A principal distinção entre essas duas famílias de dispositivos é se o interruptor é dimensionado para interromper a corrente sob carga.Uma chave seccionadora (também chamada de isolador) é um dispositivo de isolamento sem carga: ela deve ser acionada somente após o circuito ter sido desenergizado pela proteção a montante. Uma chave seccionadora de carga (LBS) é projetada e dimensionada para estabelecer e interromper a corrente de operação normal e, em muitas configurações, a corrente de falha, enquanto o circuito permanece energizado. Misturar essas duas funções não é uma ambiguidade de dimensionamento — é uma questão de segurança e integridade do equipamento.
Todas as demais diferenças em hardware, filosofia de intertravamento e especificações do projeto decorrem dessa única frase.
Um interruptor de desconexão fornece isolamento visível ou verificável de uma seção desenergizada. Seus contatos não precisam extinguir um arco na tensão e corrente nominais; eles precisam manter um entreferro confiável sob tensão após a corrente já ter sido interrompida em outro ponto — por um disjuntor, fusível ou LBS a montante. Normas como a IEC 62271-102 definem chaves seccionadoras pela ausência de um requisito de interrupção de corrente em condições normais de serviço. Os principais parâmetros de desempenho são:
Como não é necessária a interrupção do arco, a geometria de contato é mais simples — basta que o espaço seja visível e mecanicamente estável.
A interruptor de interrupção de carga é classificado como Abrir e fechar um circuito que conduz corrente normal de operação. na tensão do sistema e para fazê-lo repetidamente em serviço. A norma IEC 62271-103 rege os projetos de chaves de média tensão e distingue a interrupção da corrente de carga da interrupção da corrente de falta: uma chave de bloqueio de carga (LBS, na sigla em inglês) não é, por si só, um dispositivo de interrupção de faltas. Uma combinação de chave e fusível ou outro arranjo de proteção coordenado pode fornecer a função de eliminação de faltas necessária. Os principais parâmetros de desempenho são:
A presença de um mecanismo de extinção de arco — gás SF₆, interruptor a vácuo, óleo ou jato de ar — é o que fisicamente possibilita essas classificações.
Um conjunto de contato de chave seccionadora conduz corrente de carga continuamente, mas se abre para um circuito desenergizado. O foco do projeto é a baixa resistência de contato para desempenho térmico, travamento mecânico robusto e um entreferro suficientemente grande para atender aos testes relevantes de impulso e resistência à frequência da rede. Geometrias de isoladores tipo lâmina, pantógrafo e de ruptura central atingem esses objetivos sem o uso de meios de extinção de arco.
Um interruptor de carga deve extinguir um arco elétrico na tensão do sistema com uma corrente que pode atingir várias centenas de amperes. A velocidade de contato, a geometria do curso do contato e o meio de extinção são, portanto, projetados para um limite específico de energia do arco. Um contato de lâmina lento e com grande curso, projetado para isolamento visual, não atingiria o mesmo desempenho de extinção do arco — o arco simplesmente reacenderia ou causaria erosão do contato além de qualquer vida útil útil.
Como uma chave seccionadora não pode interromper a corrente de carga com segurança, a maioria das normas de instalação e projetos de painéis elétricos impõe um intertravamento mecânico ou elétrico entre o disjuntor (ou LBS) a montante e a chave seccionadora a jusante. A sequência é: abra primeiro o disjuntor/LBS e, em seguida, abra a chave seccionadora; feche primeiro a chave seccionadora e, em seguida, feche o disjuntor/LBS. Interromper essa sequência de intertravamento — mesmo que brevemente — acarreta o risco de uma falha de isolamento que os contatos da chave seccionadora não foram projetados para suportar.
Uma chave seccionadora não possui essa mesma restrição em relação aos seus próprios contatos, pois é dimensionada para interromper a corrente que está abrindo. No entanto, uma chave seccionadora ainda é normalmente intertravada com a proteção a montante ou a jusante quando a capacidade de eliminação de falhas é necessária no nível do barramento.
As chaves seccionadoras aparecem frequentemente em conjuntos de painéis elétricos juntamente com as chaves de aterramento, precisamente porque o isolamento para manutenção é a sua função principal. Uma chave de aterramento aterrada através da carcaça da chave seccionadora proporciona uma condição de operação segura e verificável assim que o isolamento é confirmado. Esta combinação — chave seccionadora mais chave de aterramento mais disjuntor ou disjuntor a montante — é uma sequência padrão em subestações de distribuição de média tensão.
Para obter informações sobre o escopo de comutação por trás da operação de corrente de carga, consulte IEC 62271 103-A especificação do projeto e a ficha técnica aprovada pelo fabricante continuam sendo a base de decisão para um modelo específico.
Ao especificar ou avaliar qualquer um dos dispositivos, os seguintes parâmetros definem se uma chave de desconexão ou uma chave de interrupção de carga é a seleção correta:
Tensão do sistema (Um): Ambas as famílias de dispositivos possuem classificações de tensão nominal (por exemplo, 12 kV, 24 kV, 36 kV). Nenhuma pode substituir a outra simplesmente porque suas classes de tensão se sobrepõem.
