Inversin de giroPara invertir el giro del motor habr que invertir el giro del campo magntico creado por el estator; de esta forma el rotor tender a seguirlo y girar en sentido contrario. Para conseguirlo, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la lnea trifsica de alimentacin al motor, lo que en la prctica se realiza con dos contactores de conexin a red.

Unguardamotores uninterruptor magnetotrmico, especialmente diseado para la proteccin demotores elctricos. Este diseo especial proporciona al dispositivo una curva de disparo que lo hace ms robusto frente a las sobreintensidades transitorias tpicas de los arranques de los motores. El disparo magntico es equivalente al de otros interruptores automticos pero el disparo trmico se produce con una intensidad y tiempo mayores. Su curva caracterstica se denomina D o K.Las caractersticas principales de los guardamotores, al igual que de otros interruptores automticos magnetotrmicos, son la capacidad de ruptura, la intensidad nominal o calibre y la curva de disparo. Proporciona proteccin frente a sobrecargas del motor y cortocircuitos, as como, en algunos casos, frente a falta de fase.Pero contrariamente a lo que ocurre con los pequeos interruptores automticos magnetotrmicos, los guardamotores son regulables; resultado de lo cual se dispone en una sola unidad de las funciones que de otra manera exigiran por ejemplo la instalacin de al menos tres unidades a saber: interruptor, contactor y rele trmico.

Undisyuntor,interruptor automtico(Espaa),automtico(Chile),breakeropastilla(Mxico),taco(Colombia),disyuntor(Argentina), es un aparato capaz de interrumpir o abrir uncircuito elctricocuando la intensidad de lacorriente elctricaque por l circula excede de un determinado valor, o en el que se ha producido uncortocircuito, con el objetivo de evitar daos a los equipos elctricos. A diferencia de losfusibles, que deben ser reemplazados tras un nico uso, el disyuntor puede ser rearmado una vez localizado y reparado el problema que haya causado su disparo o desactivacin automtica.Los disyuntores se fabrican de diferentes tamaos y caractersticas, lo cual hace que sean ampliamente utilizados en viviendas, industrias y comercios.Caractersticas[editar]Los parmetros ms importantes que definen un disyuntor son: Calibreocorriente nominal: corriente de trabajo para la cual est diseado el dispositivo. Existen desde 5 hasta 64amperios. Tensin de trabajo: tensin para la cual est diseado el disyuntor. Existen monofsicos (120V) y trifsicos (220 - 600 V). Poder de corte: intensidad mxima que el disyuntor puede interrumpir. Con mayores intensidades se pueden producir fenmenos dearco voltaico, fusin y soldadura de materiales que impediran la apertura del circuito. Poder de cierre: intensidad mxima que puede circular por el dispositivo al momento del cierre sin que ste sufra daos por choque elctrico. Nmero de polos: nmero mximo de conductores que se pueden conectar al interruptor automtico. Existen de uno, dos, tres y cuatro polos.Tipos[editar]

Diagrama de un interruptor magntotrmico unipolar.Los disyuntores ms comnmente utilizados son los que trabajan con corrientes alternas, aunque existen tambin para corrientes continuas.Los tipos ms habituales de disyuntores son: Disyuntor magnetotrmico. Disyuntor magntico. Disyuntor trmico. Guardamotor.Tambin es usada con relativa frecuencia, aunque no de forma completamente correcta, la palabrarelpara referirse a estos dispositivos, en especial a los dispositivos trmicos.Coloquialmente se da el nombre de automticos, fusibles, tacos o incluso plomos a los disyuntores magnetotrmicos y al diferencial instalados en las viviendas.En el caso de losferrocarriles, se utiliza un disyuntor para abrir y desconectar la lnea principal de tensin, cortando la corriente directamente a partir del pantgrafo al resto del tren.Funcionamiento[editar]Dispositivo trmico[editar]Presente en los disyuntores trmicos y magnetotrmicos. Est compuesto por un bimetal calibrado por el que circula la corriente que alimenta la carga. Cuando sta es superior a la intensidad para la que est construido el aparato, se calienta, se va dilatando y provoca que el bimetal se arquee, con lo que se consigue que el interruptor se abra automticamente. Detecta las fallas por sobrecarga.Est conformado de unsolenoideoelectroimn, cuya fuerza de atraccin aumenta con la intensidad de la corriente. Los contactos del interruptor se mantienen en contacto elctrico por medio de un pestillo, y, cuando la corriente supera el rango permitido por el aparato, el solenoide libera el pestillo, separando los contactos por medio de un resorte. Algunos tipos de interruptores incluyen un sistema hidrulico de retardo, sumergiendo el ncleo del solenoide en un tubo relleno con un lquido viscoso. El ncleo se encuentra sujeto con un resorte que lo mantiene desplazado con respecto al solenoide mientras la corriente circulante se mantenga por debajo del valor nominal del interruptor. Durante una sobrecarga, el solenoide atrae al ncleo a travs del fluido para as cerrar el circuito magntico, aplicando fuerza suficiente como para liberar el pestillo. Este retardo permite breves alzas de corriente ms all del valor nominal del aparato, sin llegar a abrir el circuito, en situaciones como por ejemplo, arranque de motores. Las corrientes de cortocircuito suministran la suficiente fuerza al solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posicin del ncleo, evitando, de este modo la apertura con retardo. La temperatura ambiente puede afectar en el tiempo de retardo, pero no afecta el rango de corte de un interruptor.Dispositivo magntico[editar]

Interior de un disyuntorPresente en los disyuntores magnticos y magnetotrmicos, lo forma una bobina, un ncleo y una parte mvil. La intensidad que alimenta la carga atraviesa dicha bobina, y en el caso de que sta sea muy superior a la intensidad nominal del aparato, se crea un campo magntico que es capaz de arrastrar a la parte mvil y provocar la apertura del circuito de forma casi instantnea. Detecta las fallas por cortocircuito que pueda haber en el circuito elctrico.Bajo condiciones de cortocircuito, circula una corriente muchsimo mayor que la corriente nominal; cuando un contacto elctrico abre un circuito en donde hay gran flujo de corriente, generalmente se produce un arco elctrico entre dichos contactos ya abiertos, que permite que la coriente siga circulando. Para evitarlo los interruptores incorporan caractersticas para dividir y extinguir el arco elctrico. En pequeos interruptores se implementa una cmara de extincin del arco, la cual consiste en varias placas metlicas o crestas de material cermico, que ayudan a bajar la temperatura del arco. El arco es desplazado hasta esta cmara por la influencia de una bobina de soplado magntico. En interruptores de mayor tamao, como los utilizados ensubestaciones elctricasse usa elvaco, gases inertes como elhexafluoruro de azufreoaceitepara hacer ms dbil el arco.La capacidad de ruptura o poder de corte de un interruptor es la mxima corriente de cortocircuito que es capaz de interrumpir con xito sin sufrir daos mayores. Si la corriente de cortocircuito se establece a un valor superior al poder de corte de un interruptor, ste no podr interrumpirla, y se destruir.Los pequeos interruptores pueden ser instalados directamente junto al equipo a proteger, aunque generalmente se disponen en un tablero diseado para tal fin. Los interruptores de potencia se emplazan en gabinetes o armarios elctricos, mientras que los de alta tensin se pueden ubicar al aire libre.Unvaristores uncomponente electrnicocon una curva caracterstica similar a la deldiodo. El trmino proviene de la contraccin del inglsvariableresistor. Los varistores suelen usarse para proteger circuitos contra variaciones de tensin al incorporarlos en el circuito de forma que cuando se active la corriente no pase por componentes sensibles. Un varistor tambin se conoce como Resistor Dependiente de Voltaje oVDR. La funcin del varistor es conducir una corriente significativa cuando el voltaje es excesivo.Nota: Slo los resistores variables no ohmicos son usualmente llamados varistores. Otros tipos de resistores variables incluyen alpotencimetroy alreostato.Funcionamiento[editar]

