Información general y de aplicación

El tablero de fuerza Square D™ de media tensión con revestimiento metálico funciona como componente principal de los sistemas de distribución de energía eléctrica de media tensión, y proporciona la conmutación y la protección de sobrecorriente necesarias para los alimentadores de media tensión. Suele usarse en conjunto con subestaciones unitarias de la marca Square D. El tablero de fuerza se aplica con mayor frecuencia como equipo de entrada de acometida, aunque funciona igualmente bien en el control de transformadores de subestaciones y en la sección de sistemas de alimentación de media tensión.

Los fusibles de media tensión estilo DIN-E de la marca Square D™ con tablero de fuerza HVL/cc tienen las siguientes características estándar:

• Probado según las normas ANSI C37.20.3, C37.20.4, C37.57, C37.58, CSA 22.2 n.° 31 y CSA 22.2 n.° 193, cuando corresponda.

• Mecanismo de palanca (OTM)

• Panel de acceso a fusibles/cables enclavado mecánicamente con el interruptor seccionador de carga y el interruptor de puesta a tierra opcional.

• Palancas de operación del interruptor extraíbles.

• Con el interruptor de puesta a tierra opcional, el compartimiento de cables/fusibles no es accesible a menos que el interruptor de puesta a tierra esté cerrado en la posición de puesta a tierra.

• Puertos de visualización de aislamiento visibles para ver las posiciones de los interruptores abierto, cerrado y puesto a tierra

• Indicadores estándar de línea viva (LLI) alimentados por divisores de capacitores internos a los aislantes.

  En circuitos entrantes:

  • En circuitos entrantes:

    • Proporcionar indicación de línea viva entrante.

    • Proporcionar indicación desenergizada de línea entrante.

  • En circuitos de alimentación:

    • Proporcionar indicación de carga viva.

    • Proporcionar indicación de carga desenergizada.

    • Proporcionar indicación de fusible fundido (solo en sistemas conectados en estrella).

    • Proporcionar indicación de circuito con alimentación inversa.

    • Barra mímica animada:

      • En interruptores sin puesta a tierra, indica las posiciones cerrada y abierta.

      • En unidades con interruptores de puesta a tierra, indica las posiciones cerrado, abierto y puesta a tierra.

    • Zapatas para cables (un conjunto por fase).

      • Hasta dos cables de 500 kcmil por fase en bahías para interruptores.

      • Hasta cuatro cables de 500 kcmil por fase en las cámaras de terminales de línea entrante (compartimiento de 508 mm [20 pulgadas] de ancho).

Fusible de media tensión estilo DIN-E de la marca Square D (o el equivalente de Bussmann) con tablero de fuerza HVL/cc

• Valor nominal de los fusibles de:

  • 5.5 kV a 1080 A

  • 15.5 kV a 480 A

  • 17.5 kV a 270 A

  • 25.8 kV a 175 A

  • 38.0 kV a 115 A

Fusible de media tensión estilo Mersen CS-3 con tablero de fuerza HVL/cc.

Los fusibles de media tensión estilo Mersen® CS-3 con tablero de fuerza HVL/cc tienen las siguientes características estándar:

• Barra principal de cobre estañado de 600/1200 A.

• Roldanas Belleville para todas las conexiones de alimentación.

• Aislantes y gabinete de interruptor epóxico de bifenol.

• Etiquetas UL/cULus.

• Probado según la norma IEC 420 para integración interruptor-fusible.

• Gabinete de acero de calibre 11

• Barra de puesta a tierra de cobre de 6 x 51 mm (0.25 x 2 pulg) que cumple con los requisitos ANSI para la puesta a tierra de cortocircuito.

• Interruptores dobles. Panel de acceso único del lado de la carga enclavado mecánicamente para bloquear el acceso a menos que ambos interruptores estén abiertos (no se requieren enclavamientos con llave).

• Provisión para candados y cerraduras de llave (opcional).

