Interruptor aislador de CC

Un interruptor aislador de CC (corriente continua) también se puede denominarSeccionador de CCEs un dispositivo eléctrico que se utiliza para aislar de forma segura una fuente de alimentación de CC de un sistema eléctrico. Permite cortar el suministro de energía de CC para permitir la ejecución de operaciones de mantenimiento o seguridad.

Ventajas del interruptor aislador de CC

Los interruptores seccionadores de CC ofrecen varias ventajas en diversas aplicaciones de CC, como los sistemas fotovoltaicos. Si se siguen las pautas adecuadas al utilizar interruptores seccionadores de CC, se garantiza un rendimiento y una fiabilidad óptimos, lo que permite obtener estos beneficios.

A continuación se analizan algunas de las ventajas clave de los interruptores aisladores de CC:

• Seguridad

Este es el principal beneficio de un interruptor aislador de CC. Este dispositivo eléctrico proporciona un medio confiable para cortar la fuente de alimentación de CC de la carga. Como resultado, garantiza un trabajo seguro y sin riesgos en el sistema, evitando descargas eléctricas o lesiones.

• Cumplimiento de códigos eléctricos

El uso de interruptores aisladores de CC en las instalaciones garantiza el cumplimiento normativo, asegurando la seguridad y confiabilidad general del sistema.

• Aislamiento de fallos

Cuando se produce una falla en el sistema de CC, interviene un interruptor aislador desconectando la fuente de alimentación y aislando la falla. Esto, a su vez, contiene y minimiza el impacto de las fallas, lo que mejora la confiabilidad del sistema y reduce el riesgo de daños a los componentes.

• Operación remota

Interruptores eléctricos aisladores de CC La capacidad de operación remota permite un control conveniente y eficiente desde una sala de control central. Esta capacidad es especialmente útil en instalaciones a gran escala con múltiples interruptores que requieren control simultáneo o respuestas rápidas.

• Apagado de emergencia

El interruptor de aislamiento de CC es útil en situaciones de emergencia, como un mal funcionamiento eléctrico o un incendio. Se puede apagar fácilmente para interrumpir el suministro eléctrico, lo que reduce la posibilidad de riesgo y daños adicionales.

• Integración con dispositivos de protección

Puede integrar interruptores seccionadores de CC con otros dispositivos de protección, como disyuntores y fusibles, para mejorar la protección general del sistema. Dicha integración permite una mayor protección contra fallas eléctricas, como sobrecorrientes y cortocircuitos.

Diagrama de cableado del aislador de CC

La configuración del diagrama de cableado de un interruptor aislador de CC puede variar según diversos motivos, como el tipo de aplicación y las especificaciones, como la cantidad de polos, la tensión nominal y la corriente nominal.

Al cablear un interruptor seccionador de CC, utilice el cableado adecuado para su interruptor seccionador de CC teniendo en cuenta el tamaño y el tipo. Además, asegúrese de que todas las conexiones estén correctamente aisladas y aseguradas antes de montar un interruptor seccionador de CC de acuerdo con la guía de instalación del fabricante.

Función del interruptor aislador de CC

La función principal de un interruptor seccionador de CC es garantizar que no fluya corriente eléctrica al sistema o equipo conectado. Es un mecanismo de seguridad para proteger tanto al personal como al equipo de posibles peligros eléctricos.

Al desconectar el fuente de poderUn interruptor aislador evita la activación accidental del sistema, reduciendo así el riesgo de descarga eléctrica.

Tipos de interruptores aisladores de CC

Existen varios tipos de interruptores seccionadores de CC según parámetros como la tensión nominal, la corriente nominal y la cantidad de polos. Los diseños del interruptor seccionador de CC también pueden variar según el fabricante y la aplicación.

Algunos tipos comunes incluyen:

Interruptor aislador de CC unipolar

Es el tipo más común, que consiste en un solo polo capaz de interrumpir el flujo de corriente en un solo conductor. Encuentra aplicación en sistemas de CC de bajo voltaje, como pequeñas instalaciones de energía solar o equipos electrónicos.