Curva caracterstica del Varistor de xido de Zinc (ZnO) y carburo de silicio (SiC)El tipo ms comn de varistor es el de xido metlico (MOV). Este contiene una masa cermica de granos de xido de zinc, en una matriz de otros xidos de metal (como pequeas cantidades de bismuto, cobalto y manganeso) unidos entre s por dos placas metlicas (los electrodos). La regin de frontera entre cada grano y su alrededor forma una unin dediodo, la cual permite el flujo de corriente en una sola direccin. La masa de granos aleatoriamente orientados es elctricamente equivalente a una red hecha por un par de diodos con sentido contrario al otro, cada par en paralelo junto con muchos otros pares. Cuando un voltaje pequeo o moderado se aplica a travs de los electrodos, slo una corriente muy pequea fluye, causada por las corrientes de fuga en las uniones del diodo. Cuando un gran voltaje se aplica, la unin de diodo se rompe debido a una combinacin deemisin termoinicayefecto tnel, produciendo que una gran cantidad de corriente fluya. El resultado de este comportamiento es una curva caracterstica altamente no lineal, donde el MOV tiene una gran resistencia en bajas tensiones y una baja resistencia en altas tensiones.Cuando la tensin en el varistor est por debajo de su "voltaje de disparo", ste funciona como un dispositivo regulador de corriente a operacin normal, por lo que los varistores generalmente se usan como supresores de picos de tensin. Sin embargo, un varistor podra no limitar de forma exitosa la corriente de un evento como la cada de un rayo, donde la energa es mucho ms grande de la que puede soportar. La corriente que fluye en el varistor podra ser tan grande que destruira completamente el varistor. Inclusive, picos de tensin ms pequeos podran degradarlo. La degradacin est definida por los grficos de esperanza de vida, proporcionados por el fabricante, que relacionan corriente, tiempo y nmero de pulsos. El parmetro ms importante que afecta la esperanza de vida del varistor es su energa consumida. A medida que el consumo de energa aumenta, su esperanza de vida decrece exponencialmente, y el nmero de picos que pueden soportar y el voltaje de disparo que provee durante cada pico decrecen. La probabilidad de una falla catastrfica puede reducirse al ampliar el rango o al conectar ms varistores en paralelo. Se dice que un varistor est completamente degradado cuando su voltaje de disparo ha cambiado cerca del 10%. En esta condicin el varistor no se ve daado y todava se mantiene funcional (no tiene falla catastrfica).Tpicamente, su tiempo de respuesta es del orden de los 5 a 25 nanosegundos y su voltaje de activacin est comprendido entre 14V y 550V. Sin embargo, su confiabilidad es limitada, ya que se degradan con el uso. Su costo es bajo comparado con otros dispositivos protectores, como losdiodos supresores de avalanchadesilicio, y poseen buena disipacin de la energa elctrica indeseable.El varistor se coloca en paralelo al circuito a proteger y absorbe todos los picos mayores a su tensin nominal. El varistor slo suprime picos transitorios; si es sometido a una tensin elevada constante, se destruye. Esto sucede, por ejemplo, cuando se aplica 220 VACa un varistor de 110VAC, o al colocar el selector de tensin de una fuente de alimentacin de un PC en posicin incorrecta. En el diseo de circuitos es aconsejable colocar el varistor en un punto ubicado despus de unfusible.Tiene un gran campo de aplicacin comoaparamenta de proteccinenredes elctricas, tanto de transporte como de distribucin. Se utiliza como elemento "pararrayos" situado en los propios apoyos de la lnea, desviando las sobretensiones a tierra, y tambin como elemento de proteccin en los bypass de los bancos de condensadores compensadores de reactancia de lnea.

SIMBOLOGA (Americana)La simbologa esuna herramienta til para facilitar la interpretacin de circuitos yplanos elctricos. Algunos de los smbolos ms comunes son los siguientes:Smbolosgrficos paradiagramas elctricos

PARATOS DE MANIOBRAMANIOBRAS EN LA RED ELECTRICA, SECCIONAMIENTO E INTERRUPCIONAlfredo Rifaldi - Norberto I. SirabonianMANIOBRAS EN LA RED ELECTRICAEn la red elctrica es necesario ejecutar maniobras, variar su configuracin, su topologa.Ciertas maniobras son necesarias para simplemente conectar cargas, se debe establecer corriente en condiciones que se presumen normales, pero a veces la maniobra origina una falla.El aparato sometido a estos requerimientos debe ser capaz de soportar la condicin previa a la maniobra, asegurar la aislacion de la carga, luego establecer la corriente normal o cuando la falla existe, la corriente de falla.Si ocurre falla algn aparato deber encargarse de la interrupcin, ser adecuado para ello, soportando los fenmenos que suceden inmediatamente.Segn sea la red se presentarn distintas condiciones que podemos analizar en detalle, pero la corriente que debe establecerse e interrumpirse puede adems tener distintas caractersticas, capacitiva, inductiva, tener distintos valores, incluir una componente continua, armnicas, etc.Ciertas maniobras se ejecutan sin establecer o interrumpir corriente, se las llama maniobras de seccionamiento, para distinguirlas de las de interrupcin.SECCIONAMIENTOEl aparato que cumple esta funcin se llama seccionador, y se trata de un aparato electromecnico cuya funcin es estando abierto soportar la aislacion entre dos partes del circuito, en cualquier condicin mantener la aislacion hacia masa, y estando cerrado conducir corrientes normales permanentemente, y sobrecargas y cortocircuitos por tiempos establecidos.El seccionador en principio solo puede establecer e interrumpir corrientes despreciables, o con diferencias de potencial despreciables entre sus extremos.Sus caractersticas son abierto aislacion entre contactos, en cualquier posicin aislacion a masa, cerrado conduccin de corriente permanente, o sobrecorrientes por tiempos definidos (breves).INTERRUPCIONEl interruptor suma a las caractersticas antes enumeradas la capacidad de interrumpir corrientes de cualquier tipo y valor hasta las corrientes de cortocircuito mximas, y por cierto establecer estas corrientes.Lgicamente la duracin de los contactos, del medio aislante, de las cmaras que contienen los fenmenos que se producen limitan la cantidad de maniobras que pueden hacerse en distintas condiciones, sin mantenimiento (se produce desgaste de los contactos, de las cmaras, del medio de interrupcin).Cada tipo de interrupcin presenta caractersticas que pueden ser distintas, y que adems dependen del principio de funcionamiento del interruptor.Los aparatos que no pueden llegar a interrumpir cortocircuitos no son interruptores, se los llama interruptores de maniobra, y cuando cumplen ciertas condiciones (de aislacion) seccionadores bajo cargaSi comparamos las caractersticas de aislacion que fijan las normas para interruptores y seccionadores, notaremos diferencias en la aislacion entre contactos abiertos, en alta tensin en particular el interruptor siempre se encuentra asociado a seccionadores por lo que la funcin de seguridad de la aislacion se ha asignado a estos ltimos.Los interruptores tienen dos posiciones estables en las que pueden encontrarse, abiertos, o cerrados, y tienen una duracin mecnica en cuanto a maniobras que pueden hacer, esta duracin en comparacin con otros aparatos parece limitada.CONTACTORESLos contactores tambin tienen capacidad de interrumpir corrientes, pero no de cortocircuito, desde este punto de viste parecen interruptores de maniobra. Tienen capacidad de hacer una cantidad enorme de maniobras mecnicas, en el orden del milln, mientras que los interruptores despus de 1000 o diez mil maniobras requieren mantenimiento.Los contactores estn concebidos para conectar y desconectar cargas, motores por ejemplo, y para realizar un gran numero de maniobras sin mantenimiento, ya que su funcin es maniobrar (conectar y desconectar) cargas con frecuencia.Generalmente tienen una sola posicin estable (abierto), y se mantienen cerrados por la accin de una bobina excitada.Los contactores no tienen capacidad de interrumpir cortocircuito, esto se confa a otro aparato que se instala en serie, un interruptor, o un fusible, que tienen la funcin de proteger al contactor y la instalacin en caso de cortocircuito.FUSIBLESLos fusibles solo son capaces de interrumpir corrientes elevadas, sacrificando su integridad, y luego deben ser repuestos, en general en un sistema trifasico, cuando un fusible se funde no puede garantizarse que los otros no se hayan degradado.DEFINICIONESLas normas IEC (internacionales) se han ocupado de establecer definiciones que permiten encuadrar los distintos aparatos permitiendo su utilizacin correcta.Interruptores un aparato mecnico de conexin, que tiene dos posiciones de reposo, capaz de establecer, soportar, e interrumpir corrientes en condiciones normales de circuito, as