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Interruptor automático para exteriores (tipo «caseta de perro») para la conmutación y protección de circuitos que funcionan

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Rompe-casetas para perros

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El interruptor de vacío para exteriores (tipo «dog-house») es un interruptor de media tensión para exteriores en el que uno o más interruptores de vacío se encuentran alojados dentro de una carcasa metálica resistente a la intemperie, conocida comúnmente como «dog-house» debido a su característico diseño con techo. La carcasa protege los interruptores, el mecanismo de accionamiento y los equipos de control de la lluvia, el polvo, la luz solar, el hielo y otras condiciones ambientales.

Estos interruptores se utilizan habitualmente en subestaciones de distribución, plantas industriales, instalaciones de energías renovables y redes de distribución de servicios públicos para la conmutación y protección de circuitos que operan normalmente entre 7,2 kV y 38 kV.

Construcción
Los componentes principales incluyen:
·Carcasa tipo «caseta de perro»: un armario metálico resistente a la intemperie que protege los componentes internos.
·Interruptores de vacío: tubos de vacío sellados que interrumpen las corrientes de fallo extinguiendo el arco en el vacío.
·Mecanismo de accionamiento: normalmente un mecanismo accionado por resorte impulsado por un motor eléctrico para la carga.
·Pasamuros aislados: proporcionan conexiones aisladas entre los conductores externos y los interruptores.
·Armario de control: contiene relés, bobinas de disparo y cierre, contactos auxiliares y equipos de monitorización.
·Estructura de soporte: bastidor de acero o pedestal para instalación en exteriores.
·Descargadores de sobretensión (opcionales): protegen el equipo contra descargas atmosféricas y sobretensiones de conmutación.

Principio de funcionamiento
1. En condiciones normales de funcionamiento, los contactos del interruptor permanecen cerrados y conducen la corriente de carga.
2. Cuando se detecta una falla, un relé de protección envía una señal de disparo.
3. El mecanismo de accionamiento separa rápidamente los contactos dentro del interruptor de vacío.
4. Se forma brevemente un arco de vapor metálico entre los contactos.
5. En el siguiente paso por cero de la corriente alterna, el vacío extingue el arco casi instantáneamente, ya que no hay gas que mantenga la ionización.
6. La rigidez dieléctrica en el interior del vacío se recupera muy rápidamente, lo que evita que se produzca un nuevo arco.
7. El circuito defectuoso queda aislado de forma segura.

Características principales
·Instalación: En exteriores
·Rango de tensión: Normalmente 7,2–38 kV
·Medio de interrupción: Vacío
·Depósito: Carcasa metálica tipo «caseta» resistente a la intemperie
·Mecanismo de funcionamiento: accionado por resorte, con carga por motor
·Montaje: sobre base, sobre pedestal o en bastidor de subestación
·Mantenimiento: mínimo gracias a los interruptores de vacío sellados

Ventajas
·Excelente rendimiento en la extinción del arco.
·Larga vida útil eléctrica y mecánica.
·Mantenimiento mínimo, ya que los interruptores de vacío están sellados.
·No requiere la manipulación de gases aislantes como el SF₆.
·Diseño compacto con un mecanismo de accionamiento protegido.
·Alta fiabilidad en entornos exteriores adversos.
·Adecuado para operaciones de conmutación frecuentes.
·Respetuoso con el medio ambiente debido a la ausencia de gases aislantes de efecto invernadero.

Desventajas
·Generalmente limitado a aplicaciones de media tensión.
·Los interruptores de vacío no son reparables y deben sustituirse cuando alcanzan el final de su vida útil.
·Coste inicial más elevado que el de algunos interruptores de aceite, aunque los costes del ciclo de vida son menores.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de distribución
·Líneas de alimentación de servicios públicos
·Sistemas eléctricos industriales
·Operaciones mineras
·Plantas de energía renovable (solar y eólica)
·Instalaciones de fabricación
·Distribución eléctrica en campus
·Plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales

Parámetros típicos
·Tensión nominal: 7,2–38 kV
·Frecuencia nominal: 50/60 Hz
·Corriente nominal: 630–4 000 A
·Corriente de corte en cortocircuito: 16–40 kA
·Resistencia mecánica: 10 000–30 000 operaciones o más
·Medio de interrupción: vacío

Clases de tensión habituales
·7,2 kV
·12 kV
·15 kV
·17,5 kV
·24 kV
·27 kV
·36 kV
·38 kV

Normas pertinentes
·IEC 62271-100: Requisitos para interruptores de CA, incluidos muchos diseños de interruptores de vacío para exteriores.
·IEC 62271-1: Requisitos generales para aparatos de conmutación y control de alta tensión.
·IEEE C37.04 – Define las características nominales de los interruptores de alta tensión de CA.
·IEEE C37.09 – Abarca los procedimientos de ensayo para la verificación del rendimiento.

¿Por qué se le llama interruptor «Dog-house»?
El término «dog-house» es un apodo del sector, no una denominación oficial de las normas. Hace referencia a la carcasa con techo y resistente a la intemperie del interruptor, que se asemeja a una pequeña caseta para perros. La carcasa protege los interruptores de vacío y el mecanismo de accionamiento de la exposición ambiental, al tiempo que permite que el interruptor funcione de forma fiable en exteriores.

Resumen
Un interruptor de vacío para exteriores («Dog-house») es un dispositivo de conmutación de media tensión, robusto y resistente a la intemperie, que utiliza interruptores de vacío para interrumpir las corrientes de carga y de fallo. Su diseño compacto, su larga vida útil, sus bajos requisitos de mantenimiento y su funcionamiento respetuoso con el medio ambiente lo convierten en la opción preferida para subestaciones de distribución al aire libre y sistemas eléctricos industriales.