Interruptor aislador de CC multipolar

Tienen varios conjuntos de contactos (polos) cuya acción simultánea puede interrumpir el flujo de corriente en varios conductores. Se utilizan en sistemas de CC con valores de tensión más altos y en aplicaciones que requieren el aislamiento de varios circuitos simultáneamente.

Los seccionadores de CC multipolares pueden ser bipolares (dos pares de contactos), tripolares e incluso tetrapolares. Un seccionador bipolar emplea un conductor positivo y uno negativo, mientras que un seccionador tripolar se utiliza en aplicaciones de alimentación de CC trifásica.

La cantidad de polos determina el nivel de aislamiento y el control que se proporciona, donde la apertura de todos los polos garantiza un aislamiento completo. Seleccione un seccionador con la cantidad adecuada de polos según los requisitos de la aplicación y los circuitos que necesitan desconexión.

Basado en la clasificación de voltaje

Los seccionadores de CC también se pueden clasificar según sus valores nominales de voltaje como de bajo voltaje y de alto voltaje. Los seccionadores de bajo voltaje se encargan de sistemas de CC con demandas de bajo voltaje que suelen alcanzar los cien voltios. Son comunes en bancos de baterías y sistemas de energía renovable a pequeña escala.

Los desconectores de alta tensión se encargan de las demandas de tensión en sistemas de CC con capacidad nominal de varios kilovoltios e incluso megavoltios. Se utilizan en sistemas de transmisión de corriente continua de alta tensión, redes de distribución de CC y plantas de energía fotovoltaica que incorporan infraestructura compleja.

Basado en la calificación actual

Existen seccionadores de CC de corriente alta y baja según su capacidad de manejo de corriente. Los seccionadores de corriente baja manejan corrientes bajas que van desde unos pocos miliamperios hasta cientos de amperios. Estos se utilizan en circuitos de CC de baja potencia, como sensores, algunos sistemas solares y electrónica automotriz.

Los interruptores de aislamiento de CC de alta corriente manejan corrientes importantes que alcanzan miles de amperios y cuentan con una construcción robusta y una tecnología avanzada de supresión de arcos. Algunas aplicaciones incluyen estaciones de carga para vehículos eléctricos, sistemas de energía renovable y centros de datos.

Interruptor seccionador de CC con interrupción de carga

Estos interruptores aisladores de CC interrumpen de forma segura el flujo de corriente en condiciones de carga sin inducir arcos eléctricos excesivos ni dañar los contactos del interruptor. Suelen utilizarse en aplicaciones de CC de alta corriente con amperajes de cientos a miles, como sistemas fotovoltaicos a gran escala.

 

Interruptor aislador de CC sin interrupción de carga

El uso principal de este tipo de interruptores seccionadores de CC es interrumpir el flujo de corriente en condiciones sin carga. No pueden soportar corrientes altas ni interrumpir circuitos activos, por lo que se utilizan en sistemas de CC de bajo voltaje.

Partes del interruptor aislador de CC

El interruptor de aislamiento de CC consta de diferentes partes configuradas de diversas maneras según el fabricante y la aplicación. Sin embargo, un interruptor de aislamiento de CC normalmente contará con lo siguiente:

• Recinto: Esta es la carcasa exterior que asegura y protege los componentes internos del interruptor de aislamiento de CC y está hecha de materiales aislantes.
• Contactos: Actúan como elementos conductores del desconector que establecen o interrumpen la conexión eléctrica. Normalmente hay dos conjuntos de contactos: los contactos principales que manejan el flujo de corriente primaria y los contactos auxiliares para control y señalización.
• Dispositivo de funcionamiento: Es un sistema manual o automatizado que abre y cierra los contactos utilizando palancas o motores eléctricos respectivamente.
• Conexiones terminales: Estos conectan el interruptor de aislamiento de CC al circuito y proporcionan la interfaz eléctrica para los conductores entrantes y salientes, lo que permite el flujo de corriente.
• Paracaídas de arco: El movimiento de contacto produce un arco eléctrico debido a la interrupción del flujo de corriente. Los pararrayos, que consisten en extensiones en forma de placa, extinguen este arco creando una trayectoria de desplazamiento.
• Dispositivos de control y protección: Los dispositivos de control, como los interruptores auxiliares, permiten la transferencia de señales o retroalimentación de conmutación. Los dispositivos de protección, como los fusibles o los disyuntores, ofrecen protección del circuito contra sobrecorrientes.