como en condiciones predeterminadas establecer, soportar por un lapso definido, e interrumpir corrientes en condiciones anormales especificadas de circuito tales como las de cortocircuito.Seccionadores un aparato utilizado para abrir o cerrar un circuito con una corriente despreciable (como ser corriente capacitiva de barras, conexiones, longitudes muy cortas de cables, corriente de transformadores de tensin y divisores capacitivos) bien con un cambio insignificante de tensin entre sus terminales.Estamos utilizando dos palabras que conviene buscarlas en el diccionario, aparato y dispositivo, veamos que significan:Aparato: apresto, preparativo, conjunto de cuanto se necesita o requiere para un objeto dado. Anatoma - conjunto de rganos que concurren a desempear una funcin. Reunin y combinacin de medios y elementos mecnicos dispuestos para ser empleados en la ejecucin de movimientos, experiencias, labores, y maniobras.Dispositivo: dicese de lo que dispone.MECANISMOS DE INTERRUPCION DE LA CORRIENTE ELECTRICASi se intenta interrumpir una corriente elctrica separando contactos se observa la formacin de un arco elctrico, que sigue sosteniendo la corriente, presentando simultneamente cierta diferencia de potencial entre contactos.Las corrientes mas elevadas se presentan cuando se producen cortocircuitos, las reactancias son preponderantes, la corriente esta defasada casi 90 grados respecto de la tensin.Si la diferencia de potencial entre contactos es pequea, lacorriente de arco (ver lamina)se modificara muy poco respecto de la que hubiera habido de no haberse formado arco, se dice que se ha presentado un arco de baja resistencia; obsrvese el lapso mientras los contactos permanecen cerrados (1), el lapso a partir del inicio del movimiento de los contactos, hasta la anulacin de la corriente (2), la corriente que finalmente se anula (4), la tensin de arco que es muy pequea en el caso examinado por lo que la resistencia de arco es tambin reducida (3), la tensin inmediatamente despus de la interrupcin que por oscilaciones amortiguadas alcanza la tensin impuesta por la fuente (5).Si en cambio lacorriente presunta (ver lamina)es muy distinta a la corriente que efectivamente se presenta, entonces la resistencia del arco es relativamente grande, por eso modifica la corriente; la separacin de contactos inicia en (t0), la corriente se extingue en (toff), la tensin de arco crece a medida que pasa el tiempo desde el inicio de la separacin de contactos (UB), la corriente se modifica respecto de la que se tendra con tensin de arco nula, obsrvese la corriente (i) que se interrumpe en fase con la tensin debido a que la resistencia de arco se hizo preponderante en el circuito.Mientras la corriente es relativamente grande, el arco no se interrumpe, una columna ionizada, plasma, conduce la corriente entre los electrodos.En corriente alterna la corriente pasa por cero y luego se invierte, en ese instante la columna puede perder conductividad, y si esto ocurre se interrumpe la corriente.En los instantes sucesivos se presenta cierto potencial aplicado entre los contactos, si la rigidez dielctrica de la interrupcin crece (o se mantiene superior a la tensin aplicada), esta habr tenido xito, si en cambio se restablece la corriente, habr que esperar el sucesivo pasaje por cero para opinar respecto del xito de la interrupcin.En corriente alterna merced a esta situacin se puede efectuar la interrupcin aun con resistencias de arco bajas, en corriente continua no ocurre lo mismo, debe lograrse intercalar suficiente resistencia de arco, y una suficiente reduccin de corriente para lograr interrumpir.EL ARCO ELECTRICOLos arcos estables han sido estudiados desde largo tiempo, mientras que los arcos en corriente alterna, con variaciones de la posicin de los electrodos (los contactos que se separan) son mucho mas difciles de estudiar, en rigor los interruptores que utilizan estos principios se ensayan en condiciones prximas a las reales y establecidas por normas.El modelo del interruptor apto para ser utilizado a los fines del proyecto esta todava lejos de la posibilidad de realizacin tcnica, el desarrollo de un prototipo de interruptor es una tarea eminentemente experimental.Si el arco en su evolucin se convierte en un arco de elevada resistencia al final se tratara deinterrumpir una corriente resistiva(corriente y tensin en fase), si en cambio es debaja resistencia (ver lamina)la interrupcin ser particularmente sensible a las condiciones de corriente y tensin que se presentan en la proximidad del cero de corriente (corriente y tensin desfasadas, hay tensin con corriente nula).Analicemos el fenmeno en dicho instante, supongamos que intentamos interrumpir una corriente resistiva, en el momento en que la corriente se anula tambin la tensin entre contactos es nula, a partir de ese instante crecer en el tiempo en igual forma que la tensin de la fuente.Pensemos ahora en la interrupcin de una corriente inductiva, en el momento en que la corriente pasa por cero observemos la tensin en los contactos, un instante antes era nula, si la interrupcin tiene xito, un instante despus la tensin tendr un elevado valor, que corresponde a la que impone la fuente...Hemos despreciado en nuestros razonamientos las capacitancias parsitas que hay entre los contactos del interruptor, en rigor la tensin pasara de cero al valor final, a travs de un transitorio con importantes sobretensiones del orden de 2 veces.Hemos analizado una corriente de cortocircuito en bornes del interruptor y su interrupcin, y hemos observado la tensin entre los contactos.Si el cortocircuito se establece en lnea, (a alguna distancia del interruptor) la interrupcin presenta dos tensiones de distintas caractersticas, del lado fuente la tensin variara en forma parecida a la indicada, partiendo del valor correspondiente a la cada de tensin en lnea, mientras del lado lnea se presentara un fenmeno de onda viajera, que causa en el borne del interruptor una onda diente de sierra.La tensin entre bornes crece con gran velocidad, y para que la interrupcin tenga xito, la distancia entre contactos debe soportar estas condiciones, impuestas por la lnea, circuito de parmetros distribuidos.Un efecto parecido puede presentarse cuando se interrumpe un cortocircuito secundario de un transformador, desde el interruptor el transformador es visto como una capacitancia con una inductancia en paralelo, esta es una simplificacin demasiado drstica, pero el fenmeno observado es con oscilaciones del lado del transformador, y una tensin del lado de alimentacin con oscilaciones parecidas (aunque menores) que para el cortocircuito franco.La interrupcin de la corriente de un reactor derivacin, o un cortocircuito con reactor serie tambin son anlogas.Totalmente distintas son las condiciones cuando se interrumpe una corriente capacitiva, banco de capacitores, cables en vaco, lneas areas en vaco.En este caso al pasar la corriente por cero, se interrumpe, de un lado queda el capacitor cargado, del otro la fuente la tensin sigue variando con la frecuencia de la red.Si la interrupcin tiene xito un cuarto de ciclo despus se tendr sobre los contactos aplicada la mxima diferencia de tensin.Si en cambio se presenta falla dielctrica del interruptor, se establecer una corriente con un pico muy grande, aparecer una oscilacin de gran amplitud, y el capacitor podr quedar cargado con doble tensin, siendo la situacin final con tensin an mas alta, este fenmeno es llamado reencendido, y hace que ciertos interruptores no sean adecuados para largas lneas, cables o capacitores.Tambin la interrupcin de pequeas corrientes inductivas puede presentar efectos de reencendido, pero no con los desastrosos efectos acumulativos antes comentados, simplemente al aumentar la distancia entre contactos la interrupcin finalmente tiene xito, pero sucesivas interrupciones y reencendidos crean trenes de ondas viajeras que pueden daar las aislaciones.Una corriente particular puede presentarse en caso de cortocircuito en una lnea que parte de un nodo prximo a una batera de capacitores, el interruptor de la lnea deber interrumpir la corriente de cortocircuito, con superpuesta la corriente de descarga de los capacitores, de frecuencia relativamente alta, quizs presentando varios pasajes por el cero en escasos milisegundos...Las normas suponen que la corriente es de amplitud constante como corresponde cuando se esta a distancia (elctrica) relativamente grande de las maquinas generadoras. La presencia de los fenmenos transitorios y de la componente continua