• Valor nominal de los fusibles de:

  • 5.5 kV a 450 A

  • 15.5 kV a 200 A

• El sistema Fuselogic:

  • Función de bloqueo mecánico para bloquear la reconexión del interruptor hasta que se instalen tres nuevos fusibles.

  • Protección contra falta de fase debido a fusibles quemados con el sistema Fuselogic.

  • Fusible fundido que indica el contacto para la indicación remota (un contacto común).

  • Indicador de fusible fundido/faltante en la cubierta del mecanismo.

• Interruptor de puesta a tierra con capacidad completa de conexión bajo falla.

  • En los interruptores entrantes, conecte a tierra los conductores de línea entrante.

  • En los interruptores de alimentación, conecte a tierra los conductores de carga salientes.

• La opción LDA solo está disponible para unidades con fusibles de media tensión estilo DIN-E de marca Square D (o el equivalente de Bussmann). Se usa para descargar tensión capacitiva en el lado de carga de los fusibles. (Aplicación A < 17.5 kV, 600 A únicamente).

• Interruptor auxiliar de posición del interruptor.

• Barra principal de cobre estañado de 1200 A.

• Indicadores de líneas vivas (LLI) en la barra principal.

• Ventanas de visualización infrarrojas para compartimientos de barras principales y fusibles/cables.

• Mecanismo de energía almacenada de doble resorte (tipo SEM)

• Operador de motor para OTM y SEM

• Bobinas de apertura y cierre (solo SEM)

• Configuración de transferencia rápida/automática (principal-principal y principal-conexión-principal):

  • Enclavamiento eléctrico

  • Enclavamiento mecánico

  • Operado desde LLI

• Relevadores de protección: póngase en contacto con su representante local de ventas para obtener asistencia sobre la aplicación.

• Configuración doble:

  • Enclavamiento mecánico opcional para bloquear el cierre simultáneo de ambos interruptores doble.

• Apartarrayos

  Tensión del sistema ≤ 17.5 kV/pulg (mm)	Tensión del sistema 25.8 - 38.0 kV/pulg (mm)
  Distribución, intermedio y clase de estación ≤ 12 kV Sección de interruptor estándar 14.75 (375) Sección opcional 20 (508) y 29.50 (749)	Los apartarrayos del lado de carga (todas las clases) con fusibles requieren una sección de 39.37 (1000) pies de ancho. Sin fusibles, puede usarse una sección de 29.5 (750) de ancho.
  Distribución, Intermedio y Clase de estación > 12 kV Sección de interruptor estándar 20 (508) Opcional 29.50 (749)

• Anchos de cubículo modificados para clientes que desean espacio de trabajo adicional para la terminación de cables y para quitar fusibles:

• Compartimiento de baja tensión con puerta abisagrada:

  • Espacio para sistema de medición o de relevadores.

  • Espacio para los componentes de control.

• Calentadores con termostato.

• Unidad de disparo del capacitor.

• Transiciones a otros equipos de media tensión y transformadores de potencia de la marca Square D.

El tablero de fuerza HVL/cc (hasta 15 kV, 95 kV BIL, 600 A máximo) está certificado para su uso en ubicaciones peligrosas de clase 1, división 2. Esta clasificación generalmente incluye lugares donde se utilizan líquidos inflamables volátiles, gases inflamables o vapores, pero serían peligrosos solo en caso de accidente o en condiciones de funcionamiento inusual.

Se realizan modificaciones al tablero de fuerza estándar, entre ellas:

• Operación manual sin controles eléctricos, solo mecanismo de palanca (OTM).

• Calentadores T3B con conexiones selladas, a prueba de explosiones, opcionales.

• Fusibles sin pines indicadores.

• Sistema LLI modificado que incluye conexiones selladas en el aislante y puertos de prueba enchufados para bloquear su uso.

Estas modificaciones son esenciales para que el equipo cumpla con los requisitos de clase 1, división 2. Estas modificaciones no pueden cambiarse. No sustituya ningún componente.

