Todos los constructores se encuentran frente a las mismas exigencias: Reducir el fenómeno de arranque de corriente para limitar las sobretensiones. Evitar la erosión precoz de los contactos para obtener una durabilidad mecánica elevada. Retrasar la aparición del régimen de arco concentrado para aumentar el PdC. Limitar la producción de vapores metálicos para evitar los disparos indeseados. Conservar el vacío, indispensable para mantener las características de corte durante la vida del aparato. Sus soluciones se orientan principalmente en dos direcciones: el control del arco por un campo magnético y la composición de los materiales de los contactos. | Figura 1: Contactos que crean un campo magnético radial. El arco obedece las leyes del electromagnetismo, se desplaza desde el centro hasta el extremo de los «pétalos» y después gira en la periferia de los electrodos. | 1) Elección del campo magnético Se emplean dos tipos de campos magnéticos: radial y axial. La tecnología del campo magnético radial (figura 1). El campo está creado por la corriente que circula entre los electrodos previstos a este efecto. Las formas de los electrodos -bastante complejas- que esta tecnología usa hacen más difícil la rigidez dieléctrica entre electrodos. La tecnología del campo magnético axial (figura 2). La aplicación de un campo magnético axial imprime a los electrones y a los iones una trayectoria helicoidal siguiendo las líneas del campo magnético. Esto estabiliza el arco difuso y dificulta la aparición del régimen concentrado. 2) Elección de los materiales Para conservar la calidad del vacío es indispensable que los materiales utilizados para los contactos y las superficies en contacto con el vacío sean muy puros y exentos de gas. El material de los contactos es importante porque la presión de vapor de saturación en la cámara no ha de ser ni demasiado elevada, ni demasiado baja. Figura 2: Contactos que crean un campo magnético axial. 3) Concepción de la envolvente y del dispositivo de corte La limitación esencial es la estanqueidad de la cámara de vacío. Por ejemplo, las piezas móviles que la atraviesan deben evitarse. Teniendo en cuenta que las distancias de aislamiento en el vacío son pequeñas, y que los mecanismos han de ser simples, las cámaras pueden ser muy compactas. Así, su volumen es función del PdC (que incide en el diámetro de la cámara) pero es la rigidez dieléctrica externa de la envolvente la que resulta preponderante para definir el dimensionado del aparato. El mantenimiento predictivo necesario para vigilar la fiabilidad de los tableros eléctricos de MT, en caso de fuga accidental, no es pues aplicable con esta tecnología. Los campos de aplicación Está técnica de corte permite hoy la realización de aparatos que tienen una gran durabilidad mecánica y eléctrica con unas TTR muy rápidas. Es en el campo de la Media Tensión donde más se emplea esta técnica: hay disponibles disyuntores de uso general para las diferentes aplicaciones con todos los poderes de corte habituales (hasta 63 kA). Se utilizan para la protección y mando: de cables y de líneas aéreas de transformadores de condensadores en batería única de motores e inductancias shunt de hornos de arco (alta durabilidad eléctrica) Observaciones Para el corte de corrientes capacitivas (aplicación en condensadores), la resistencia dieléctrica en el vacío después del corte es aleatoria y se traduce por un riesgo de reencendidos importante (restrikes). De hecho, los disyuntores bajo vacío se adaptan mal a la protección de redes capacitivas con tensiones superiores a 12 kV o que incluyen baterías de condensadores. Para el mando de motores, hay que tomar precauciones particulares debido a que los disyuntores o contactores en vacío cortan las corrientes de alta frecuencia (fenómenos de reencendidos) pudiendo dar origen a sobretensiones. Aunque existen aparatos específicos, es preferible prever limitadores de sobretensión del tipo de ZnO. Comparación con otras técnicas En Media Tensión, donde se pueden utilizar todas las técnicas, las de corte en SF6 y en el vacío han sustituido las del aire por razones de costo y de dimensiones externas y las del aceite por razones de fiabilidad, de seguridad y de reducción del coste de mantenimiento. Muchas de estas características puede verse en la siguiente tabla. |