en proximidad de generadores, puede ser causa de que la corriente de falla no pase por cero durante cierto nmero de ciclos, presentndose entonces al interruptor una situacin de gran dificultad.No olvidemos que tambin en casos normales, con elevada constante de tiempo de la componente continua, los dos semiciclos sucesivos son de amplitud totalmente distinta, y ofrecen distinto grado de dificultad al xito de la interrupcin.Mientras el interruptor esta cerrado el efecto joule en los contactos es la nica magnitud que produce efecto apreciable, calentamiento de los contactos, en cuanto los contactos se separan puede medirse la tensin de arco, puede hablarse de potencia de arco, e integrndola en el tiempo, energa de arco.La comparacin de como evoluciona esta energa, con la que el interruptor es capaz de controlar, es la que seala el posible xito o fracaso de la interrupcin, y es el factor que el proyectista estudia relacionando tensin, corriente, tiempo, energa.PRINCIPIOS CONSTRUCTIVOS DE LOS EQUIPOS DE MANIOBRAEl ingenio humano ha dado pruebas significativas en la historia de los interruptores, las soluciones fueron sucedindose con rapidez unas a otras, las nuevas soluciones presentaban nuevos problemas, y la tcnica exiga soluciones completas y generales.Las tcnicas de interrupcin comenzaron utilizando el aire natural, e inmediatamente buscaron otros fluidos, aceite, agua, aire comprimido, SF6, las formas y el tamao de los aparatos fue cambiando, llegndose finalmente a soluciones compactas actuales.Actualmente los interruptores de baja tensin utilizan cmaras de interrupcin deion, con varias chapas metlicas que dividen el arco aumentando la tensin de arco (resistencia), cuando las corrientes nominales son relativamente bajas de modo que los contactos son livianos y pueden ser fcilmente acelerados, se realizan interruptores con caractersticas limitadoras, que deforman notablemente la corriente de cortocircuito, impidiendo que se presente el pico mximo.Parece que tendrn futuro los interruptores en vaco, y los de estado slido (sin contactos de interrupcin mviles...).En media tensin las tcnicas actualmente difundidas son el vaco, el gas SF6 en versiones autosoplante, de arco rotativo, todava en aplicaciones especiales se utiliza el aire comprimido, y el aire a deionizacion magntica.Los interruptores en pequeo volumen de aceite, fueron los mas difundidos en el pasado, y todava sern utilizados por muchos aos, aunque ya casi no se fabrican.En media tensin se utilizan interruptores de limitado poder de interrupcin (llamados seccionadores bajo carga o interruptores de maniobra, incapaces de interrumpir el cortocircuito), la buena tcnica solo ha dejado subsistir los autoneumaticos en aire y en ambiente cerrado de SF6.En alta tensin la tcnica avanzo en direccin de soluciones modulares de cmaras en serie, el pequeo volumen de aceite, el aire comprimido, el SF6 tipo autosoplante, fueron las soluciones que mas xito tuvieron, y la decadencia de cada solucin tcnica apareci al alcanzar sus limites naturales de aplicacin.En el futuro puede preverse la utilizacin del vaco, multicamara.En todos los casos el interruptor en su concepcin actual debe tener un comando que mecnicamente debe ser optimo, las buenas cualidades elctricas de la cmara de interrupcin deben estar acompaadas por sobresalientes caractersticas mecnicas, despus de haber quedado cerrado mucho tiempo se exige siempre una buena actuacin, rpida, oportuna... todava hoy este proyecto presenta importantes desafos.El vaco es un mtodo de interrupcin que en algunas aplicaciones trae aparejadas sobretensiones que se propagan en los circuitos solicitando en modo inconveniente algunos componentes, por lo que debe estudiarse atentamente su aplicacin. Quizs esto sea consecuencia de ser el mtodo de interrupcin mas joven.La tensin en los interruptores multicamara debe repartirse con oportunos capacitores que regulan la solicitacin en cada una, tambin influyen controlando la tensin de retorno que se presenta.CARACTERISTICAS FUNCIONALES DE INTERRUPTORESLas caractersticas funcionales, sirven para especificar los aparatos, definindolos.La especificacin de un dispositivo se hace con el objetivo de obtenerlo en el mercado, o construirlo especialmente.Cuando el objetivo de la especificacin es la construccin de un equipo especial, el nico limite a lo que se especifica esta dado por la posibilidad constructiva, y los riesgos de que la construccin no tenga xito.Generalmente es preferible comprar dispositivos normales, existentes, por lo que la especificacin debe identificar suficientemente bien las caractersticas de inters, definiendo adecuadamente el objeto de compra.Frecuentemente el proyectista de instalaciones debe hacer esfuerzo en lograr una instalacin donde puedan utilizarse los dispositivos mas abundantes del mercado, y para esto quizs haya que esforzarse en replantear el proyecto mas veces.La primera caracterstica del interruptor es su tensin nominal: baja tensin media tensin alta tensin altsima tensinUn mismo interruptor de baja tensin puede ser aplicado en instalaciones de distintas tensiones nominales, por ejemplo 230 V, 400, 500, 660, 750, 1000 V (a veces no todos los valores, sino solo algunos), es as que frente a una especificacin se pueden obtener soluciones muy distintas.En media tensin en cambio los aparatos pueden utilizarse en unas pocas tensiones nominales, las medias tensiones utilizadas en nuestro pas 2.3 kV, 3.6, 5, 7.2, 11, 13.2, 13.8, 36 kV utilizan aparatos de tensiones nominales que dependen del pas de origen del aparato (o de su licencia de fabricacin) por ejemplo aparatos de origen europeo de tensin nominal 17.5 kV se utilizan para las tensiones nominales de 7.2 hasta 13.8 kV, lamentablemente entonces no se pueden aprovechar al mximo...En alta tensin los fabricantes plantean soluciones para su mercado de mas importancia, y esa adopcin la ofrecen a los otros mercados, por ejemplo una solucin para 145 kV se ofrece para redes de 123 kV, una solucin para 170 kV se lo ofrece para 145 kV.A medida que la tensin crece aparecen soluciones modulares, cmaras mltiples en serie, es as que deben observarse soluciones de 245 kV, 362 (altsima tensin), 420, 550, 765 - 800 kV que cada fabricante ha desarrollado, notndose que cada fabricante ha tratado de minimizar la cantidad de cmaras en serie, para reducir el costo, en el transcurso de los aos a medida que una solucin se sustituyo por otra la tensin nominal de la cmara modular fue creciendo as en los aos 70 un interruptor de hexafluoruro de 362 kV tenia tres cmaras, hoy (en el 2000) se ofrece con dos, solucin que tambin alcanza para algn fabricante para 550 kV, es decir que la cmara es de tensin nominal 245 kV.Asociada a la tensin nominal, se presentan las caractersticas de aislacion, tensin de ensayo a frecuencia industrial, tensin de ensayo a impulso.La otra caracterstica es la corriente nominal, en baja tensin los valores que se presentan estn asociados a los rels de proteccin integrados al interruptor, cada tipo de interruptor cubre hasta cierta corriente nominal mxima, 63 A, 100, 1250, 2500, 4000, 6300 A.En media tensin los fabricantes han reducido las opciones que ofrecen, 800 A, 1250, 1600, 2500, en general solo 2 de estos valores, y es difcil encontrar aparatos de corriente nominal elevada.Los interruptores para generadores cubren necesidades por arriba de los 10000 A.En alta tensin las soluciones se orientaron a corrientes nominales 2000 o 3000 A, buscando en las soluciones de los anios 70 observamos soluciones de 1250 A, y menos.El otro tema es la corriente de interrupcin, en baja tensin 1 kA, 10 hasta 100 (los interruptores limitadores).En media y alta tensin esta caracterstica es 20 kA, 40, 63. En altsima tensin las soluciones de menores corrientes (para una misma tensin) son en general con menor cantidad de cmaras.Exigencias que se presentan al interruptorUn folleto de 1970 propona que un interruptor no puede ser juzgado solo en base al poder de interrupcin normal de cortocircuito, y explicaba que pocas veces, quizs nunca en su vida, el interruptor deba interrumpir dicha corriente.Pero todos los das, para un servicio seguro y tranquilo, que no incremente el precio de adquisicin (inicial), por la continuidad y calidad de servicio, para la proteccin de los aparatos, las maquinas, las lneas, los cables, y para la seguridad de las personas, un verdadero interruptor, cualquiera sea su poder de interrupcin, aun si muy superior al que corresponde al punto donde fue instalado, debe: ser mecnicamente