Cómo funciona el interruptor aislador de CC

El principio de funcionamiento del interruptor aislador de CC implica la apertura y el cierre de contactos para aislar el circuito de su fuente de alimentación. A continuación se describe un desglose del proceso:

• Inicialmente, el interruptor seccionador de CC está en una posición cerrada con los contactos conectados y conduciendo corriente a través del circuito.
• Para aislar el circuito, se activa el mecanismo de funcionamiento manualmente accionando una palanca o de forma remota mediante medios motorizados.
• Este proceso separa los contactos creando un espacio de aire que interrumpe eficazmente la corriente dependiendo de los valores nominales de voltaje o corriente. La separación de los contactos puede generar un arco eléctrico que se puede extinguir utilizando paracaídas de arco.
• La separación completa significa una posición abierta en la que el circuito está efectivamente aislado de la fuente de alimentación de CC.
• Para restablecer la energía, se activa el mecanismo operativo del interruptor en la dirección opuesta reiniciando el contacto y completando el circuito.

Parámetros de rendimiento del interruptor DCIsolator

Los parámetros de rendimiento definen las características y capacidades operativas de un interruptor de aislamiento de CC. Estos parámetros ayudan a evaluar el rendimiento, la confiabilidad y la idoneidad para aplicaciones específicas.

i. Voltaje de funcionamiento

Indica el voltaje máximo por debajo del cual el interruptor de aislamiento de CC funciona de manera segura y debe coincidir o superar el del sistema. Exceder el voltaje operativo máximo puede provocar fallas catastróficas, incluidos arcos eléctricos y fallas del aislamiento.

El voltaje de funcionamiento del interruptor de aislamiento de CC debe ser capaz de soportar voltajes transitorios sin causar daños ni comprometer la funcionalidad. Los voltajes transitorios pueden ser resultado de fallas del sistema, rayos y operaciones de conmutación.

ii. Capacidad de interrupción por cortocircuito

Representa la corriente máxima de cortocircuito que el interruptor de aislamiento puede soportar o interrumpir de forma segura sin sufrir una falla catastrófica. Las fallas de funcionamiento de los equipos y de aislamiento pueden inducir corrientes de cortocircuito que dan lugar al flujo de niveles de corriente elevados.

La capacidad de interrupción de cortocircuito está estrechamente relacionada con la capacidad del seccionador de extinguir o suprimir el arco de forma rápida y segura. La capacidad del seccionador de interrumpir tales situaciones minimiza los posibles peligros.

iii. Número de polos

Se refiere al número total de conjuntos de contactos o rutas de conducción independientes en el seccionador de CC según la configuración del circuito. Cada polo consta de un par de contactos capaces de abrirse o cerrarse de forma independiente y puede ser unipolar o multipolar.

En los conectores de CC multipolares, los polos individuales funcionan de forma independiente y pueden controlarse simultáneamente. La cantidad de polos también determina el nivel de separación entre circuitos y la complejidad del diseño del sistema.

iv. Calificación actual

La corriente nominal define la corriente máxima que el interruptor de aislamiento de CC puede manejar de forma continua sin dispararse ni sobrecalentarse. Al seleccionar su seccionador de CC, asegúrese de que su corriente nominal pueda soportar la carga de corriente del circuito.

v. Clasificación de caballos de fuerza

Este parámetro indica la capacidad del interruptor seccionador de CC para manejar los requisitos de potencia de la carga del motor. La potencia nominal es un indicador de la capacidad del seccionador para interrumpir el flujo de corriente y abordar las cargas inductivas.

