Um disjuntor é um tipo de dispositivo elétrico, usado para interromper qualquer circuito manualmente, de outra forma remotamente em circunstâncias normais. A principal função de um disjuntor ou disjuntor é interromper um circuito em algumas condições de falha, como curto-circuito, sobrecorrente, etc. Geralmente, um disjuntor comuta ou protege o sistema. Alguns dispositivos estão associados a disjuntores, como interruptores de relés, fusíveis, etc. também são usados para o mesmo propósito. As aplicações de disjuntores incluem principalmente sistemas de energia e indústrias para proteger, bem como controlar várias partes do circuito, nomeadamente transformadores, engrenagens, motores, alternadores, geradores, etc. Existem diferentes tipos de disjuntores usados em indústrias onde o circuito de ar disjuntor é um tipo. Este artigo descreve uma visão geral do disjuntor de ar.

O que é disjuntor de ar?

Disjuntor de ar (ACB) é um dispositivo elétrico usado para fornecer proteção contra sobrecorrente e curto-circuito para circuitos elétricos acima de 800 amperes a 10 mil amperes. Geralmente são usados em aplicações de baixa tensão abaixo de 450V. Podemos encontrar esses sistemas em Painéis de Distribuição (abaixo de 450V). Aqui neste artigo, discutiremos o funcionamento do Air Disjuntor .

Disjuntor de ar

Um disjuntor a ar é um disjuntor em operação que opera no ar como meio de extinção de arco, a uma dada pressão atmosférica. Existem vários tipos de disjuntores de ar e trocando de marcha disponíveis no mercado hoje que são duráveis, de alto desempenho, fáceis de instalar e manter. Os disjuntores de ar substituíram completamente os disjuntores de óleo.

Construção do disjuntor de ar

A construção de um disjuntor de ar pode ser feita usando diferentes peças internas e externas como a seguir.

As partes externas do ACB incluem principalmente o botão ON e OFF, um indicador para a posição do contato principal, um indicador para o mecanismo de armazenamento de energia, indicadores LED, botão RST, controlador, placa de identificação nominal, alça para armazenamento de energia, displays, tremor, botão de descanso de disparo de falha, repositório de balancim, etc.

Construção de ACB

As partes internas do ACB incluem principalmente estrutura de suporte com chapa de aço, o transformador de corrente usado para proteger a unidade de disparo, caixa de isolamento de grupo de pólos, terminais horizontais, câmara de arco, unidade de disparo para proteção, caixa de terminais, molas de fechamento, controle de abertura e fechamento do CB , placas para mover contatos principais e de arco, placas para contatos principais e de arco fixos.

Princípio de trabalho

O princípio de funcionamento do disjuntor de ar é diferente em comparação com outros tipos de CBs. Sabemos que a função básica do CB é interromper a restauração do arco sempre que a lacuna entre os contatos resistir à tensão de recuperação do sistema.
O disjuntor de ar também funciona da mesma forma, mas de maneira diferente. Ao interromper um arco, ele cria uma tensão de arco no lugar da fonte de tensão. Esta tensão pode ser definida como a menor tensão necessária para manter o arco. A alimentação de tensão pode ser aumentada de três maneiras diferentes por um disjuntor.
A tensão do arco pode ser aumentada por meio de plasma de arco de resfriamento.
Uma vez que a temperatura do plasma do arco e o movimento das partículas são reduzidos, um gradiente de tensão adicional será necessário para manter o arco. A tensão do arco pode ser aumentada dividindo o arco em várias séries
Uma vez que o caminho do arco é aumentado, a tensão do arco também pode ser aumentada. Assim que o comprimento do caminho do arco for aumentado, o caminho da resistência também aumentará a tensão do arco que é usada através do caminho do arco, portanto, a tensão do arco pode ser aumentada.
A faixa de tensão de operação é de até 1KV. Inclui dois conjuntos de contatos onde o par principal usa a corrente e também o contato feito com cobre. Outro par de contato pode ser feito com carbono. Uma vez que o disjuntor é aberto, o primeiro contato principal destrava.
Ao abrir o contato principal, o contato do arco permanece conectado. Sempre que os contatos do arco são divididos, o arco é iniciado. O disjuntor está desatualizado para a tensão média.