simple y de seguro funcionamiento en el tiempo. Realizar en cualquier condicin de servicio ciclos de recierre rpido Interrumpir pequeas corrientes inductivas, con sobretensiones limitadas (menores de 2.5 - 2), por ejemplo fallas en el secundario de transformadores. Interrumpir pequeas corrientes magnetizantes de transformadores en vaco, con sobretensiones limitadas. Interrumpir lneas y cables en vaco sin reencendidos. Interrumpir con seguridad fallas en lnea (kilomtricas). Interrumpir fallas consecutivas Interrumpir en oposicin de fase Interrumpir cortocircuitos repetidos sin requerir mantenimiento.Se trata de una excelente sntesis, que conviene repasar frente a la necesidad de comparar entre si distintos interruptores, con el objetivo de tomar una decisin, que seguramente no puede ser orientada por el solo precio, sino debe ser antes calificada por la comparacin pesada de estas prestaciones.Descripcin de distintos tipos de interruptoresEl interruptor es un aparato esencialmente formado por contactos que se separan con importante velocidad para pasar rpidamente de condiciones de conduccin a aislacion, y un mecanismo de comando con energa acumulada para lograr satisfacer las condiciones de movimiento.El ambiente en el que se separan los contactos permite una clasificacin y define una cantidad de tipos de interruptores aire natural aire con camadas deion aire a deionizacion magntica (cmaras cermicas, o metlicas - cada catdica) arco rotativo aceite, gran volumen interrupciones mltiples (en serie) aire comprimido, soplado longitudinal, transversal con resistor de apertura aceite, pequeo volumen (cmaras mltiples) hexafluoruro de dos presiones (neumtico) hexafluoruro de simple presin, autosoplante hexafluoruro de arco rotativo vaco, con distintos materiales en los contactos, cmaras mltiples, resistores de maniobra hexafluoruro con aprovechamiento de la energa de arco seguramente en un futuro prximo, cmara de interrupcin de estado slidoLos comandos son de distintos tipos, pero todos se caracterizan por disponer de energa acumulada, y deben ser adecuados al tipo de interruptor, ya que entre comando y cmaras de interrupcin se debe lograr la solucin optima: comando a solenoide (combinado con resortes) comando a resortes (helicoidales, y espirales, cargados con motor elctrico, o a mano) comando de aire comprimido, de un efecto (combinado con resortes) o de doble efecto comando de aceite a presin, fluodinamico comando de gas (hexafluoruro) a presin, y resortes.Intentar explicar el desarrollo de estas distintas tcnicas y sus variantes, y como se encadenaron y evolucionaron es dificultoso y complicado, en forma arbitraria se han seleccionado una serie de figuras encontradas en revistas que muestran caractersticas de distintos tipos de aparatos, y que cubren casi 100 aos de desarrollo tecnolgico alrededor de estos temas.Puede ser de inters observar como ha variado para los distintos tipos de interruptores lafaja de mercadoque han cubierto durante cierto periodo del siglo XX.Se puede resumir el comportamiento de los distintos tipos de interruptores en un nico concepto, los contactos se separan, se forma el arco, y este puede ser de baja resistencia o de alta resistencia, y en relacin con el, es el comportamiento de latensin de retorno (ver figura) que aparece inmediatamente.El desarrollo de los interruptores es esencialmente experimental, el desarrollo terico o de gabinete es complementario, de los ensayos se extrae informacin que sirve para juzgar fortalezas y debilidades del proyecto y que orienta hacia nuevas mejoras, pero no se puede encarar un desarrollo sin la disponibilidad de un laboratorio de pruebas que permita simular condiciones elctricas reales de la interrupcin. interrupcin en aire libreModelo primitivo deinterruptor en aire libre, con cuernos de arco. Se observan los contactos que se separan, el arco se forma entre ellos, se transfiere a los cuernos y deslizando sobre estos se alarga y se enfra.Pero el arco se mueve libremente, y es necesario asegurar espacio para que la interrupcin no se transforme en un arco de falla (a masa o entre fases). Para limitar el desgaste de los contactos por el arco es necesario alejarlos rpidamente, esta accin no puede ser desarrollada por el esfuerzo del operador, la energa para la operacin se acumula previamente, la apertura es iniciada por un mecanismo de gatillo que libera el disparo de apertura, la energa mecnica de apertura se carga durante el cierre.Algunos conceptos bsicos que se observan se han mantenido en el tiempo, la separacin de funciones de conduccin y arco (para no desgastar con el arco los contactos de conduccin), el alargamiento del arco, el aprovechamiento de fuerzas electrodinamicas. cmaras deionEs necesario controlar el movimiento del arco, se lo puede contener dentro de una cmara para que no escape libremente, en el interruptor debaja tensin en airese observa que cuando sus contactos se alejan, el arco pasa a los contactos de arco, entra en la cmara, y en ella debe apagarse, por la parte superior de la cmara deben salir solo los gases pero no el arco, obsrvese otrointerruptor de baja tensin en aireque de todos modos es muy semejante.Las cmaras pueden estar hechas con chapas metlicas o material aislante,Otra figura muestra uninterruptor de baja tensinde corriente nominal elevada, y de tipo extraible, el detalle de los contactos cerrados y abiertos es de inters.Los contactos pueden ser planos como vistos o de cuchilla como muestra el detallecmara de interruptorde un modelo mas moderno deinterruptor en aireEl tamao de los interruptores fue cubriendo desde las aplicaciones domiciliarias a las mximas exigencias industriales, obsrvese un pequeointerruptor en caja aislante, eldespiece del aparatoayuda a interpretar la funcin de los principales componentes.El aprovechamiento de las fuerzas electrodinamicas y la gran velocidad de alejamiento de los contactos suficientemente livianos (poca fuerza de inercia) inicio el desarrollo delinterruptor limitadorque impide se alcance el pico mximo de cortocircuito, ventaja ofrecida por los buenos fusibles.Los conceptos de desarrollo de losinterruptores limitadores, prosperaron a mayores tamaos, complementndose coninterruptores en aireaptos para proteccin selectiva.Cortede un interruptorde uso industrial, con rels trmico y magntico.Interruptor decontacto rotativoobsrvense particularmente las formas de los caminos de corriente.Detalle de interruptor de elevada resistencia electrodinamicacorte del aparatoobsrvense los elementos componentes, la solucin moderna ofrece rel electrnico alimentado por un transformador de corriente.El progreso de los interruptores se baso en el cuidadoso estudio de losesfuerzos electodinamicosentre contactos, lo que permiti mejorar sus formas y comportamiento.Los interruptores limitadores aprovecharon los principios derepulsin de los contactostambin basados en esfuerzos electrodinamicos.Que se complementaron condispositivos magnticos de repulsinde los contactos, como muestra la figura. contactor en aireEl contactor, vase un modelo decontactor en aire, debe poder hacer gran numero de maniobras sin mantenimiento, pero no debe interrumpir corrientes de cortocircuito, el mecanismo debe ser simple, liviano, robusto, los contactos autolimpiantes, obsrveselos inclinados para autocentrarse, el arco debe apagarse rpidamente en la cmara.Otros modelo muestra unasolucin con contactos planos, y otro proponecontactos con formamas adecuada para soplar el arco, comprese la forma con la del interruptor limitador. soplado magnticoEs necesario que el arco se desplace dentro de la cmara, en el interruptor desoplado magntico, se busca este efecto con bobinas por las que circula la corriente a interrumpir, el efecto de la cmara es proporcional a la corriente, elesquemamuestra varios detalles y explica el funcionamiento.Mas natural es la propuesta con el arco que sedesplaza hacia arribacomo se observa en la figuraObsrvese el esquema de principio, los bornes, el contacto fijo y el mvil, se separan, el arco se transfiere al cuerno, se intercala una primera bobina, y a medida que el arco se desplaza se intercalan las otras, el arco es desplazado dentro de la cmara. En ella se alarga y se enfra.Otro modelointerruptor de soplado magnticolas cmaras son cermicas, se observan los cuernos de arco principales, y los cuernos intermedios, que actan cuando el arco ya esta en la cmara. El arco y los cuernos toman una forma de solenoide, el mismo arco genera el campo magntico.Observemos otro modelo decmaras de interrupcincon