Garantiza que el seccionador pueda manejar los niveles de corriente y voltaje asociados con la potencia nominal del motor sin exceder sus capacidades. Una falta de coincidencia con la potencia nominal puede provocar un compromiso prematuro de la seguridad y el rendimiento del sistema.

Técnicas de montaje para interruptores de aislamiento de CC

Existen diversas técnicas que se utilizan para montar interruptores de aislamiento de CC según la aplicación y los requisitos del sistema. Es fundamental seguir las pautas e instrucciones del fabricante para garantizar una instalación adecuada y la seguridad eléctrica.

• Montaje de la base: Los interruptores seccionadores de CC que se montan sobre una base tienen una placa de montaje que permite la instalación directa sobre una superficie plana. Puede ser un gabinete o una pared con sujetadores como tornillos y pernos utilizados para asegurar la base.
• Montaje del chasis: El seccionador de CC se monta directamente en un marco del sistema eléctrico, especialmente en aplicaciones industriales que requieren integración en una estructura de equipo específica.
• Montaje en riel DIN: Los rieles DIN son rieles metálicos estandarizados que cuentan con ranuras de montaje que permiten instalar y retirar fácilmente los dispositivos eléctricos. En esta técnica de montaje, los desconectores de CC tienen soportes de montaje que encajan perfectamente en el riel DIN.
• Montaje en panel: Aquí, el seccionador de CC se monta directamente sobre un panel o tablero de control, lo que permite una fácil integración del interruptor y del sistema.
• Montaje en poste: Se utiliza cuando el seccionador de CC requiere montaje directamente en una estructura vertical, como un poste, especialmente en exteriores.
• Montaje en bastidor: Reservado para instalaciones de gran escala con múltiples componentes eléctricos montados en un rack que cuenta con soportes para una instalación más sencilla.

Aislador de CC vs. disyuntor de CC

Tanto el interruptor aislador de CC como Disyuntor de CCSe utilizan en sistemas eléctricos para aislar circuitos de corriente continua. Sin embargo, presentan ciertas diferencias fundamentales que se destacan en el siguiente análisis comparativo.

i. Función

Los interruptores seccionadores de CC están diseñados principalmente para aislar y desconectar circuitos de CC de una fuente de alimentación. Esto garantiza que no fluya corriente como resultado de ello en las posiciones de encendido y apagado.

El disyuntor de CC tiene una doble función: aislar y proteger el circuito de CC al detectar e interrumpir el exceso de flujo de corriente. Esto se produce por fallas, cortocircuitos o sobrecargas que hacen que el disyuntor de CC se dispare automáticamente y abra el circuito.

ii. Capacidad

El objetivo principal de un interruptor seccionador de CC es proporcionar una desconexión fiable del circuito de la fuente de alimentación. Por lo tanto, garantiza el aislamiento completo del circuito y, por lo tanto, el flujo de corriente, lo que permite realizar tareas de mantenimiento o reparación de forma segura.

Además de la desconexión, un disyuntor de CC ofrece protección contra sobrecorrientes al detectar niveles de corriente anormales e interrumpir el circuito. Esto protege contra posibles daños derivados de fallas, cortocircuitos o sobrecargas, evitando daños en el equipo.

iii. Capacidad de ruptura

La capacidad de corte de un interruptor seccionador de CC describe su capacidad de interrumpir de forma segura el flujo de corriente en condiciones normales del circuito. Define la corriente máxima que puede manejar de forma segura sin sufrir arcos eléctricos excesivos ni daños.

Un disyuntor de CC puede manejar corrientes de falla más altas, lo que se traduce en una mayor capacidad de corte que implica la interrupción segura del circuito. Su capacidad de corte puede manejar niveles de energía más altos, lo que es sinónimo de corrientes de falla.

iv. Aplicación

Los aisladores de CC se utilizan habitualmente en aplicaciones cuyo objetivo principal es proporcionar una desconexión segura y fiable de circuitos de CC, como instalaciones solares, sistemas de energía renovable y bancos de baterías.