Corrente normal (Ir): Classificação de corrente contínua. Ambas as famílias de dispositivos conduzem corrente normal; o LBS também deve interrompê-la.
Corrente suportável de curta duração (Icw) e corrente suportável de pico (Ipk): Ambos os dispositivos devem suportar a corrente de falta durante o tempo de atuação do dispositivo de proteção a montante. Esta classificação de resistência térmica e eletromagnética, e não a capacidade de interrupção, é válida para ambos os dispositivos.
Corrente de interrupção de carga: Este parâmetro aparece nas fichas técnicas dos sistemas de localização de dispositivos (LBS); não aparece nas fichas técnicas das chaves de desconexão, porque estas não possuem essa funcionalidade.
Corrente de falha (Ipm): Aplicável a projetos de sistemas de distribuição de energia (LBS) que incluam essa classificação. Relevante quando a energização em uma falha for um cenário operacional plausível.
Ambiente operacional: Ambientes internos versus externos, nível de poluição, correção de altitude, zona sísmica — esses fatores afetam a coordenação do isolamento e o projeto mecânico para ambas as famílias de dispositivos e, por si só, não determinam qual a capacidade de comutação necessária.
Freqüência de comutação: A frequência com que a interrupção da corrente de carga ocorre em serviço normal determina a seleção da classe de resistência do LBS (ponto de chaveamento de carga). Um ponto de chaveamento raramente operado tem requisitos de resistência muito diferentes de um ponto de chaveamento operado várias vezes ao dia.
| Parâmetro | Interruptor de desconexão | Interruptor de interrupção de carga |
|---|---|---|
| Interrompe a corrente de carga | Não — o circuito deve ser desenergizado primeiro. | Sim — corrente nominal normal |
| Interrompe a corrente de falha | Não | Não (a menos que combinado com fusível ou classificação adicional) |
| Capacidade de detecção de falhas | Não é um serviço de isolamento normal. | Dependente do modelo e do projeto; confirme a classificação declarada. |
| mecanismo de extinção do arco | Nenhuma necessária para isolamento sem carga | Sistema de interrupção específico do modelo |
| Missão principal do projeto | Isolamento visível para manutenção | Comutação operacional sob carga |
| Requisito típico de intertravamento | O disjuntor ou LBS a montante deve abrir primeiro. | Autossuficiente para operações de corrente de carga |
| Referência de normas | IEC 62271 102- | IEC 62271 103- |
| Combinado com interruptor de aterramento | comum | Menos comum, depende da topologia |
Não. Acionar uma chave seccionadora em um circuito energizado — mesmo com baixa carga — acarreta o risco de um arco elétrico prolongado que a geometria dos contatos não consegue extinguir. O resultado pode ser danos aos contatos, descarga disruptiva ou ferimentos. A comutação a montante deve ocorrer primeiro.
Não. Um LBS padrão é dimensionado para interromper a corrente normal de operação, não a corrente de falha. Quando a eliminação de falhas é necessária, o LBS é combinado com fusíveis limitadores de corrente, um disjuntor ou especificado com uma capacidade explícita de interrupção de falhas. Confirmar a capacidade de interrupção de falhas requer a leitura dos parâmetros nominais reais, e não apenas uma suposição baseada na etiqueta do LBS.
Geralmente não, a menos que o projeto do sistema de isolamento baseado em localização (LBS) inclua um espaço de isolamento verificado independentemente e as normas de segurança locais relevantes o aceitem como um ponto de isolamento. Muitos procedimentos e normas de isolamento exigem um dispositivo distinto e visível com capacidade de isolamento, mesmo quando um LBS está presente na mesma cabine.
A corrente de resistência de curto prazo (Icw) é a corrente de falta que ambos os dispositivos devem suportar sem danos enquanto a proteção a montante estiver em operação. A corrente de interrupção é a corrente de carga normal que um LBS (Lightweight Breaker System) foi projetado para interromper. São parâmetros distintos que abordam funções diferentes: um se refere à resistência sob falta; o outro, à interrupção operacional.
Porque quando os contatos se separam sob corrente, forma-se um arco entre eles. Um disjuntor diferencial residual (DR) deve extinguir esse arco de forma confiável na tensão e corrente nominais em uma fração de um ciclo; o meio de extinção (SF₆, vácuo, óleo) proporciona a recuperação dielétrica e o resfriamento que permitem a extinção do arco. Uma chave seccionadora abre em um espaço desenergizado onde nenhum arco significativo se forma, portanto, nenhum meio de extinção é necessário.
A especificação de qualquer um dos dispositivos para um projeto de distribuição requer, no mínimo, os seguintes dados. Reunir essas informações antes de contatar um fabricante agiliza o processo de cotação e evita ambiguidades nas especificações.
Para equipamentos de comutação de distribuição de média tensão que abrangem funções de isolamento e comutação de carga, consulte o Gama de interruptores de desconexão XIYA POWER, família de disjuntores, e a hub de equipamentos de comutação de distribuição antes de solicitar uma configuração específica para o projeto.
O conteúdo baseia-se nas práticas gerais de engenharia elétrica e nas normas IEC. A seleção específica para cada aplicação deve ser verificada em relação às normas do projeto, aos códigos de rede locais e aos dados técnicos publicados pelo fabricante.