chapas metlicas, y cuernos intermedios, aqu tambin se genera el solenoide, pero el arco entra en las cmaras de chapas metlicas.En estos ltimos modelos el solenoide origen del campo magntico esta formado en parte por conductores, en parte por el mismo arco y no es fcilmente controlable, en cambio con electroimanes el control es mas fcil, la cmara desoplado magnticomuestra el detalle de la bobina lateral, contactos y cmara de interrupcin, el campo magntico es creado por unelectroimn, el diseo tiende a lograr campo uniforme entre los ncleos laterales, tambin aparecen campos dispersos y bobinas laterales que los tienden a anular.El efecto magntico es proporcional a la corriente que se debe interrumpir, con elevadas corrientes el efecto es grande, pero el interruptor debe interrumpir tambin pequeas corrientes, con estas se observa que el arco no se desplaza hacia dentro de la cmara con suficiente rapidez, aparece entonces pistn que genera unsoplado de aireque obliga a que el arco se encauce en su camino.Otro modelo de cmara desoplado magnticopara mejorar la distribucin del campo dispone la bobina al centro de la cmara, en su movimiento el arco embiste unapequea cmara de interrupcinque se observa en el centro, se inserta la bobina, y aparece el efecto del campo que se establece.La figura esquematiza elfuncionamiento del interruptory el movimiento del arcodentro de la cmarade interrupcin y las fuerzas que actan.El detalle de lacmara de interrupcin de placas cermicasmuestra como se alarga el arco, y como es obligado a reducir su dimetro por influencia del corte en V de las placas a medida que penetra en la cmara. El detalle muestra el montaje de lasplacas cermicas. Mientras se desplaza dentro de la cmara se observa elarco en distintas situacionesla columna de arco a medida quepenetra en la cmaraes deformada y aparece un efecto de enfriamiento.Es conveniente que elcampo magntico y la corrienteno estn en fase, de manera que el efecto magntico se mantenga en el momento en que la corriente se extingue, presentndose el efecto sobre los iones, y ayudando a la renovacin del aire, esto se consigue con una espira en cortocircuito sobre el ncleo del electroimnLoscontactos del tipo cuchillasse observan en el detalle de la figura, contactos principales (que deben ofrecer poca resistencia elctrica) y de arco, adems el contacto rotante (donde la cuchilla gira y que tambin debe tener baja resistencia), pistn de soplado, biela aislante que transmite movimiento a la cuchilla.El soplado magntico tambin fue aprovechado en loscontactores de media tensin. arco rotativoAl abrir el interruptor el arco se transfiere a los cuernos observndose que se presenta corriente y se establece un campo magntico circular que en la zona de arco lo empuja hacia arriba, tambin hay bobinas que producen campo radial,la figura muestracomo el arco se transfiere y se establecen los campos.Las placas conductoras que forman la cmara subdividen el arco, y se presenta el campo radial generado por las bobinas que lo fuerzan a unmovimiento rotativoalrededor del eje de los conductores coaxiales que ya no conducen.El interruptor es de funcionamiento muy complejo,la cmaratiene placas conductoras de cobre (placa deionizante con pista circular), placas de hierro, distanciadores aislantes, espiras de soplado, y bobinas de campo radial. extrarapidos (para corriente continua)La corriente alterna pasa por cero dos veces en cada periodo (cada 10 ms a 50 Hz) no es as para la corriente continua, la forma de lograr la interrupcin es forzando el pasaje de la misma por el cero aumentando la resistencia del arco, los principios recin vistos son validos para losinterruptores extrarapidoscuya gran similitud con los modelos en aire a deionizacion magntica antes vistos no es casual, sino buscada tratando de aprovechar todas las buenas ideas.Obsrvese en otro modelo el detalle decontactos y cuernos de arcoel arco pasa de contactos principales a los de arco, se alarga entra a la cmara, vase otro modelo deinterruptor extrarapido, ntense similitudes y diferencias.Mas esquemas muestran aparatos con distintos detallesinterruptor con cmara magntica,otro interruptor similar.La deteccin delcortocircuito en corriente continuase debe hacer mientras esta crece (por el valor de dI/dt) mucho antes de que alcance su valor mximo para evitar los efectos de la elevada corriente, esta deteccin e inmediata actuacin no son fciles de realizar y elrel formo parte del interruptorpara poder hacer sistemas suficientemente rpidos.La figura muestra elrel extrarrapidocuyomodo de funcionamientose muestra en la figura gran volumen de aceiteObsrveseinterruptor de gran volumen de aceite, con los contactos libres en aceite, al producirse el arco se forma una burbuja de gas, si el arco continua el peligro de explosin es elevado... la cantidad de aceite es grande... para que el arco dentro del aceite no se descontrole, rodendolo se puso una cmara de interrupcin, mejorando tambin las prestaciones, y permitiendo llegar a tensiones elevadas.El ejemplo que muestra la figura corresponde a unmodelo de alta tensinlas cmaras estn separadas por tabiques para evitar el arco entre fases, se observan los contactos que son con forma de vstagos que penetran en las cmaras de interrupcin para alcanzar el contacto fijo.Otra figura corresponde otromodelo de alta tensinen el que se observa la apariencia de tanque de alta presin del contenedor de las cmaras de interrupcin. pequeo volumen de aceiteCon ideas anlogas al interruptor anterior, con cmara de interrupcin, minimizando la cantidad de aceiteinterrupcin en pequeo volumen de aceiteque reduce el peligro en caso de fracaso de la interrupcin, y el requerir menos aceite se considero ventajoso para los pases no petroleros.Al moverse el contacto se establece el arco que se prolonga dentro de la cmara, se generan gases que comprimen el aceite dentro de los nichos de la cmara, y que al pasar la corriente por cero tratan de renovar el aceite entre contactos, logrndose as la interrupcin.En media tensin se presentan soluciones simples,interruptor en pequeo volumen de aceiteobsrvese el camino de al corriente, borne superior, contacto fijo con dedos de contacto (uno mas largo de arco), contacto mvil, y borne en el centro del polo, el cuerpo del polo es de material aislante, en la parte inferior la caja de manivelas (a masa), donde por bielas aislantes (en aceite) se transmite el movimiento al contacto mvil.Solucionespara interior y exterior, el cuerpo del modelo para interior debe ser de material suficientemente resistente (papel bakelizado, fibra de vidrio y araldite), para exterior el cuerpo debe resistir las inclemencias climticas (porcelana en el pasado, hoy puede haber otros materiales) y para cumplir la funcin mecnica de relacionar caja, y bornes intermedio, y superior, en la figura se observa que la porcelana simplemente recubre al interruptor para interior.Otro modelo deinterruptor de mnimo volumentiene borne superior y el borne inferior es tambin la caja de transmisin del movimiento, ambos extremos en tensin, por lo que requiere aisladores de soporte, y una barra de transmisin aislada entre el comando y el polo, como muestra la vista delinterruptor completo.El detalle de lacmara de interrupcin, muestra el flujo de aceite por el hueco interior del contacto mvil, para la interrupcin de pequeas corrientes, y la generacin de la burbuja de gas que impulsa el aceite para la interrupcin de elevadas corrientes.Para lograr corrientes nominales muy elevadas, a veces se pone en paralelo al dispositivo de interrupcin, un seccionador de corriente nominal elevada que trabaja en paralelo a cmara de interrupcin, en algunos casos la cmara de interrupcin tiene una el paralelo que incluye una resistencia, lafigurailustra estos distintos casos.Las soluciones mas complejas son caractersticas de las mayores tensiones, en tensiones mas altas aumenta la dificultad de apagar los distintos arcos que se presentan en las maniobras que se deben hacer,La funcin de la cmara essubdividir y alargar el arcoaprovechando elflujo de aceiteque se produce durante la interrupcin por distintas causas, la presin de aceite se puede lograr generandodos arcos en serieuno produce una burbuja de gas que pone en presin el aceite dentro de la cmara, el aceite es soplado sobre el segundo arco, y debe extinguirlo.As como se soplo aire en los interruptores magnticos, sebombea aceitehacia los arcos para el caso de interrupcin de corrientes dbiles, esto lo hemos visto en una solucin de cmara de media tensin.Las cmaras