Los tableros de fuerza de clase 1, división 2 sin calentadores tienen clasificación T5 y pueden usarse en áreas donde el punto de inflamación de líquidos volátiles, gases o vapores sea de 100 °C (212 °F) o más. Los tableros de fuerza de clase 1, división 2 con calentadores opcionales tienen clasificación T3B y se pueden utilizar en áreas donde el punto de inflamación de líquidos volátiles, gases o vapores sea de 165 °C

Por su definición y estándar, solo se requiere que el interruptor seccionador de carga HVL/cc interrumpa su corriente nominal continua indicada en el rótulo (por ejemplo, un HVL/cc de 15 kV y 600 A puede interrumpir no más de 600 A). A continuación se enumeran diferentes aplicaciones en las que es adecuado utilizar una bobina de disparo en derivación, así como las aplicaciones en las que no se puede utilizar.

• Protección contra fallas a tierra en sistemas conectados directamente a tierra: Ocasionalmente, las especificaciones del tablero de fuerza Masterclad™ incorporan la protección contra fallas a tierra. Los tableros de fuerza con revestimiento metálico se utilizan con frecuencia en sistemas puestos a tierra directamente, en los que la corriente de cortocircuito disponible es de 12.5 kA o más. El interruptor seccionador de carga HVL/cc no se puede considerar ni usar para interrumpir corrientes de falla a tierra en sistemas puestos directamente a tierra porque la corriente de falla disponible es mucho mayor que su clasificación de interrupción de carga de 600/1200 A.

• Corriente de falla a tierra en sistemas de puesta a tierra con resistividad: Con frecuencia, los sistemas eléctricos trifásicos tienen una resistencia de puesta a tierra. La resistencia de puesta a tierra limita el nivel de la corriente de falla de tierra y, en consecuencia, reduce el daño potencial al equipo. Si el sistema está puesto a tierra con resistividad con una resistencia de conexión a tierra de 400 A o menos, entonces es posible usar el tablero de fuerza HVL/cc con revestimiento metálico para interrumpir las corrientes de falla a tierra. Comuníquese con su representante local de ventas para determinar si esta es una aplicación adecuada.

• Aplicaciones de protección del transformador: Los fusibles de media tensión están diseñados como dispositivos de protección contra cortocircuitos y, en general, pueden proporcionar una protección adecuada contra la sobrecorriente del transformador según el Código Eléctrico Nacional® (NEC®) 450.3. Para aplicaciones en las que el valor nominal del fusible E es menor a la mitad de la corriente nominal de interrupción del interruptor, puede ser posible mejorar el esquema de protección general. Si se agregan relevadores de sobrecorriente (IEEE 51) se puede proporcionar una protección contra sobrecarga precisa para el transformador. En esta aplicación, la selección de la relación del CT y la programación del relevador IEEE 51 (sobrecorriente) debe estar coordinada por la fábrica para minimizar la posibilidad de que no se exceda el valor nominal de interrupción del interruptor. Comuníquese con su representante local de ventas para obtener asistencia sobre la aplicación.

• Protección contra baja tensión/sobretensión con sistema Fuselogic: El sistema Fuselogic es adecuado cuando se requiere protección contra baja tensión/sobretensión. La bobina de disparo en derivación, accionada por los relevadores de detección de tensión, puede utilizarse para abrir el interruptor con la pérdida de tensión de línea entrante. Esta aplicación requiere transformadores de tensión (VT) y relevadores de detección de tensión opcionales.

• Tiempos de operación:

  • OTM (Over Toggle Mechanism - mecanismo de palanca): El mecanismo convencional de palanca con un solo resorte, equipado con el operador del motor, funciona en aproximadamente cinco segundos.

  • SEM (Stored Energy Mechanism - mecanismo de energía almacenada): El mecanismo de energía almacenada funciona en aproximadamente 100 milisegundos. El operador del motor recarga los resortes en aproximadamente cinco segundos y prepara el interruptor para cualquier operación de reconexión requerida.

