Diferenças e aplicações de disjuntores, chaves de carga e seccionadores.

Disjuntores, chaves de carga e seccionadores são componentes essenciais em sistemas elétricos, e embora a maioria dos eletricistas esteja familiarizada com esses termos, pode haver alguma confusão em relação às suas diferenças e aplicações. Para iniciantes na área elétrica, as distinções entre esses dispositivos podem ser particularmente intimidantes.
Um disjuntor é projetado para fechar, conduzir e interromper a corrente em condições normais e anormais do circuito, incluindo curto-circuitos, dentro de um prazo específico. É um dispositivo de segurança crucial que protege os circuitos elétricos contra danos causados ​​por sobrecarga ou curto-circuito.
Um interruptor de carga, por outro lado, fica entre o disjuntor e a chave seccionadora. Ele possui um dispositivo simples de extinção de arco que permite interromper correntes de carga nominais e certas correntes de sobrecarga. No entanto, ele não pode interromper correntes de curto-circuito. Os interruptores de carga são frequentemente usados ​​em situações onde é necessário o chaveamento frequente de cargas, como em sistemas de distribuição ou circuitos de controle de motores.
Uma chave seccionadora, também conhecida como desconector, é usada para desconectar o circuito em condições de ausência de carga. Seu principal objetivo é fornecer um ponto de desconexão visível entre o equipamento de manutenção e a fonte de alimentação, garantindo a segurança dos técnicos de manutenção. Como as chaves seccionadoras não possuem dispositivos específicos para extinção de arco elétrico, elas não podem ser usadas para interromper correntes de carga ou curto-circuito. Portanto, devem ser acionadas somente quando o disjuntor já tiver desconectado o circuito.
Então, quais são as principais diferenças entre esses três dispositivos? Os disjuntores são projetados para proteger os circuitos contra sobrecargas e curtos-circuitos, as chaves de carga são usadas para a comutação frequente de cargas e as chaves seccionadoras fornecem um ponto de desconexão seguro para fins de manutenção.
Em relação às suas aplicações, os disjuntores são normalmente instalados no painel de distribuição principal ou em subpainéis para proteger circuitos individuais. As chaves de carga podem ser encontradas em sistemas de distribuição, circuitos de controle de motores ou outras aplicações onde a comutação frequente de cargas é necessária. As chaves seccionadoras são frequentemente usadas em painéis de distribuição, subestações ou outros locais onde o pessoal de manutenção precisa trabalhar em equipamentos elétricos sem carga.
Em resumo, compreender as diferenças entre disjuntores, chaves de carga e chaves seccionadoras é crucial para profissionais da área elétrica. Ao familiarizar-se com suas características e aplicações específicas, você garante a operação segura e eficiente de seus sistemas elétricos.

▶ 01 Explicação dos termos chave de carga, seccionador e disjuntor

Interruptor de carga:
Função: Pode interromper e cortar diversas correntes em condições normais de funcionamento, como corrente de carga, corrente de excitação, corrente de carga e corrente do banco de capacitores.
Aplicação: Pode ser usado sozinho em circuitos que exigem pontos de desconexão óbvios devido a requisitos de especificação.
Condições de operação: Pode operar sob carga, ou seja, pode ser ligado e desligado enquanto energizado.
Interruptor de isolamento (desconector):
Função: Proporciona uma distância de isolamento entre os contatos quando na posição dividida e uma marca de desconexão visível. Quando fechado, pode conduzir corrente em condições normais e anormais do circuito (como curtos-circuitos), mas não foi projetado para interromper correntes de falha.
Aplicação: Frequentemente utilizado em conjunto com disjuntores para garantir que haja um ponto de desconexão óbvio no circuito.
Condições de funcionamento: Não pode ser operado sob carga; só pode ser aberto e fechado quando o circuito não estiver energizado.
Disjuntor:
Função: Pode fechar, conduzir e interromper a corrente em condições normais e anormais do circuito (incluindo curto-circuito) dentro de um tempo especificado. É projetado para proteger os circuitos contra danos causados ​​por sobrecarga ou curto-circuito.
Aplicação: Normalmente utilizado no painel de distribuição principal ou em subpainéis para proteger circuitos individuais. Frequentemente usado em conjunto com chaves seccionadoras.
Condições de funcionamento: Pode operar tanto em condições normais quanto anormais do circuito.
Em resumo, a chave de carga, a chave seccionadora e o disjuntor possuem funções e aplicações específicas. A chave de carga é projetada para chavear cargas, a chave seccionadora proporciona um ponto de desconexão seguro e o disjuntor protege os circuitos contra danos. Compreender essas diferenças é crucial para garantir a operação segura e eficiente dos sistemas elétricos.

▶ 02 Introdução aos tipos de chave de carga, seccionador e disjuntor

Os interruptores de carga, os interruptores de isolamento e os disjuntores são divididos em alta e baixa tensão;

1. Para o interruptor de carga:

Existem seis tipos principais de interruptores de carga de alta tensão:

① Chave de carga de alta tensão com geração de gás sólido: utiliza a energia do próprio arco de ruptura para fazer com que o material gerador de gás na câmara de arco gere gás para extinguir o arco. Sua estrutura é relativamente simples e é adequada para produtos de 35 kV ou menos.

② Interruptor pneumático de alta tensão: utiliza o gás comprimido do pistão para extinguir o arco durante o processo de interrupção. Sua estrutura é relativamente simples e é adequada para produtos de até 35 kV.