de los interruptores deinterruptores de alta tensinpresentan similitudes y diferencias con los de media tensin, eldetalle de la cmarapuede verse, obsrvense el contacto de arco (dedo mas largo), el pistn de bombeado de aceite fresco, y las placas que forman la cmara propiamente dicha y sus cavidades, al fondo de la figura la cabeza del contacto mvil.Los interruptores en aceite quizs hayan presentado la mayor variedad de modelos, observemos otro diseo de lacmara, se ven los caminos de circulacin del fluido, y distintas posiciones y estados de flujodurante las maniobras.Las vistas de conjunto deun polo, las cmaras de interrupcin tienen limites de aplicacin al aumentar la tensin, con una nica interrupcin no se puede ir mas all de cierta tensin, y para tensiones mas altas se ponen cmaras en serie, interruptorbicamara (dos cmaras en serie)un sistema de bielas transmite el movimiento del comando a los contactos.La idea de los interruptoresmulticamara (mas cmaras en serie)lleva asociada la modularidad de los componentes, de sus estudios, de sus ensayos, de su produccin...El conjunto de doscmaras en seriees tambin un modulo en otras familias de interruptorescomo el multicamara de 4, obsrvese que los aisladores de soporte verticales estn exigidos por la plena tensin. aguaLa escasez de aceite mineral hizo que ciertos fabricantes dedicaran esfuerzo al desarrollo de interruptores que en lugar de aceite usaran agua (no conductora - destilada) como medio de interrupcin.Esta idea aunque noble, tuvo poco xito por los otros posibles medios de interrupcin, en particular aire. aire comprimidoInterruptor de media tensin deaire comprimidoel contacto de interrupcin es con pequea distancia entre electrodos (solo interrumpe la corriente), y en serie se encuentra un contacto que cumple funcin de seccionamiento (aislacion),otros modelosmuestran distintos detalles y distintas soluciones constructivas, para completar vaseotro interruptor.Para alta tensin vase como ejemplo el interruptor dechorro de aire libre, varios mdulos forman uninterruptor mltiple en aire.Vase el detalle de funcionamiento de lacmara de interrupcinde chorro libre, un mecanismo mueve rpidamente el vstago y se libera el soplo de aire a presin, que barre el arco en su pie.Vanse distintasformas de contactosque se propusieron y estudiaron tratando de optimizar el barrido del arco con fluidos gaseosos, aire seco en particular.La variedad de modelos de interruptores en aire fue muy grande, en ciertascmarasel movimiento de los contactos se hace con el mismo aire comprimido, vase la figura. Interruptores con resistores de apertura requieren doscmara en paralelouna inserta el resistor, al abrirse la principal la corriente se desva al circuito con resistor, la interrupcin de la corriente resistiva es fcil.En alta tensin se presenta (para las lneas largas) la necesidad de resistores de preinsercion, tambin en este caso doscmara en paraleloson necesarias.Mientras en lacmara hay presinde aire los contactos pueden estar cerca, y la interrupcin tiene xito, pero si la carrera de los contactos es pequea se hacen indispensables seccionadores en serie, como propone el diseo de la figura.Los progresos habidos en este tipo de interruptores fueron sorprendentes, la figura muestra lacomparacinde dos siluetas, separadas por algunas decenas de anios. Otro modelo muestra como se resolvi el problema de lograr teneralta presin disponiblecerca de la cmara, Obsrvese en el modelo llamadoY las cuatro cmarasy los distintos mdulos que lo componen.Otra aplicacin de media tensin, pero que presenta corrientes normales muy elevadas es el interruptor de generadores, el problema se resuelve con un seccionador con un interruptor en paralelo, la apertura se produce comoindica la figurala cmara superior es de seccionamiento, abre primero, la inferior de interrupcin, abre ultima. Lavista de conjuntomuestra tambin los elementos de disipacin, refrigeracin, necesarios por el calor producido por la circulacin de la gran corriente. aire autosoplanteContactos de interruptor decon pistn autosoplante, con limite de interrupcin muy bajo, hexafluoruro de azufre dos presionesInterruptor detipo neumtico con sf6obsrvese el tanque de alta presin, donde se acumula el gas, al ordenarse la apertura el gas es liberado, otra figura que muestra elaparato en su conjuntoobservndose los depsitos de gas, las conducciones, la transmisin al comando, y enlos contactosel gas se expande apagando el arco, del contenedor de baja presin elgas es comprimido y devuelto al tanquede alta presin.Vase eldetalle de contactosfijo y mvil, la tobera donde se produce el arco, y es soplado, el contacto de arco, y los dedos de contactos de conduccin.La figura esquematiza elmovimiento de contactos, el comando transmite el movimiento a los contactos a travs de una barra aislante (que debe soportar la plena tensin), y obsrvense las interrupciones en serie.Obsrvese el modelode interruptor de muy alta tensincon interrupciones mltiples por fase, con contactos de cierre para resistores de preinsercion, contactos de interrupcin y capacitores para reparticin de tensin, otra figura muestra elmodelo de menor tensin, con menos cmaras en serie, estos modelos se llaman de tanque muerto ya que el mismo se encuentra a tierra.Otra idea trata de realizar elinterruptor sin tanque metlico que lo rodea, el esquema de funcionamiento de observaen la figuraque muestra como el gas sopla el arco, y mueve los contactos.Otro modelo de interruptor utiliza como contenedor las porcelanas, parece un interruptor de aire comprimido, pero no puede perder el fluido,interruptor de dos presiones, elcircuito de fluidosse observa en la figura, tanque de alta presin, deposito de gas listo para el soplado, canalizaciones. Elinterruptor en su conjuntose observa en la figura.Otro modelo decmarautilizada para desarrollar estudios, dio por resultado un prototipo del cual semuestra la secuenciadurante la apertura, y los detalles del mecanismo de bielas que transmitemovimiento a los contactoscomo muestra la figura.Elmovimiento de los contactosse transmite con bielas, y elsoplado del arcose aprecia en la figura. hexafluoruro autosoplanteInterruptor de una sola cmara detipo autosoplante, obsrvese la pequea distancia entre masa y las partes en tensin, la transmisin del movimiento a los contactos.Cmaramodular de tipo autosoplanteal moverse los contactos se comprime el gas que al salir por la tobera debe apagar el arco, obsrvese lasecuencia de posicionesde interrupcin, la posicin del contacto fijo y del pistn se mantienen, mientras tobera, contacto mvil y cilindro descienden, es de importancia el estudio del campo elctrico en el espacioentre contactos.Otra figura muestra lascmaras completasnotndose como el gas soplado escurre sobre el arco, mientras se produce el movimiento.Durante el cierre se observael prearco de cierrey luego el contacto queda cerrado, mientras se lleno de gas el cilindro, quedando preparado par la nueva maniobra de apertura.Un esquema muestra elprincipio de interrupcinla secuencia demovimiento de contactospudiendo notarse diferencias con la cmara antes examinada, elpolo completopuede verse en la figura, a la que sigue elinterruptor completonotndose transmisiones entre polos y a las cmaras.Los mdulos componen interruptoresmonocamara, omulticamara.Las cmaras pueden estar en un contenedor con aisladores pasantes para realizar uninterruptor autosoplantepara exterior mas compacto, tambin se los puede encontrar formando parte de estaciones elctricas detipo blindado. Elinterruptores esencialmente el mismo aparato utilizado en soluciones en aire, y se lo observa formado parte delsistema blindado.Otra figura muestra otrasolucin blindada, con distintos detalles constructivos, obsrvese que el interruptor es de una sola interrupcin, lo que hace presumir la tensin nominal.El detalle de lainterrupcinvaria de un modelo a otro, losdetalles constructivosde la cmara tambin, sin embargo las ideas esenciales son muy similares en las distintas soluciones que ofrecen los fabricantes.Mientras que los interruptores en aceite y aire comprimido el desarrollo de aparatos de media y alta tensin fue simultaneo, o quizs la alta tensin se desarrollo despus de al media, para los interruptores de SF6 ocurri lo contrario, una vez hechos los desarrollos de alta tensin, los fabricantes comenzaron a invadir tambin el campo de la media tensin.Una figura muestra en detallela cmara de interrupciny como se resuelven las distintas corrientes nominales con contactos conductores adicionales, yla cmara de