Disjuntor de ar funcionando

Os disjuntores a ar operam com seus contatos ao ar livre. Seu método de controle de extinção de arco é totalmente diferente daquele dos disjuntores a óleo. Eles sempre são usados para a interrupção de baixa tensão e agora tendem a substituir disjuntores de óleo de alta tensão. A figura abaixo ilustrada ilustra o princípio de operação do disjuntor de ar.

Os disjuntores de ar geralmente têm dois pares de contatos. O par principal de contatos (1) conduz a corrente em carga normal e esses contatos são feitos de cobre. O segundo par é o contato de arco (2) e é feito de carbono. Quando o disjuntor está sendo aberto, os contatos principais abrem primeiro. Quando os contatos principais são abertos, os contatos de arco ainda estão em contato uns com os outros.

Conforme a corrente obtém um caminho de baixa resistência paralela através do contato de arco. Durante a abertura dos contatos principais, não haverá nenhum arco no contato principal. O arco só é iniciado quando finalmente os contatos do arco são separados. Cada um dos contatos do arco está equipado com um corredor de arco que ajuda.

“unidades de força do campo elétrico ”

A descarga do arco se move para cima devido aos efeitos térmicos e eletromagnéticos, conforme mostrado na figura. Conforme o arco é conduzido para cima, ele entra na rampa do arco, consistindo de respingos. O arco no chute ficará mais frio, alongado e dividido, portanto, a tensão do arco se tornará muito maior do que a tensão do sistema no momento da operação de um disjuntor de ar e, portanto, o arco será finalmente extinto durante a corrente zero.

A caixa do circuito do freio pneumático é feita de material isolante e à prova de fogo e é dividida em diferentes seções pelas barreiras do mesmo material. Na parte inferior de cada barreira há um pequeno elemento condutor de metal entre um lado da barreira e o outro. Quando o arco, impulsionado para cima pelas forças eletromagnéticas, entra no fundo da calha, ele é dividido em várias seções pelas barreiras, mas cada peça de metal garante a continuidade elétrica entre os arcos em cada seção, os vários arcos estão consequentemente em série .

As forças eletromagnéticas dentro de cada seção do chute fazem com que o arco nessa seção inicie a forma de uma hélice, conforme mostrado acima, figura (b). Todas essas hélices estão em série, de modo que o comprimento total do arco foi bastante estendido e sua resistência foi abundantemente aumentada. Isso afetará a redução de corrente no circuito.

A Figura (a) mostra o desenvolvimento do arco desde o momento em que ele sai dos contatos principais até que esteja dentro da calha do arco. Quando a corrente cessa em uma corrente zero, o ar ionizado no caminho de onde o arco estava em paralelo com os contatos abertos e atua como uma resistência de shunt em ambos os contatos e na autocapacitância C, mostrado abaixo figura com o vermelho como um R. de alta resistência

Quando a oscilação começa entre C e L, conforme descrito para o disjuntor idealizado mostrado na figura abaixo, esta resistência amortece fortemente a oscilação. Certamente, é geralmente tão pesado que o amortecimento é crítico, a oscilação não pode então ocorrer de forma alguma, e a tensão de reencontro, em vez de aparecer como uma oscilação de alta frequência, aumenta o batimento morto para seu valor final de tensão de pico do gerador. Isso é mostrado abaixo da forma de onda inferior.

CB idealizado com formas de onda

Tipos de disjuntor Air Break

O circuito de ar disjuntores são principalmente de quatro tipos e são amplamente utilizados para manter a média tensão interna e mudar as engrenagens da casa.

Tipo de ruptura simples ACB ou ACB de explosão cruzada
Tipo de explosão magnética ACB
Disjuntor Air Chute Air Break
Disjuntor de explosão de ar

Disjuntor Air Break tipo simples

Os disjuntores de ar de freio simples são a forma mais simples de disjuntores de ar. Os principais pontos de contato são feitos em forma de duas pontas. O arco desses disjuntores se estende de uma ponta a outra. Este tipo de disjuntor também é conhecido como cross blast ACB. A disposição desta pode ser feita através de uma câmara (calha de arco) que é circundada pelo contato.