Tablero de fuerza de sección única: Contiene un solo interruptor con fusible o sin fusible en un gabinete independiente. Es ideal para ubicarlo cerca de una carga y controlar un solo circuito de media tensión.

Se pone especial énfasis en el área del tubo conduit, la entrada de cables y las terminaciones. Normalmente, no se incluye ninguna barra principal en una sección individual. Se incluye una plataforma de puesta a tierra unida al marco de acero con una terminación de terminal de cable.

Tablero de fuerza de secciones múltiples: Consta de una alineación de secciones individuales del interruptor de alimentación conectadas a una barra principal común. Se puede incluir un interruptor principal, con fusibles o sin fusibles, en la línea con un cubículo de medición de usuario o de servicios públicos, según los requisitos del trabajo. Cuenta con una barra de puesta a tierra continua unida al marco de cada sección a lo largo de toda la alineación. Los cubículos de los extremos tienen provisiones para agregar futuras secciones de interruptores de alimentación.

Tablero de fuerza HVL/cc de media tensión con revestimiento metálico, de sección única para exteriores

Tablero de fuerza de sección múltiple o interruptor único para exteriores: Consta de componentes de media tensión en un gabinete NEMA de tipo 3R. El acceso es a través de una puerta frontal de compartimiento con junta. El gabinete está diseñado para que los bordes de acero recortados no queden expuestos. El equipo cuenta con:

• Techo inclinado hacia atrás para el escurrimiento de precipitaciones.

• Acabado de pintura en polvo y poliéster.

• Las palancas de operación extraíbles están cubiertas.

• Canal de acero formado.

• Puertas frontales exteriores con juntas de altura completa.

• Gabinete de acero de calibre 11 según la norma ANSI C37.20.3.

• Paneles posteriores divididos extraíbles.

• Calefactores de banda en cada sección del interruptor.

• Varillas de tirantes para sujetar puertas abisagradas exteriores en posición abierta.

Los interruptores seccionadores de carga HVL/cc están construidos con:

• Caja de epoxi para interruptores Seal for Life®.

• Principio de interrupción de doble corte giratorio.

• Interrupción dentro de gabinete sellado.

• Contactos libres de mantenimiento.

• Dos puertos de visualización para ver los contactos del interruptor principal y los contactos opcionales del interruptor de puesta a tierra desde el panel frontal.

Construcción del interruptor seccionador de carga HVL/cc

El interruptor HVL/cc ha sido diseñado y probado para detectar una tasa de fuga inferior a 3 x 10^-6 bar.cm³ por segundo. El índice de fuga no debe exceder el 0.1% del volumen total del gas por año durante la vida útil esperada del interruptor.

El interruptor HVL/cc se introdujo globalmente en 1990. De acuerdo con el número total de interruptores instalados desde 1992 (más de 250 000), el MTTF correspondiente es de aproximadamente 4300 años.

Cerrado

Abierto

Puesto a tierra

Contactos en posición cerrado:

• El cierre es a alta velocidad e independiente del usuario.

• El interruptor cumple con todos los requisitos del ANSI.

Contactos en posición abierto:

• Contactos móviles aislados de los contactos fijos por el gas SF₆.

• Espacio destinado para soportar la tensión de recuperación.

Contactos en posición de puesta a tierra:

• El cierre es a alta velocidad e independiente del usuario.

• El interruptor de puesta a tierra tiene capacidad completa de conexión bajo falla.

El interruptor HVL/cc con el interruptor de puesta a tierra interno opcional utiliza gas hexafluoruro de azufre (SF6) para el aislamiento y la interrupción. Las partes vivas están dentro de un gabinete aislado con sellado permanente. Este interruptor ofrece características notables que incluyen:

• Mayor confiabilidad de operación.

• Baja presión de gas-5.8 PSI ≤ 17.5 kV; 14.5 PSI a 25.8-38 kV

• Contactos libres de mantenimiento.