cierredel resistor de preinsecion, estas se utilizan en interruptores de cmaras mltiples, donde la tensin entre las mismas se reparte con capacitores de distribucin del potencial.Veamos algunos ejemplos de cmaras de media tensin,una cmara de SF6que parece derivada de la alta tensin, se la compara con un polo de interruptor de vaco, otra figura muestrados cmaras de sf6distintas son comparadas, una de ellas presenta en paralelo una cuchilla en paralelo a la cmara de interrupcin, solucin para corrientes permanentes elevadas, una cuchilla para la corriente principal, otromodelo de interruptorde media tensin es mostrado se aprecian similitudes y diferencias con los anteriores.La aplicacin de media tensin con corrientes normales muy elevadas caractersticas de losinterruptores de generadorobsrvese tambin el seccionador asociado. Las figurassiguientes muestran la aperturadel interruptor en su primera fase hasta formar el arcola extincin del mismo. Obsrvese el detalle dela formacin del arcodurante la interrupcin.Otro modelo deinterruptor de maquinaen hexafluoruro, y unavista en cortedel mismo hexafluororo arco rotativoLa idea del arco rotativo apareci nuevamente produciendo larotacin del arcoen un ambiente de gas hexafluoruro de azufre, que ayuda a tener un elevado poder de interrupcin aun con mecanismos de interrupcin muy sencillos y poco potentes, en comparacin a la solucin anloga en aire. El dispositivo que se presenta en la figura fue utilizado en contactores hexafluoruro presin autogeneradaEn analoga con los interruptores en aceite con arco auxiliar se presenta un contacto de arco que en una cmara auxiliar generapresin que sopla gas haciael contacto principal.En la cmara autosoplante, la presin de gas se incrementa por efecto del arco, algunasvlvulas en cilindroy pistn descargan el exceso de presin para que la interrupcin no sea excesivamente violenta. vacoLascmaras de vacocomenzaron a ser producidas con las tecnologas de las vlvulas superadas por los adelantos de la electrnica de estado slido. En la figura se muestra uncorte de cmara de vacoestos dispositivos se caracterizan por un pequeomovimiento de contactosentre los que se vaporiza el metal formando el arco, y que se condensa al reducirse la corriente y pasar por el cero.Los fenmenos delarco elctrico en vacoson mostrados en el esquema, se pueden presentar tres modalidades deinterrupcin del arco.Las cmaras se montan con el dispositivo de comando realizando as elinterruptor de vacodonde la cmara esta soportada con dos aisladores, o en otra alternativa donde el montaje es con un soporte aislante que contiene la cmara como muestraotra figura en perspectiva, y suvista lateral plana.Lascmaras de vacotambin se utilizan para construir contactores, el comando en esta caso es generalmente de solenoide, mientras que en el caso delinterruptor de vacoes mejor que el comando sea a resortes.La figura muestra otro modelo decmara de vacontense similitudes y diferencias con la anterior, otraalternativaes la que se puede observar.Loscontactos del interruptor de vacopueden ser de diseo espiral para forzar el arco al desplazamiento por efecto electrodimanico (por la forma como el arco rotativo).Obsrvese lafigura que muestra las estructurasde contactos que crean un campo radial, tambin se disean contactos que crean un campo axialcomo muestra la figura, en ciertos casos estos efectos se buscan dando adecuadas formas a las conexiones externas a la cmara de vaco.Sobrelos contactosesquematizados grficamente se desarrollanestudios de camposque tienden a optimizar estos diseosPara tensiones mas elevadas que las que soporta una sola cmara se hacen soluciones condos cmaras en serie fusiblesEn los inicios de la difusin de la energa elctrica los fusibles cumplieron la funcin de proteger para el caso de cortocircuito, recin despus de importantes avances en otros campos de la electrotecnia se asigno a los interruptores que eran solo dispositivos para maniobra, la funcin de interrumpir en cualquier condicin, hasta las corrientes mximas de cortocircuito que se pueden presentar.Aun aslos fusiblessiguieron progresando y su campo de aplicacin se desplazo a casos particulares, particularmente cuando laslimitaciones de los picosde cortocircuito eran apreciadas.La constitucin del fusible semuestra en la figura, obsrvense los componentes esenciales, y las caractersticas de la interrupcin.Las corrientes de cortocircuito fueron creciendo en las distintas aplicaciones y la tcnica de diseo de los interruptores fue ofreciendo soluciones mas poderosas, este crecimiento ha llegado a valores donde es indispensable una actuacin rpida y una limitacin de los valores que se pueden presentar.Un aparato de elevadisimo poder de interrupcin, concaractersticas de limitacin, basado sobre la idea de uncartucho explosivocombinado con un fusible, satisface las necesidades cuando se han superado limites aceptables. Un rel detecta las condiciones y da la orden de disparo al cartucho. Interruptores de estado slidoLos dispositivos electrnicos han invadido el campo de la potencia elctrica, ya se utilizan como una alternativa a los contactores, y parece que estamos en el amanecer de su aplicacin como interruptores.Debe tenerse presente que la definicin de interruptor destaca laseparacin fsica entre los contactos, por lo tanto una solucin de este tipo hoy, debe asignar al dispositivo electrnico la funcin de interrupcin, pero para asegurar la aislacion requiere tener en serie un seccionador rpido que opera mecnicamente y asegura la aislacion.Se repite la idea que impulso cierto tipo deinterruptores de aire comprimido, en los cuales la cmara de interrupcin solo cumpla esa funcin, y tenia en serie un seccionador rpido que estableca la aislacion.La cosa no es tan simple, otra caracterstica de los dispositivos electrnicos que hoy se utilizan es la unidireccionalidad, por lo que para realizar un aparato que conduzca es necesario tenerdos elementos en oposicin, para que la conduccin sea en ambas direcciones, para proteger la parte electrnica otro seccionador en paralelo minimiza la corriente que atraviesa el dispositivo electrnico.Tratemos de pensar e inventar alternativas. El futuro nos mostrara las posibilidades adoptadas por las industria en sus desarrollos, mientras la electrnica de estado slido tambin avanza...Los comandosHemos dicho de la necesidad de que el comando del interruptor tenga energa acumulada para cumplir su funcin correctamente. comando a solenoide (combinado con resortes)Ya se lo han visto en los interruptores de aire y en el contactor antes presentados. La figura muestraun solenoideque se desplaza, cierra los contactos, y carga los resortes de apertura, y el interruptor queda enganchado en posicin cerrado, no siendo mas necesaria corriente en el solenoide.Los comandos decontactoresen cambio generalmente requieren mantener la corriente en el solenoide (el comando tiene solo una posicin estable) comando a resortes (helicoidales, y espirales, cargados con motor elctrico, o a mano)Este comando se encuentra en los interruptores pequeos (a medida que se desplaza la palanca de mando el resorte se carga, y al superar un punto muero se cierra, y cargan los resortes de apertura), en los interruptores mayores la carga se hace a motor.En los interruptores pequeos elmecanismo de comandoesta formado por un resorte que el operador carga mientras mueve la palanca para cerrarlo, en la figura se puede observar el rel termomagnetico, eldespiece del aparatoayuda a interpretar su funcionamiento.La figura muestra un resorte detipo helicoidaly su movimiento al cierre del interruptor, y la recuperacin de parte de la carga (en funcin amortiguadora), el mecanismo completo es complejo obsrvese el resorte detipo helicoidal, ylevas y palancasque relacionan el eje de la biela del resorte, y el eje de las bielas de movimiento de los contactos.Comando aresortes para interruptory mecanismo deresortes para comandoutilizados en interruptores de alta tensin. comando de aire comprimido, de un efecto (combinado con resortes) o de doble efectoUnpistn movido por aire comprimido(contenido en un tanque) mueve los contactos y carga resortes para la maniobra siguiente. O bien el pistn se mueve en ambos sentidos desplazado por aire comprimido. comando de aceite a presin, fluodinamicoAceite a presin es el que acumula la energa para el movimiento a los contactos en elcomando fluodinamico, otro modelo propone transmitir el movimiento llevando el aceite a presin hasta la proximidad de las cmaras, vase elcomando fluodinamicopara cmaras mltiples.