Glosario

La cartera de productos de Kraus & Naimer incluye numerosos dispositivos de conmutación, así como extras opcionales para la gama de baja tensión y ofrece soluciones de conmutación para una amplia variedad de requisitos personalizados. Este glosario explica los términos más comunes asociados con la tecnología de conmutación y los dispositivos de conmutación de Kraus & Naimer.

1. Términos generales y técnicos

1.1 De baja tensión
1.2 CA
1.3 C.C.
1.4 Interruptor
1.5 Contacto de la conmutación
1.6 Arco de la conmutación
1.7 El apagar del arco
1.8 Contacto del puente
1.9 Contacto de cuchillo

2. Tipos de interruptores y productos

2.1 Seccionadores
2.2 Interruptores de carga
2.3 Interruptor-seccionador
2.4 Interruptores directamente operacional
2.5 Interruptores rotativos
2.6 Interruptores de leva
2.7 Interruptores principales (interruptores compactos)
2.8 Etras opcionales
2.9 Pulsadores y luces piloto

En ingeniería de energía eléctrica, las redes eléctricas y los circuitos se dividen en diferentes rangos dependiendo del nivel de la tensión eléctrica máxima. El rango de bajo voltaje incluye voltajes de CA de hasta 1000 V y voltajes de CC de hasta 1500 V.

Con el voltaje alterno o la corriente alterna (CA), los respectivos valores de voltaje y corriente cambian con el tiempo y se repiten periódicamente. En ingeniería eléctrica se aplican principalmente tensiones y corrientes alternas sinusoidales. La fuerza y la dirección actuales se alteran con cada período en el que se producen dos cruces cero. Para la red de baja tensión común de 50 Hz, esto significa que se repiten 50 períodos por segundo y, por lo tanto, se producen 100 cruces de cero en los que momentáneamente no fluye corriente. Esta característica de los circuitos de CA es ventajosa para las operaciones de conmutación.

Con el voltaje directo o la corriente continua (CC), la polaridad del voltaje y la dirección de la corriente permanecen iguales a lo largo del tiempo. En contraste con la CA, la corriente eléctrica fluye continuamente sin alternancia de dirección y, por lo tanto, no se producen cruces cero. Como resultado, las operaciones de conmutación en circuitos de CC son técnicamente más exigentes que en los circuitos de CA debido a la mayor duración del arco de conmutación, lo que conduce a un mayor desgaste de los contactos de conmutación.

Un interruptor es un conjunto dentro de un circuito eléctrico que crea o rompe el flujo de corriente y mantiene el estado de conmutación respectivo. Los interruptores se fabrican en numerosos diseños con funciones específicas para una amplia variedad de propósitos. Los componentes esenciales de un dispositivo de conmutación mecánica son los contactos de conmutación hechos de materiales conductores o metales y aleaciones adecuados.  Los contactos de la conmutación son accionados y sostenidos en su posición respectiva de la conmutación por las construcciones mecánicas especiales.

Un contacto de conmutación establece directamente la conexión física entre las piezas de contacto para cerrar un circuito. Para contrarrestar las fuerzas electrodinámicas que causan que las piezas de contacto se repelan, es necesaria una fuerza de contacto adecuada, especialmente en caso de sobre corriente. Los contactos de conmutación están expuestos a un alto estrés mecánico, eléctrico y térmico y deben mantener su función durante un gran número de ciclos de conmutación. Especialmente el arco de conmutación, que se produce interrumpiendo un circuito eléctrico, causa sustancialmente el desgaste de un dispositivo de conmutación y las piezas de contacto respectivamente.

Un arco de conmutación es un fenómeno que ocurre bajo ciertas condiciones cuando se desconectan los contactos eléctricos que transportan corriente. El arco de conmutación es especialmente pronunciado cuando se interrumpen las cargas inductivas, como en los motores eléctricos. Una carga inductiva almacena característicamente energía en forma de campo magnético. Esta energía almacenada en el campo magnético causa la continuación del flujo de corriente a través de un arco después de la interrupción.

