El arte de la ingeniería

Tecnología compleja en el interruptor automático

El profundo conocimiento de ABB no sólo es necesario para aquellos dispositivos diseñados para altas intensidades y tensiones sino también resulta imprescindible para los interruptores automáticos que usamos más habitualmente, una sofisticada obra de ingeniería.  “Durante su desarrollo, los diseñadores de los componentes mecánicos trabajan conjuntamente con los ingenieros electrotécnicos”, señala Joachim Becker, Product Manager de ABB Stotz Kontakt. “El desarrollo de una nueva generación requiere unos tres años. Hoy día, ni siquiera una simulación por ordenador puede mostrarlo todo. Por eso, cada uno de los elementos y pasos deben probarse por separado siempre que sea posible, como el arco entrante en la cámara apagachispas”.

Un interruptor automático S200 dispara por cortocircuito

El comienzo

En menos de medio milisegundo (ms) se despeja un cortocircuito y es cuando la bobina registra una mayor intensidad. La activación del martillo interno fuerza la apertura de los contactos.

Se forma un arco eléctrico

Entre los contactos fijos y móviles se forma un arco durante el proceso de apertura. La corriente sigue fluyendo a través de ese arco.

Los contactos se abren

Los contactos están abiertos y el arco eléctrico es claramente visible.

Arco eléctrico en la cámara apagachispas

La presión desigual a lo largo del arco hace que la onda de plasma se aleje de los contactos en la cámara apagachispas.

Dispersión de la descarga del arco eléctrico

Conforme el arco eléctrico entra en el bloque de láminas metálicas de la cámara apagachispas, el arco se divide en arcos eléctricos menores, de 30 V, que se extinguen individualmente.

La maneta dispara

En menos de 3 ms se elimina el cortocircuito de forma segura. Debido a la inercia de su masa, la maneta necesita 10 ms para alcanzar su posición final.

El arco en el interruptor

Básicamente, se produce un arco eléctrico durante una descarga de gas entre dos electrodos. Si los contactos abiertos no están suficientemente alejados entre sí durante la operación de apertura, únicamente se necesita una pequeña intensidad de campo eléctrico para ionizar el aire constantemente.  El resultado es la formación de un arco eléctrico, igual que un rayo durante una tormenta. En corriente alterna, el arco eléctrico se extingue al pasar por el punto cero de la onda de corriente sinusoidal. Si los contactos no están suficientemente separados, se produce de nuevo un arco eléctrico. Se pretende evitar este fenómeno y extinguir rápidamente el arco eléctrico.  Por ejemplo, podría apagarse el arco eléctrico con aire comprimido, mediante diversos métodos de apertura con gran fuerza dieléctrica, en el vacío o con gas hexafluoruro.

Un arco eléctrico que no se extinguiese rápidamente podría causar grandes daños, como incendios o explosiones, si durase hasta 300 milisegundos.  En función del diseño de la aparamenta, las personas podrían resultar gravemente heridas.  

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