Equipo de conmutación

¿Qué es un interruptor?

Los circuitos eléctricos, por diseño, soportan una capacidad de carga predeterminada. Deben regularse para evitar que el exceso de corriente sobrecaliente el cableado y sobrecargue el sistema. Un sistema sobrecargado representa un riesgo para la seguridad, ya que puede dañar componentes vitales e incluso provocar incendios eléctricos. Los interruptores y aparamenta eléctrica se utilizan para regular los equipos eléctricos y garantizar su funcionamiento seguro y eficiente.

Los componentes de los interruptores eléctricos incluyen interruptores de desconexión, disyuntores, fusibles y pararrayos que conducen o interrumpen el flujo de corriente eléctrica. Cuando se produce una sobretensión, los interruptores interrumpen el flujo de energía y protegen los sistemas eléctricos de los daños causados ​​por una sobrecarga.

¿Por qué se necesitan los interruptores de distribución?

Los interruptores eléctricos están diseñados para proteger los equipos conectados a la red eléctrica contra las sobrecargas. Estos equipos protegen máquinas, aparatos, motores y otros sistemas con circuitos eléctricos, controlando y regulando el flujo de corriente.

Los interruptores de distribución también protegen a los técnicos de mantenimiento y reparación, aislándolos de los circuitos energizados. Los electricistas y las compañías eléctricas confían en estos interruptores para desenergizar los equipos, probar los circuitos de forma segura, realizar tareas de mantenimiento y solucionar fallas en la red.

¿Cómo funciona un sistema de conmutación?

Los equipos de conmutación eléctrica previenen daños e interrupciones del servicio al controlar el flujo de energía dentro de un sistema eléctrico. Pueden aislar los circuitos afectados mientras suministran energía desde múltiples fuentes a una carga. Cuando una sobretensión o falla eléctrica activa un interruptor automático dentro del conjunto de conmutación eléctrica, los componentes auxiliares interrumpen y descargan la corriente en el circuito sobrecargado, manteniendo el servicio a los circuitos en funcionamiento.

Cuadros de distribución frente a aparamenta eléctrica
Los cuadros eléctricos y los interruptores de distribución cumplen funciones muy diferentes. Tienen componentes, voltaje, usos y normas de seguridad distintos. Los cuadros eléctricos son dispositivos de baja tensión que se utilizan en entornos comerciales e industriales para transmitir, redirigir y distribuir energía a transformadores, sistemas de control, paneles de circuitos y cargas. Los interruptores de distribución regulan el flujo de corriente eléctrica para prevenir sobretensiones peligrosas.

Tipos de aparamenta eléctrica
En Norteamérica, existen tres tipos de equipos de conmutación eléctrica clasificados según las normas ANSI/IEEE y NEC 2014 para sistemas eléctricos que suministran corriente alterna.

1. Los equipos de conmutación eléctrica de baja tensión se utilizan para sistemas que operan a menos de 1 kilovoltio (kV).

2. Los equipos de conmutación eléctrica de media tensión funcionan a tensiones de 1 kV a 75 kV.

3. Los equipos de conmutación eléctrica de alta tensión funcionan con tensiones de entre 75 kV y aproximadamente 230 kV.

Los equipos de conmutación eléctrica deben estar alojados en una caja con clasificación NEMA adecuada cuando se utilicen en exteriores para protegerlos de manipulaciones y de las inclemencias del tiempo.

● Aparamenta de baja tensión
Los cuadros de distribución de baja tensión incluyen interruptores, disyuntores de baja tensión, disyuntores diferenciales, disyuntores miniatura (MCB), disyuntores de caja moldeada (MCCB), fusibles de alta capacidad de interrupción (HRC) y seccionadores eléctricos fuera de carga.

Este equipo puede configurarse para uso en interiores o exteriores y puede funcionar con tensiones de 208, 240, 480 y 600 voltios, hasta 1000 voltios. Las instalaciones industriales, municipales y comerciales suelen utilizar cuadros eléctricos de baja tensión para regular el suministro eléctrico a los sistemas de climatización, iluminación y otros sistemas del edificio.

● Aparamenta de media tensión
Los interruptores de media tensión utilizan aisladores de aceite, gas o vacío e interruptores automáticos para interrumpir el flujo de corriente en caso de sobretensión o fallo del sistema. Los aisladores protegen y refrigeran los componentes internos del equipo de conmutación eléctrica, mientras que el interruptor automático desconecta los contactos del circuito para disipar el arco eléctrico.

Los sistemas para interiores y exteriores suelen tener una tensión nominal de 5 kV, 12 kV, 15 kV y 35 kV, hasta 75 kV, para indicar la tensión máxima que pueden soportar. Este equipo de conmutación eléctrica se utiliza habitualmente en centrales generadoras y subestaciones de transmisión. También se emplea para controlar motores, circuitos de alimentación y generadores en instalaciones industriales y comerciales.

● Aparamenta de alta tensión
Los interruptores de alta tensión controlan sistemas eléctricos que operan a un mínimo de 75 kV. Estos equipos de conmutación eléctrica utilizan seccionadores, interruptores de puesta a tierra, mecanismos de conmutación de alta corriente, fusibles y disyuntores para controlar, regular, interrumpir, aislar y evacuar la corriente.

Debido a que cualquier falla eléctrica puede generar un arco eléctrico extremadamente potente, los equipos de conmutación eléctrica de alta tensión deben funcionar de forma continua y fiable. Estos equipos son vitales para operaciones con alta incidencia de fallas eléctricas y que requieren la desenergización periódica de equipos. Se encuentran comúnmente en grandes sistemas de transmisión y distribución eléctrica, así como en instalaciones comerciales o industriales.

Tipos de aislamiento para aparamenta eléctrica
Con voltajes variables, los cuadros de distribución también pueden usar diferentes tipos de aislamiento para proteger los dispositivos energizados de fallas eléctricas. Las cajas de los cuadros de distribución utilizan los siguientes tipos de aislamiento.

● Equipos de conmutación eléctrica con aislamiento de gas
Los interruptores automáticos con aislamiento de gas (GIS, por sus siglas en inglés) utilizan interruptores que emplean gas hexafluoruro de azufre (SF6) presurizado para aislar conductores y contactos, y extinguir el arco eléctrico generado por una falla. El dióxido de carbono (CO2) es una alternativa ecológica al SF6. Reemplazar el SF6 por CO2 puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en 10 toneladas durante la vida útil del equipo.

● Equipos de conmutación eléctrica con aislamiento de aire
Los interruptores de circuito con aislamiento de aire (AIS, por sus siglas en inglés) utilizan disyuntores que emplean aire comprimido o fuerza magnética para alargar el arco eléctrico y así extinguirlo.

● Equipos de conmutación eléctrica con aislamiento de aceite
Los interruptores con aislamiento de aceite vaporizan el aceite mineral a lo largo del arco eléctrico que se crea cuando se separan los contactos conductores de corriente, y lo rodean con una burbuja de gas hidrógeno que agota la corriente e impide que el arco se vuelva a generar.

● Equipos de conmutación eléctrica con aislamiento al vacío
Los interruptores con aislamiento al vacío eliminan las moléculas que podrían ionizarse por la corriente eléctrica. Cualquier arco eléctrico se estirará y se disipará incluso cuando aumente el voltaje.

Instalación de cuadros eléctricos
Los trabajadores debidamente autorizados deben instalar todos los equipos de conmutación eléctrica de conformidad con los códigos de seguridad aplicables, las normas de construcción y las instrucciones del fabricante. Una instalación correcta garantiza una fiabilidad operativa óptima.