Las aplicaciones que utilizan disyuntores de CC requieren tanto desconexión como protección contra eventos de sobrecorriente. Entre ellas se incluyen las estaciones de carga fotovoltaica para vehículos eléctricos y los paneles fotovoltaicos y sistemas de baterías.

Tipos de fusibles en la conmutación del aislador de CC

El uso de interruptores de aislamiento de CC junto con fusibles es común para brindar protección contra sobrecorriente en circuitos de CC. Los fusibles interrumpen el circuito cuando pasa una corriente excesiva, lo que protege el sistema eléctrico y los componentes contra daños.

Los tipos de fusibles que se utilizan comúnmente con interruptores de aislamiento de CC incluyen:

• Fusibles de cuchilla:Tienen cuerpos de plástico con múltiples cuchillas de metal que se conectan a portafusibles disponibles en varias clasificaciones de corriente.
• Fusibles de cartucho:Son fusibles cilíndricos que consisten en un elemento fusible encerrado en un cuerpo no conductor y se utilizan comúnmente en aplicaciones que ofrecen una variedad de clasificaciones de corriente.
• Fusibles fotovoltaicos: Los fusibles fotovoltaicos protegen los sistemas fotovoltaicos capaces de manejar altos voltajes y corrientes de CC con baja disipación de potencia.

Usos del interruptor aislador de CC

Los interruptores de aislamiento de CC se utilizan en diversas industrias y sistemas para desconectar y aislar circuitos de CC. Su uso en estos casos difiere según los requisitos específicos, como la tensión nominal y la corriente, y los estándares de aplicación.

Algunas aplicaciones comunes incluyen:

i. Sistemas de baterías

La función principal de un interruptor de aislamiento de CC en sistemas de baterías es desconectar la batería del sistema eléctrico. Cuando está en la posición de apagado, el interruptor interrumpe el flujo de corriente eléctrica de la batería, aislándola de manera efectiva. Este tipo de sistemas de baterías son comunes en vehículos y embarcaciones marinas.

El aislamiento evita que la batería se descargue continuamente en caso de inactividad del sistema o cuando está almacenada o en mantenimiento. Por tanto, un interruptor aislador de CC protege la batería de una descarga excesiva, que resulta de cargas parásitas o fallos, lo que prolonga su vida útil.

ii. Sistemas fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos (también llamados sistemas solares) utilizan interruptores de aislamiento de CC para aislar y desconectar el circuito del sistema. Esto garantiza que la instalación solar funcione y se mantenga de forma segura incluso en caso de emergencia.

El interruptor de aislamiento de CC fotovoltaico proporciona un medio para aislar la energía de CC generada por la instalación solar. Desconecta el sistema solar del controlador de carga o inversor, lo que protege la seguridad del personal durante paradas de emergencia y actividades de mantenimiento.

iii. Paneles de control industriales

Cuando se utilizan en paneles de control industriales, los interruptores de aislamiento de CC aíslan la alimentación de CC de los motores y variadores. La restricción del suministro de energía a estos equipos eléctricos es necesaria para permitir la realización de procedimientos de mantenimiento seguros y el manejo de situaciones de emergencia.

iv. Telecomunicaciones y centros de datos

En los sistemas de telecomunicaciones, los interruptores de aislamiento de CC desconectan los equipos de telecomunicaciones de las fuentes de alimentación de CC, como rectificadores y paquetes de baterías. En el caso de los centros de datos, los desconectores de CC están presentes en los sistemas de distribución de energía para los sistemas de respaldo.

Conclusión

Las normas y los requisitos específicos para los interruptores seccionadores de CC pueden variar según la aplicación, el voltaje del sistema y las corrientes nominales. Sin embargo, cumplir con las normas y regulaciones eléctricas locales garantiza que la instalación de su interruptor seccionador de CC sea segura y confiable.