• Alta resistencia eléctrica

En la posición cerrado, las aspas del interruptor principal se acoplan a los contactos fijos. La corriente del circuito fluye a través de las aspas principales. Los indicadores de líneas vivas (LLI) en la cubierta frontal del mecanismo indican que hay tensión en el circuito.

La palanca del operador insertada en la ranura del operador del interruptor se utiliza para girar manualmente el mecanismo de operación del interruptor en sentido antihorario. Después de que los resortes se cargan completamente, cambian de posición central y descargan su energía almacenada al mecanismo de operación del interruptor. La velocidad del mecanismo de operación es independiente de la velocidad del usuario.

Las cualidades del gas SF6 se utilizan para extinguir el arco eléctrico. El arco aparece cuando los contactos fijos y móviles se separan. La combinación de la corriente y el campo magnético creado por la corriente causa la rotación del arco alrededor del contacto fijo. Esta rotación produce extensión y enfriamiento del arco hasta que el arco se apaga a corriente cero. Después de esto, la distancia entre los contactos fijos y móviles es suficiente para soportar la tensión de recuperación. Este sistema proporciona una resistencia eléctrica prolongada debido al muy bajo desgaste de los contactos.

El interruptor debe estar en la posición abierto antes de que se pueda mover a la posición de puesta a tierra. La palanca del operador insertada en la ranura de puesta a tierra del mecanismo se utiliza para girar manualmente el mecanismo de puesta a tierra en sentido horario. Una vez que los resortes están completamente cargados, cambian de posición central y descargan la energía almacenada al mecanismo de puesta a tierra.

El mecanismo fuerza a las aspas principales a ponerse en la posición de puesta a tierra. La velocidad del mecanismo de operación también es independiente de la velocidad del usuario, idéntica a la secuencia de apertura del resorte. La barra mímica en el extremo del eje del interruptor (visible en la cubierta del mecanismo) indica que los contactos están en la posición de puesta a tierra. El panel de acceso de carga frontal solo puede quitarse cuando el interruptor está en la posición de puesta a tierra.

El panel de acceso de carga frontal debe estar instalado antes de que el interruptor pueda moverse de su posición de puesta a tierra a abierto. Con el panel de acceso de carga frontal instalado, se utiliza una palanca de operación insertada en la ranura de puesta a tierra del mecanismo para girar manualmente el mecanismo de puesta a tierra en sentido antihorario. Una vez que los resortes están completamente cargados, cambian de posición central y descargan la energía almacenada al mecanismo de puesta a tierra. El mecanismo fuerza a las aspas principales a la posición abierto (sin puesta a tierra).

La velocidad del mecanismo de operación es independiente de la velocidad del usuario. La barra mímica situada en el extremo del eje del interruptor (visible en la cubierta del mecanismo) indica que los contactos están en la posición abierto (sin puesta a tierra). El interruptor de puesta a tierra está inmerso en gas SF₆, por lo que tiene la capacidad de hacer cortocircuito en caso de que exista una condición de disparo en el circuito cuando se opera el interruptor.

Con el interruptor en su posición abierta/sin puesta a tierra, la palanca de operación en la ranura de funcionamiento se gira en sentido horario hasta que los resortes se cargan completamente y se alternan en la posición central. El mecanismo fuerza a las aspas principales a la posición de cerrado. La velocidad del mecanismo de operación también es independiente de la velocidad del usuario. La barra mímica en el extremo del eje del interruptor indica que los contactos están en la posición cerrado. Los LLI indican que hay tensión en el circuito.

Los interruptores HVL/cc operados por motor están disponibles para aplicaciones que requieren operación remota. Utilizado con controladores programables (tales como los controladores Modicon^TM) o con relevadores electromecánicos, los interruptores accionados por motor pueden usarse en aplicaciones de transferencia de carga automática. Los controles de baja tensión se encuentran en el compartimiento de baja tensión montado en la parte superior.

Aplicación de la cubierta del mecanismo A, se muestra el OTM