③ Chave de carga de alta tensão a ar comprimido: utiliza ar comprimido para extinguir o arco e pode interromper uma corrente elevada. Sua estrutura é relativamente complexa e é adequada para produtos de 60 kV ou mais. ④ Chave de carga de alta tensão a SF6: utiliza gás SF6 para extinguir o arco, sua corrente de interrupção é elevada e o desempenho de interrupção da corrente capacitiva é bom, porém a estrutura é relativamente complexa e é adequada para produtos de 35 kV ou mais.

⑤ Interruptor de carga de alta tensão imerso em óleo: Utiliza a energia do próprio arco para decompor e gaseificar o óleo ao redor do arco, resfriando-o e extinguindo-o. Sua estrutura é relativamente simples, porém é pesada, sendo adequada para produtos externos de até 35 kV.

⑥ Interruptor de carga de alta tensão do tipo vácuo: utiliza vácuo para extinguir o arco, possui longa vida útil elétrica e preço relativamente alto, sendo adequado para produtos de 220 kV e abaixo.

O interruptor de carga de baixa tensão, também chamado de conjunto interruptor-fusível, é adequado para ligar e desligar manualmente o circuito carregado de forma pouco frequente em circuitos de frequência de rede CA; também pode ser usado para proteção contra sobrecarga e curto-circuito na linha. O disjuntor é acionado pela lâmina de contato, e a proteção contra sobrecarga e curto-circuito é feita pelo fusível.

2. Para interruptores de isolamento

De acordo com os diferentes métodos de instalação, as chaves seccionadoras de alta tensão podem ser divididas em chaves seccionadoras de alta tensão para uso externo e chaves seccionadoras de alta tensão para uso interno. As chaves seccionadoras de alta tensão para uso externo são aquelas capazes de suportar os efeitos do vento, chuva, neve, poluição, condensação, gelo e geadas severas, sendo adequadas para instalação em terraços. Já as chaves seccionadoras de alta tensão, de acordo com a estrutura de seus pilares isolantes, podem ser classificadas em seccionadoras de coluna única, seccionadoras de coluna dupla e seccionadoras de coluna tripla.

Dentre eles, o interruptor de faca de coluna única utiliza diretamente o espaço vertical como isolamento elétrico da interrupção sob a barra aérea. Portanto, apresenta vantagens evidentes, como economia de área ocupada, redução da fiação e, ao mesmo tempo, visualização clara dos estados de abertura e fechamento. No caso de transmissão de ultra-alta tensão, o efeito de economia de área é ainda mais significativo após a adoção do interruptor de faca de coluna única na subestação.

Em equipamentos de baixa tensão, é principalmente adequado para sistemas de distribuição de energia de baixa tensão, como residências e edifícios. Funções principais: interromper e conectar linhas com carga.

Cabe ressaltar que, na distribuição de energia em terminais de baixa tensão, a chave seccionadora pode ser segmentada com a carga! Em outros casos, e sob alta tensão, isso não é permitido!

3. Para disjuntores

Os disjuntores de alta tensão são os principais equipamentos de controle de energia em usinas, subestações e salas de distribuição de energia. Quando ocorre uma falha no sistema, eles atuam em conjunto com a proteção por relés para interromper rapidamente a corrente de falta e evitar a propagação do acidente.

Portanto, a qualidade do disjuntor de alta tensão afeta diretamente a operação segura do sistema de energia; existem muitos tipos de disjuntores de alta tensão, que podem ser divididos em disjuntores a óleo (disjuntores com maior ou menor capacidade de extinção de arco), disjuntores a hexafluoreto de enxofre (disjuntores a SF6), disjuntores a vácuo, disjuntores a ar comprimido, etc.

O disjuntor de baixa tensão, também chamado de interruptor automático ou "interruptor a ar", é um dispositivo que se refere a um disjuntor de baixa tensão. Ele pode ser usado para distribuir energia elétrica, acionar motores assíncronos ocasionalmente, proteger linhas de energia e motores, etc., e pode interromper automaticamente o circuito quando houver sobrecarga, curto-circuito ou subtensão graves. Sua função é equivalente à de um fusível e a uma combinação de relés de sobreaquecimento e subaquecimento, etc. Além disso, geralmente não é necessário trocar componentes após a interrupção da corrente de falha, sendo amplamente utilizado.

▶ 03 A diferença entre chave de carga, seccionador e disjuntor

1. O interruptor de carga pode ser interrompido com carga e possui a função de arco autoextinguível, mas sua capacidade de interrupção é muito pequena e limitada.

2. Geralmente, a chave seccionadora não pode ser interrompida com carga. Não há extintor de arco na estrutura, e existem chaves seccionadoras que podem interromper a carga, mas a estrutura é diferente da chave de carga, sendo relativamente mais simples.

3. Tanto a chave de carga quanto a chave seccionadora podem formar um ponto de desconexão óbvio. A maioria dos disjuntores não possui função de isolamento, e apenas alguns a possuem.

4. A chave seccionadora não possui função de proteção. A proteção da chave de carga geralmente é feita por um fusível, que protege apenas contra curto-circuito e sobrecorrente.

5. A capacidade de interrupção do disjuntor pode ser bastante elevada durante o processo de fabricação. Isso se deve principalmente à adição de transformadores de corrente que atuam em conjunto com equipamentos secundários para proteção. Ele pode oferecer proteção contra curto-circuito, sobrecarga, fuga de corrente e outras funções.