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

O que são disjuntores, chaves de carga e seccionadores? Presumivelmente, a maioria dos eletricistas sabe bem a diferença. Mas quando se trata da diferença e aplicação entre disjuntores, chaves de carga e seccionadores, muitos eletricistas podem conhecer apenas um, mas não o outro, e alguns iniciantes na área elétrica nem sabem por onde começar a perguntar. Todos sabemos que o disjuntor pode fechar, conduzir e interromper a corrente em condições normais de circuito, e também em condições anormais (incluindo curto-circuito) dentro de um tempo especificado. A chave de carga é um dispositivo de comutação entre o disjuntor e o seccionador. Ela possui um dispositivo simples de extinção de arco, que pode interromper a corrente nominal da carga e uma determinada corrente de sobrecarga, mas não consegue interromper a corrente de curto-circuito.

A chave seccionadora é um circuito que interrompe a corrente em vazio, proporcionando um ponto de desconexão claro entre o equipamento de manutenção e a fonte de alimentação, garantindo assim a segurança dos técnicos de manutenção. A chave seccionadora não possui um dispositivo especial de extinção de arco, portanto, a corrente de carga não pode ser interrompida. Em caso de curto-circuito, a operação da chave seccionadora deve ser realizada somente quando o disjuntor estiver desligado. Então, qual a diferença entre um disjuntor, uma chave de carga e uma chave seccionadora? Onde esses três dispositivos são utilizados? O artigo a seguir apresentará detalhes sobre eles. Espero que, após a leitura, a maioria dos profissionais da área elétrica tenha um melhor entendimento sobre disjuntores, chaves de carga e chaves seccionadoras.

01 Explicação dos termos chave de carga, seccionador e disjuntor

Chave de carga: É um dispositivo de comutação que pode interromper e desligar a corrente de carga, a corrente de excitação, a corrente de carga e a corrente do banco de capacitores em condições normais de funcionamento.

Interruptor de isolamento: Significa que, quando está na posição isolada, há uma distância de isolamento entre os contatos que atende aos requisitos especificados e uma marca de desconexão visível; quando está na posição fechada, ele pode conduzir a corrente em condições normais de circuito e em condições anormais (como curto-circuito) do dispositivo de comutação.

Disjuntor: É um dispositivo de comutação que pode fechar, conduzir e interromper a corrente em condições normais de circuito, e pode fechar, conduzir e interromper a corrente em condições anormais de circuito (incluindo condições de curto-circuito) dentro de um tempo especificado.

Devido às exigências da especificação, alguns circuitos requerem pontos de desconexão óbvios. Assim, o interruptor de carga pode ser usado sozinho, pois o ponto de desconexão é facilmente identificável no circuito. Já o disjuntor geralmente é usado em conjunto com a chave seccionadora, garantindo a existência de um ponto de desconexão óbvio no circuito. A chave seccionadora não opera sob carga, ou seja, ela só abre e fecha quando energizada. O interruptor de carga, como o próprio nome indica, opera sob carga, ou seja, ele só abre e fecha quando energizado.

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 produza 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, e sua estrutura é relativamente simples, adequada para produtos de 35 kV e inferiores.

③ Interruptor de carga de alta tensão do tipo ar comprimido: utiliza ar comprimido para extinguir o arco elétrico e pode interromper uma corrente elevada. Sua estrutura é relativamente complexa e é adequado para produtos de 60 kV ou superiores.

④ Interruptor de carga de alta tensão SF6: O gás SF6 é usado para extinguir o arco, e sua corrente de interrupção é alta, com bom desempenho na interrupção de corrente capacitiva, porém sua estrutura é relativamente complexa, sendo adequado 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 gasificar 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.