A câmara ou calha de arco auxilia no resfriamento e é feita com material refratário. A calha de arco contém paredes internas e é separada em pequenos compartimentos usando placas de separação metálicas. Essas placas são divisores de arco, onde cada compartimento funcionará como uma mini calha de arco.

O primeiro arco se dividirá em uma sequência de arcos de modo que todas as tensões do arco se tornem mais altas em comparação com a tensão do sistema. Eles são usados em aplicações de baixa tensão.

Disjuntor de ruptura magnética do tipo Air Break

Os disjuntores magnéticos blowout são usados em tensões de até 11KV. A extensão do arco pode ser obtida pelo campo magnético fornecido pela corrente nas bobinas blowout.

Este tipo de disjuntor fornece controle magnético sobre o momento do arco para criar a extinção do arco nos dispositivos. Portanto, essa extinção pode ser controlada por meio de um campo magnético que é fornecido pelo fluxo de corrente dentro das bobinas de blowout. A conexão das bobinas blow-out pode ser feita em série através do circuito sendo interrompido.

Como o nome sugere, essas bobinas são chamadas de 'soprar a bobina'. O campo magnético não gerencia o arco que é feito no disjuntor, no entanto, ele muda o arco para chutes de arco onde quer que o arco seja resfriado e estendido de acordo. Esses tipos de CBs são utilizados em até 11kV.

“três componentes básicos da computação em nuvem ”

Disjuntor Air Chute Air Break

No disjuntor de quebra de ar da calha de ar, os contatos principais são geralmente feitos de cobre e conduzem a corrente nas posições fechadas. Os disjuntores de interrupção de ar do chute de ar têm baixa resistência de contato e são prateados. Os contatos de arco são sólidos, resistentes ao calor e feitos de liga de cobre.

Este disjuntor inclui dois tipos de contatos, como principal e arco ou auxiliar. O projeto dos contatos principais pode ser feito tanto com placas de cobre quanto de prata, que apresentam menor resistência e conduzem a corrente dentro do local fechado. Outros tipos como arco ou auxiliar são projetados com liga de cobre porque são resistentes ao calor.

Eles são usados para evitar danificar os contatos principais por causa do arco e podem ser trocados simplesmente quando necessário. Durante a operação deste disjuntor, ambos os contatos são abertos depois e antes de fechar os contatos principais no disjuntor.

Disjuntor de explosão de ar

Esses tipos de disjuntores são usados para tensões de sistema de 245 KV e 420 KV e até mais, particularmente onde a operação rápida do disjuntor é necessária. Os benefícios deste disjuntor em comparação com o tipo de óleo estão listados abaixo.

Risco de incêndio não pode ser causado
A velocidade de interrupção é alta durante a operação deste disjuntor.
A extinção do arco é mais rápida durante a operação deste disjuntor.
A duração do arco é semelhante para todos os valores de interrupção de correntes.
Uma vez que a duração do arco é menor, menos quantidade de calor pode ser realizada do arco para os contatos, portanto, a vida útil do contato torna-se mais longa.
A manutenção da estabilidade do sistema é bem mantida porque depende da velocidade de operação do disjuntor.
Ele precisa de menos manutenção em comparação com o disjuntor do tipo óleo.
Os tipos de disjuntores de explosão de ar são três tipos, como uma explosão axial e uma explosão axial com um contato móvel deslizante e uma explosão cruzada.

Manutenção do disjuntor de ar

Os ACBs funcionam como dispositivos de proteção de circuito para uma ampla gama de aplicações de baixa tensão de até 600 Vca, como UPS, geradores, miniestações de energia, placas de distribuição MCCB, etc, e seus tamanhos variam de 400A a 6300A, caso contrário, são maiores.

