4.1. Interruptor MERLIN GERIN, Modelo PFA1 Aspectos Generales El
interruptor para alta tensin Merlin Gerin, modelo PFA1, es un
equipo para instalacin exterior, empleado en el sistema de 66 kV de
la Compaa como interruptor general de transformadores de poder y
como interruptor de lneas de transmisin. Su principal caracterstica
consiste en la utilizacin de gas SF6 para la extincin del arco
elctrico. Los elementos principales que componen el equipo se
muestran en la figura N 1. El detalle de stos se indica a
continuacin: Polos de interruptor (1) compuestos por el aislador
soporte (2) y la cmara de interrupcin.(3). Terminales de conexin
superior (4) e inferior (5) que corresponden a los contactos fijo y
mvil, respectivamente. Estos pueden ser empleados indistintamente,
como terminales de entrada (lado alimentacin) o de salida (lado
carg). Gabinete (6), que contiene los elementos de comando del
equipo y los resortes acumuladores principales que hacen posible el
cierre y la apertura del interruptor. Estructura soporte (7), que
contiene el mecanismo de arrastre (8), cuya funcin es accionar la
apertura o cierre de los tres polos simultneamente. Resorte
acumulador de apertura (9) Manostato compensado en temperatura
(10), adosado a la estructura soporte para el monitoreo de la
presin interna del gas SF6. Ventanilla de inspeccin (11), a travs
de la cual es visible la sealizacin local abierto cerrado del
interruptor.
Proceso de Corte en SF6 El enfriamiento y corte del arco
elctrico se efecta mediante la tcnica de AUTOSOPLADO (Puffer),
basada en el aprovechamiento del movimiento de separacin de los
contactos del interruptor. En efecto, durante la carrera de
apertura del contacto mvil acciona un pistn que comprime parte del
gas SF6 de la cmara de interrupcin, el gas comprimido es entonces
liberado y el flujo se dirige ("se sopla") sobre el arco elctrico,
el espacio entre los contactos se designa rpidamente y el arco se
extingue. El SF6 (Hexafluoruro de Azufre) es un gas inerte no
inflamable, que presenta propiedades qumicas y fsicas que permiten
enfriar y extinguir adecuadamente el arco elctrico. En estado puro
el gas es incoloro, inodoro y no txico. Sin embargo, por causa del
arco elctrico, ste se contamina gradualmente, en estas condiciones
el gas se torna TOXICO y es necesario adoptar las precauciones que
correspondan para evitar el contacto directo, y la inhalacin
accidental de gas contaminado. El gas inyectado al equipo, llena
todo el espacio interior del mecanismo de arrastre y de cada uno de
los polos del interruptor. El equipo es despachado de fbrica con
una presin interna de 0.3 bar, que debe ser mantenida en este valor
mientras se encuentre almacenado. La presin normal de servicio es
de 6 bar, para una masa de gas de kg. Funcionamiento del Equipo a)
Armado del Mecanismo El mecanismo del interruptor consiste en un
dispositivo electromecnico destinado a acumular energa suministrada
por un motor, por medio de la carga de resortes. Al efectuar una
operacin del equipo, esta energa es liberada bruscamente para
accionar el mecanismo de arrastre de los contactos mviles del
interruptor, asegurando una carrera enrgica y completa de cierre o
de apertura. El mecanismo est contenido en el gabinete del equipo y
se muestra en la figura N 2. La carga de los resortes acumuladores
(armado) se realiza automticamente despus de cada maniobra de
cierre. El motor de rearme (12) est protegido contra fallas y
sobrecargas mediante
un rel trmico (13) y un protector termomagntico (14). Si
eventualmente el motor de rearme no inicia su marcha, ya sea por
falla del mismo o por ausencia de tensin de alimentacin auxiliar,
el mecanismo puede ser armado extensamente, insertando la palanca
de armado manual (15) en el porta-trinquete del mecanismo (16) y
realizando posteriormente un movimiento de vaivn "arriba-abajo",
tal como se muestra en la figura N 3. Este movimiento debe
ejecutarse 16 veces seguidas, aproximadamente, hasta provocar el
enganche del pestillo del mecanismo. La palanca de armado manual se
encuentra alojada en el interior del gabinete del equipo. b)
Operacin Local y Remota Al estar el equipo en servicio, ste siempre
debe ser comandado a distancia desde el tablero de control de la
Subestacin. Bajo esta modalidad de operacin, el conmutador de
transferencia de control LOCAL-REMOTO (17), ubicado en el gabinete
del interruptor, debe quedar siempre en la posicin REMOTO (R). El
conmutador se podr colocar en local nicamente cuando el equipo se
encuentre fuera de servicio, para propsitos de mantenimiento. Al
dejar el conmutador de transferencia de control en la posicin LOCAL
(L), queda bloqueada toda orden de apertura proveniente del tablero
de control, incluso las seales de "disparo" que eventualmente
podran enviar los rels de proteccin asociados al interruptor. c)
Cierre La orden de cierre remoto se enva desde el tablero de
control, llevando el switch de control correspondiente a la posicin
"CLOSE". La orden local se da a travs de al botonera de cierre BPE
(18), instalada en el gabinete del equipo. A travs de esta orden,
el sistema de control activa la bobina del circuito de cierre del
interruptor la que a su vez libera los resortes principales de
acumulacin de energa (19), provocando el cierre de los contactos.