El arco persiste hasta alcanzar una distancia de separación suficiente de los contactos o hasta que el arco y su temperatura disipan la energía magnética. La temperatura del arco alcanza varios miles de ° C y por lo tanto un arco de conmutación tiene un efecto destructivo y causa desgaste. Los materiales de contacto se licuan en la superficie debido a la alta temperatura y potencialmente se pueden soldar.

Para minimizar la duración del arco mientras se rompe un circuito eléctrico, se implementan características de diseño adicionales para extinguir eficazmente el arco. Un ejemplo de una posible característica de diseño es la llamada cámara de enfriamiento de chispa, que utiliza láminas de metal para separar y enfriar el arco que, además, conduce a una rápida disipación de energía. Un ejemplo de una posible característica de diseño es la llamada cámara de enfriamiento de chispa, que utiliza láminas de metal para separar y enfriar el arco que, además, conduce a una rápida disipación de energía. Otra posibilidad es el uso de plásticos especiales de desgasificación.

La temperatura del arco libera gas de las paredes de plástico de la cámara de conmutación, lo que en consecuencia causa un enfriamiento intensivo del arco y un efecto de absorción de energía.

Los imanes permanentes se utilizan para guiar eficazmente el arco hacia el dispositivo o área de temple, especialmente en interruptores para circuitos de CC. Dado que un arco eléctrico es también un conductor portador de corriente con un campo magnético, es desviado por los imanes permanentes.

Además de las posibilidades de temple de arco mencionadas anteriormente, una extensión de la distancia de aislamiento y una operación de ruptura rápida son beneficiosas para la corriente continua. La distancia de aislamiento total se puede extender mediante la conexión en serie de múltiples contactos que se activan simultáneamente, por lo que la distancia de aislamiento necesaria se divide entre múltiples interrupciones de contacto. Para alcanzar la distancia de aislamiento lo más rápido posible, se utilizan mecanismos de acción instantánea para la ruptura rápida del contacto.

mecanismo de conmutación mueve el puente de contacto sobre las piezas de contacto y aplica una fuerza de contacto determinada. El puente de contacto rígido interrumpe el circuito eléctrico dos veces. La distancia de aislamiento es el doble de la distancia de viaje de contacto determinada.

Un contacto de cuchillo consiste en resortes flexibles del contacto y una lámina del interruptor, por el que la lámina del interruptor se inserte entre varios resortes del contacto para hacer el contacto. Debido al movimiento de cizallamiento deslizante entre el cuchillo del interruptor y los muelles de contacto, las superficies de contacto se limpian automáticamente con cada actuación, por lo que se eliminan las capas de depósito y corroídas. Además de la característica de la limpieza automáticamente, este sistema de contacto es más resistente contra las vibraciones y las fuerzas de rechazo electrodinámicas en comparación con los sistemas de contacto convencionales.

Los seccionadores son dispositivos de conmutación mecánica que separan el equipo o los componentes de la planta de un sistema de fuente de alimentación. Los seccionadores deben tener distancias o espacios libres de aislamiento suficientemente grandes y distancias de fuga para evitar arranques involuntarios, por ejemplo, en caso de ondas de sobretensión o trayectorias de fluencia sucias. Los interruptores de desconexión no están diseñados para cambiar las corrientes y solo funcionan después de que otros dispositivos ya hayan interrumpido los circuitos, como disyuntores, interruptores de carga o fusibles.

A diferencia de los seccionadores, los interruptores de carga son adecuados para conmutar equipos que transportan corriente y piezas del sistema en circunstancias normales con la corriente de funcionamiento prevista. Dado que estos interruptores funcionan bajo carga y pueden producirse arcos de conmutación, incluyen varias medidas de diseño para el temple de arco.