Neste disjuntor, quase 20% das falhas no sistema de distribuição de energia ocorrem devido a menos manutenção, graxa resistente, poeira, corrosão e peças congeladas. Portanto, a manutenção do disjuntor é a escolha ideal para garantir uma operação consistente e também aumentar a vida útil.

A manutenção do disjuntor a ar é muito importante. Para isso, deve primeiro ser desligado e depois separado das duas faces abrindo o isolador elétrico necessário. O disjuntor deve ser operado nesta condição de não isolado para áreas restritas e distantes a cada ano. O disjuntor deve ser operado eletricamente de restrito e isolado mecanicamente de restrito. Este tipo de processo tornará o rompedor mais consistente, destacando qualquer camada externa desenvolvida entre as faces deslizantes.

Procedimento de teste de disjuntor de ar

O teste de disjuntor é usado principalmente para verificar a operação de cada sistema de comutação, bem como a programação da construção completa de disparo. Portanto, o teste é muito essencial para qualquer tipo de disjuntor para garantir um desempenho seguro e consistente. Em comparação com outros dispositivos, realizar testes é mais desafiador.

Quando ocorre um mau funcionamento em um disjuntor, ele pode levar a um curto-circuito dentro das bobinas, comportamento incorreto, danificar as conexões mecânicas, etc. Assim, os disjuntores precisam ser testados regularmente para superar todas essas falhas.

Diferentes tipos de testes realizados no disjuntor incluem principalmente mecânico, térmico, dielétrico, curto-circuito, etc. Os testes de rotina de um disjuntor são um teste de desarme, resistência de isolamento, conexão, resistência de contato, desarme por sobrecarga, desarme magnético instantâneo, etc.

Como o teste pode ser realizado?

Para testar um disjuntor, diferentes tipos de equipamento de teste são usados para verificar a condição do disjuntor em qualquer sistema de energia. Este teste pode ser executado por meio de diferentes métodos de teste, bem como por tipos de equipamentos de teste. Os dispositivos de teste são analisador, micro ohmímetro, testador de injeção primária com alta corrente, etc. Existem alguns benefícios do teste de disjuntor como o seguinte.

O desempenho do disjuntor pode ser aprimorado.
O circuito pode ser verificado em carga ou descarga.
Reconhece a necessidade de manutenção
Problemas podem ser evitados
As primeiras indicações de falhas podem ser identificadas

Vantagens

O vantagens de um disjuntor de ar inclui o seguinte.

Instalação de fechamentos de alta velocidade
Usado para operação frequente
Precisa de menos manutenção
Operação de alta velocidade
O risco de incêndio pode ser eliminado, ao contrário dos disjuntores de óleo
Tempo de arco consistente e curto, então a queima de contatos é menor

Inconvenientes

As desvantagens do disjuntor de ar incluem o seguinte.

Uma desvantagem do princípio do chute de arco é sua ineficiência em baixas correntes onde os campos eletromagnéticos são fracos.
O chute em si não é necessariamente menos eficiente em sua ação de alongamento e desionização do que em altas correntes, mas o movimento do arco no chute tende a se tornar mais lento, e a interrupção em alta velocidade não é necessariamente obtida.

Aplicações de disjuntores de ar

Os disjuntores de ar são usados para controlar os auxiliares da estação de energia e plantas industriais. Eles oferecem proteção para plantas industriais, máquinas elétricas como transformadores , capacitores e geradores.

Eles são usados principalmente para a proteção de plantas, onde existem possibilidades de risco de incêndio ou explosão.
O princípio do freio a ar do arco do disjuntor a ar é usado em Circuitos DC e circuitos AC até 12KV.
O ar disjuntores tem alto poder de resistência que ajuda a aumentar a resistência do arco por divisão, resfriamento e alongamento.
Um disjuntor de ar também é usado no sistema de compartilhamento de eletricidade e NGD cerca de 15kV

Portanto, tudo se resume a Disjuntor de Ar (ACB), seu funcionamento e suas aplicações. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou para implementar quaisquer projetos elétricos e eletrônicos , dê sua opinião comentando na seção de comentários abaixo. Aqui fica uma pergunta para você, qual é a função do ACB?