Al mismo tiempo es cargado el resorte de apertura (9) asegurando la
reserva de energa para esta maniobra posterior. Finalmente, los
elementos acumuladores principales quedan aflojados y el mecanismo
se rearma automticamente por la accin del motor. Mientras el
interruptor permanece cerrado, el sistema de control del mismo
bloquea toda nueva orden de cierre. d) Apertura Manual y Automtica
Anlogamente, la orden de apertura remota se ejecuta llevando el
switch de control del tablero a la posicin "TRIP". La orden local
se da a travs de la botonera de apertura BPD (20). Por otro lado,
estando el conmutador de transferencia de control en la posicin
REMOTO, la operacin de cualquier rel de proteccin asociado al
interruptor, provocar la apertura de ste en forma automtica. Ante
una orden de apertura, el sistema de control energiza la bobina del
circuito de apertura, la que a su vez desengancha el resorte de
apertura, provocando la separacin de los contactos del interruptor.
Mientras el interruptor permanece abierto, queda bloqueada toda
nueva orden de apertura. e) Autoapertura Una disminucin de la
presin interna de gas SF6 ser detectada por el manostato de
monitoreo. Si sta desciende por debajo de 5.2 bar, se activar un
contacto de alarma por BAJA PRESIN DE SF6. Si la disminucin de
presin persiste y desciende por debajo de 5 bar, el interruptor se
abrir inmediatamente, quedando enclavado en esta posicin. Toda
orden posterior de cierre o de apertura quedar bloqueada. f)
Circuito de Respaldo El interruptor est provisto de un segundo
circuito de apertura, idntico al circuito principal. Si por
cualquier motivo ste ltimo falla, el desenganche del resorte de
apertura se realizar a travs de la bobina del circuito de
respaldo.
Estando el interruptor en servicio, y por lo tanto comandado
desde el tablero de control, tanto el circuito principal de
apertura, as como el de respaldo son activados simultneamente, ya
sea a travs del switch de control o por los rels de preteccin, de
tal forma que si alguno falla, el otro permanece operativo. Sin
embargo, bajo la modalidad de control LOCAL, la orden de apertura
dada desde la botonera BPDS (21), acta nicamente sobre el circuito
de respaldo. g) Rel Anti-Bombeo Ante la existencia de orden de
cierre y de apertura simultneas, ya sea por falla o por error de
operacin, el rel de anti-bombeo AP (23) dar prioridad a la apertura
del interruptor. Si el interruptor se encuentra cerrado, una orden
simultnea de apertura y de cierre provocar inmediatamente la
apertura. Por el contrario, si el interruptor est abierto, se
producir un cierre seguido inmediatamente de una apertura, quedando
finalmente en esta posicin. h) Ciclos de Operacin Posibles
Interruptor abierto y mecanismo armado: Se puede efectuar un cierre
y una apertura sin la ayuda del motor de armado. El cierre est
asegurado por los resortes acumuladores principales, los cuales
cierran el interruptor y adems comprimen el resorte de apertura.
Este ltimo asegura la operacin de apertura. Interruptor cerrado y
mecanismo armado: Se puede efectuar un ciclo
Abierto-Cerrado-Abierto sin la ayuda del motor. La primera operacin
est asegurada por el resorte de apertura previamente comprimido, el
posterior cierre a travs de los elementos acumuladores principales.
El ciclo se completa con la 2 apertura asegurada por el resorte
correspondiente. Si el mecanismo est desarmado no es posible
efectuar el cierre del interruptor. Sealizacin a) Interruptor:
ABIERTO-CERRADO Esta sealizacin es proporcionada localmente por una
indicacin visual VERDE-ROJO (24), correspondiente a los estados
ABIERTO-CERRADO, respectivamente. Esta indicacin es visible a travs
de la ventanilla de inspeccin. Sobre el tablero de control se
encuentran instaladas las luces de sealizacin remota, una luz roja
para indicar CERRADO y una luz verde para sealar ABIERTO. El equipo
est provisto de un contacto auxiliar normalmente abierto que activa
la luz roja de sealizacin en el momento en que ste pasa al estado
cerrado. Anlogamente, un contacto auxiliar normalmente cerrado
proporciona la sealizacin para el estado abierto. b) Mecanismo:
ARMADO-DESARMADO Esta sealizacin es proporcionada por un puntero
mecnico (25) ubicado sobre la tapa frontal del mecanismo, el cual
indica MECANISMO ARMADO o MECANISMO DESARMADO, segn sea el caso.