Los interruptores-seccionadores combinan las funciones de los interruptores de carga y los seccionadores. Por lo tanto, los seccionadores de interruptores cumplen con las funciones de aislamiento, como las holguras y las distancias de fuga con dimensiones adecuadas, así como la indicación del estado de conmutación, y además proporcionan capacidades de conmutación determinadas. La capacidad de conmutación generalmente se refiere a la capacidad de romper el flujo de corriente, por lo que la capacidad de conmutación de un dispositivo de conmutación difiere dependiendo del tipo de carga. Los diferentes tipos de carga se estandarizan y se asignan a diferentes categorías de utilización. Una categoría de utilización contiene una combinación de varios requisitos que debe cumplir un dispositivo de conmutación correspondiente.

Los interruptores se pueden operar de diferentes maneras. Los interruptores operados directamente son accionados manualmente por una persona. Además, se pueden diferenciar las variaciones de los interruptores para el funcionamiento directo, como los interruptores giratorios y de teclas o los interruptores de conmutación.

Los interruptores giratorios son generalmente accionados por una operación de rotacion. El mecanismo de conmutación transmite el movimiento de operación rotatorio a las partes móviles de los contactos de conmutación. Los interruptores giratorios pueden proporcionar múltiples posiciones de conmutación y operar varios circuitos de manera diferente con un solo dispositivo, dependiendo del diseño real del interruptor.

Los interruptores de levas cuentan como interruptores operados por rotativos. El movimiento de operación rotativo es transmitido por levas para accionar los contactos de conmutación. Una sola leva puede accionar múltiples contactos de conmutación de manera diferente dentro de los límites geométricos. El diseño modular de los interruptores de levas Kraus &Naimer permite el apilamiento de múltiples etapas de conmutación, así como extensiones con numerosos extras opcionales, Debido a este modularidad, los dispositivos de conmutación mecánica son configurables para innumerables aplicaciones. Los interruptores simples de encendido/apagado de un solo polo y de varios polos, los interruptores de cambio, los interruptores de varios pasos, los interruptores de motor o los interruptores de control, así como muchos otros circuitos, se pueden realizar con la cartera modular.

El propósito de los interruptores principales es la conexión o desconexión de componentes de la planta, diversos equipos o maquinaria con la fuente de alimentación. Se ha establecido un diseño especialmente compacto para los interruptores principales en los que los tres polos de un suministro de CA trifásico se conmutan simultáneamente. Además, los diseños de cuatro polos también existen para aplicaciones en las que se cambia la línea neutra, por lo que el polo neutro funciona como contacto de marca temprana / rotura tardía. Los interruptores principales son seccionadores de interruptor con altas capacidades de conmutación en relación con su tamaño. Los interruptores principales compactos de Kraus &Naimer cuentan con movimiento de contacto positivo durante la operación de fabricación o rotura. Además, los interruptores principales/compactos están integrados en un extenso sistema modular con numerosas ampliaciones funcionales y extras opcionales.

Los extras opcionales son parte del completo sistema modular de Kraus &Naimer y permiten una amplia variedad de extensiones funcionales para nuestros dispositivos de interruptores. El sistema modular incluye numerosas variantes de dispositivos de candado, dispositivos de cerradura de llave, embragues de puertas, varios gabinetes, así como soluciones para aplicaciones especiales, como varios dispositivos indicadores, dispositivos de enclavamiento o unidades especiales.

Los pulsadores y las luces piloto son dispositivos de entrada y salida para operar maquinaria y recibir retroalimentación sobre varios estados de la máquina. Los pulsadores e interruptores con baja capacidad de conmutación o potenciómetros se utilizan como dispositivos de comando y sirven como transmisores de señal eléctrica para las unidades de control. Las luces piloto sirven como dispositivos de señalización óptica para los operadores de máquinas. Las combinaciones de pulsadores y luces piloto dentro de un dispositivo también están disponibles y la amplia gama de la cartera de productos Kraus &Naimer ofrece soluciones para una amplia variedad de aplicaciones.