión, pero si pueden crear una corriente de cortocircuito, no pueden interrumpirla. [4] [5]
Los contactores tienen una función similar a la de los mecanismos de conmutación de alta corriente, pero pueden utilizarse a velocidades más altas. Tienen una gran resistencia eléctrica y mecánica. [6]
Un fusible puede interrumpir automáticamente un circuito en el que circula una sobrecorriente durante un tiempo determinado. Esto se logra mediante la fusión de un conductor eléctrico que está graduado.
Los fusibles se utilizan principalmente para proteger contra cortocircuitos . Limitan el valor pico de la corriente de falla.
En la energía eléctrica trifásica , solo se eliminan las fases por donde circula la corriente de falla, lo que puede suponer un riesgo tanto para los dispositivos que fallan como para las personas. Para paliar este problema, se pueden utilizar fusibles en combinación con interruptores o contactores de alta corriente.
Al igual que los contactores, los fusibles de alto voltaje se utilizan solo en la banda de 30 kV a 100 kV. [ cita requerida ]
Un disyuntor de alto voltaje es capaz de conectar, transportar y desconectar corrientes por debajo del voltaje nominal (el voltaje máximo del sistema de energía que está protegiendo).
En condiciones normales de funcionamiento, los disyuntores pueden utilizarse para desconectar una línea. También pueden utilizarse para interrumpir la corriente cuando se detectan anomalías, como un cortocircuito.
Los disyuntores son elementos esenciales de los sistemas eléctricos de alta tensión porque son el único medio para interrumpir de forma segura una corriente de cortocircuito . La norma internacional IEC 62271-100 define las exigencias vinculadas a las características de un disyuntor de alta tensión. [7]
El interruptor puede estar equipado con dispositivos electrónicos para conocer en todo momento su estado, como desgaste o presión de gas, y detectar averías a partir de derivadas características. También puede permitir operaciones de mantenimiento planificadas y evitar averías. [8] [9]
Para operar en líneas largas, los disyuntores están equipados con una resistencia de cierre para limitar las sobretensiones . [10] [11]
Pueden estar equipados con dispositivos para sincronizar el cierre y/o la apertura, para limitar las sobretensiones y las corrientes de entrada de las líneas, de los transformadores en descarga , de las reactancias shunt y de los bancos de condensadores . [12] [13]
Algunos dispositivos están diseñados para tener las características del disyuntor y del seccionador, [14] pero su uso no está muy extendido.