Alarmas El equipo est provisto de los siguientes contactos de
alarma: Baja Presin de SF6 Esta alarma se activa cuando la presin
del gas desciende por debajo de 5.2 bar. Baja presin de SF6 con
apertura y bloqueo en posicin abierto. Esta alarma se activa cuando
la presin de gas contina descendiendo y alcanza el umbral de los 5
bar, en ese instante el interruptor se abre y el control queda
bloqueado.
Apertura del interruptor. La alarma de interruptor abierto se
activar si, estando el equipo en la posicin cerrado, ste se abre a
causa de baja presin de SF6 o por operacin de rels de proteccin.
Sin embargo, la
alarma no ser activada si la apertura es originada por una orden
dada MANUALMENTE a travs del switch de control remoto del
interruptor. Para cada caso anterior, se encender una determinada
tarjeta del cuadro de alarmas de la Subestacin, ubicado en el
tablero de control. Contador Horario El equipo est provisto de un
contador horario (26), ubicado en su gabinete, que contabiliza el
tiempo (acumulado) de funcionamiento del motor de armado. Contador
de Operaciones Est ubicado sobre el panel frontal del mecanismo del
equipo (27), y registra el nmero de aperturas acumuladas por el
interruptor. Calefaccin y Alumbrado Para evitar la condensacin de
humedad en el interior del gabinete, el equipo est provisto de una
resistencia de calefaccin (28). El alumbrado del interior del
armario lo proporciona una lmpara (29) que es encendida cuando se
abre la puerta del gabinete, a travs de un conmutador de sello
(30). El sistema de calefaccin y alumbrado se alimenta a travs de
un circuito de CA. exclusivo y est protegido por medio de un
disyuntor termomagntico independiente (31). Alimentacin de CC. Y
CA. El motor de rearme y los sistemas de control de apertura y de
cierre, requieren de una alimentacin de 125 V CC. La calefaccin y
el alumbrado del gabinete de control emplean 220 V CA.
Caractersticas Tcnicas Tensin nominal Frecuencia Nmero de fases
Corriente nominal Corriente mxima de ruptura Extincin de arco
elctrico Resistencia de contactos principales Tipo de cierre Tipo
de apertura Operacin Tiempo de rearme automtico Tensin de
alimentacin auxiliar del tiempo de control Motor de rearme Tensin
de alimentacin auxiliar de calefaccin y alumbrado Consumo de
calefaccin Consumo de alumbrado Presin nominal de gas Presin mnima
de gas Masa de gas Instalacin Peso 7 kV 50 Hz 3 2000 A 25 kA
Autosoplado de gas SF6 35 mW Electromecnico Electromecnico Manual
elctrico y automtico 11 seg. 125 V. CC 125 V. CC, 285 W. 220 V. CA.
80 W. 40 W. SF6 6 bar SF6 5 bar SF6 kg Exterior 50 kg
Detalles Constructivos temDescripcin General Figura 1 Polos del
interruptor 1 1 2 Aislador soporte 1 3 Cmara de interrupcin 4
Terminal de conexin superior 1 1 5 Terminal de conexin inferior 6
Gabinete 1,2,3 1 7 Estructura soporte 8 Mecanismo de arrastre 1 9
Resorte acumulador de apertura 1 1 10 Manostato 11 Ventanilla de
inspeccin 1 12 Motor de rearme 2 13 Rele trmico-moto de rearme (RT)
2 Interruptor termomagntico-motor de 2 14 rearme (DM) 15 Palanca de
armado manual 2,3 2,3 16 Porta-trinquete de armado manual
Conmutador de transferencia de 2 17 control local - remoto 18
Botonera de cierre local (BPE) 2 2 19 Resortes acumuladores
principales 20 Botonera de apertura local (BP 2 Botonera de
apertura de respaldo 2 21 (BPDS) Rele de enclavamiento por baja 2
22 presin (VG) 23 Rele de anti-bombeo (AP) 2 2,3 24 Sealizacin
local abierto - cerrado Sealizacin local mecanismo armado 2,3 25 -
desarmado 26 Contador horario 2 27 Contador de operaciones 2,3 2 28
Resistencia de calefaccin de gabinete 2 29 Lmpara de alumbrado de
gabinete 30 Conmutador de sello 2 Interruptor termomagntico
circuito de 2 31 CA
Disposicin General -Figura 1
Gabinete del Interruptor -Figura 2
Armado Manual -Figura 3
