El interruptor de carga al vacío de alta tensión para interior FZN21-40.5 y la unidad de combinación interruptor-fusible FZRN21-40.5D están diseñados para subestaciones prefabricadas de 35 kV en redes de 40,5 kV a 50 Hz, y cualquiera de las dos unidades también puede utilizarse como equipo de maniobra independiente.
El interruptor de carga establece e interrumpe corrientes de carga y sobrecarga de 1250 A y no requiere mantenimiento entre revisiones; en la unidad combinada, el fusible de percutor en serie interrumpe la corriente de cortocircuito de 20 kA.
Designación del Modelo
La designación de la unidad combinada se lee FZRN21-40.5D/50-20, letra por letra:
- F: Interruptor de carga
- Z: Vacío
- R: Con fusible
- N: Para interior
- 21: Número de secuencia de diseño
- 40.5: Tensión asignada, kV
- D: Con cuchilla de puesta a tierra
- 50: Corriente asignada, A
- 20: Poder de corte en cortocircuito asignado, kA
Sin la R, la designación FZN21-40.5 describe el interruptor de carga por sí solo, con una corriente asignada de 1250 A, que soporta las tareas de carga y sobrecarga y depende de la protección aguas arriba para la corriente de defecto.
Construcción y Funcionamiento
Los tres polos se apoyan en un bastidor común de acero: el mecanismo de accionamiento por resorte acciona la cuchilla seccionadora y la cuchilla de puesta a tierra a través de la biela aislante, la cámara de extinción de arco al vacío interrumpe el circuito, y el panel de maniobra en la parte frontal indica la posición de cada uno. La cuchilla seccionadora proporciona un seccionamiento visible y la cuchilla de puesta a tierra conecta a tierra el lado desenergizado antes del mantenimiento.
La cámara de vacío solo conduce corriente en el instante del cierre y la apertura, lo que permite ofrecer el interruptor como una unidad libre de mantenimiento con una vida mecánica de 10.000 operaciones.
Manipulación y Mantenimiento de Fusibles
El percutor del fusible en serie actúa sobre el mecanismo de disparo, por lo que un fusible fundido se indica en el interruptor en lugar de dejarse únicamente a la protección. Solo se puede acceder al compartimento de fusibles una vez que el circuito está aislado y puesto a tierra, y el fusible se reemplaza uno por uno con el mismo tipo asignado.
Lo que queda por mantener es el mecanismo, los enclavamientos y el aislamiento, así como la propia cámara una vez que el desgaste de los contactos alcanza los 3 mm permisibles; no es necesario reponer aceite ni gas.
Parámetros técnicos
Condiciones de Servicio
- Temperatura ambiente: +40℃ máxima, -25℃ mínima
- Altitud: No superior a 1000 m
- Humedad relativa: Media diaria no superior al 95%, media mensual no superior al 90%
- Intensidad sísmica: No superior a 8 grados
- Condiciones del lugar: Sin riesgo de incendio, explosión, corrosión química o vibración violenta
- Grado de contaminación: II
Parámetros de Comportamiento Eléctrico
| N.º | Concepto | Unidad | Unidad combinada FZRN21-40.5D | Interruptor de carga FZN21-40.5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Tensión asignada | kV | 40.5 | |
| 2 | Frecuencia asignada | Hz | 50 | |
| 3 | Corriente de corta duración admisible (4 s) | kA | 16 | |
| 4 | Corriente asignada | A | 50 | 1250 |
| 5 | Corriente de ruptura de carga activa asignada | A | / | 1250 |
| 6 | Corriente de ruptura de bucle cerrado asignada | A | / | 1250 |
| 7 | Corriente de cresta soportada asignada | kA | / | 40 |
| 8 | Poder de corte en cortocircuito asignado | kA | 20 | / |
| 9 | Corriente de carga de cables asignada | A | / | 21 |
| 10 | Tensión soportada a frecuencia industrial durante 1 min (hueco de vacío, entre fases y a tierra / a través del hueco de seccionamiento) | kV | 95/110 | |
| 11 | Tensión soportada a impulso tipo rayo (hueco de vacío, entre fases y a tierra / a través del hueco de seccionamiento) | kV | 185/215 | |
| 12 | Tensión soportada a frecuencia industrial durante 1 min de los circuitos de mando y auxiliares | kV | 2 | |
| 13 | Vida mecánica | operaciones | 10000 | |
| 14 | Desgaste permisible de los contactos de la cámara de vacío | mm | 3 | |
| 15 | Par de accionamiento manual | N·m | No superior a 250 | |
Parámetros de Comportamiento Mecánico
| N.º | Concepto | Unidad | Valor |
|---|---|---|---|
| 1 | Distancia entre contactos | mm | 17±1 |
| 2 | Sobrecarrera de contactos | mm | 5±1 |
| 3 | Velocidad media de cierre | m/s | 0.6±0.2 |
| 4 | Velocidad media de apertura | m/s | 1.5±0.2 |
| 5 | Inconsistencia de apertura y cierre de los tres polos | ms | ≤2 |
| 6 | Tiempo de rebote de cierre de los contactos | ms | ≤3 |
| 7 | Distancia de aislamiento entre partes activas y a tierra | mm | ≥300 |
| 8 | Resistencia del circuito principal (excluyendo el fusible) | μΩ | No superior a 150 |
Instalación y cableado
Instalación y Puesta en Servicio
La unidad se atornilla al bastidor de la celda a través de las seis ranuras de 17 por 22 mm, se comprueban las posiciones de cerrado, abierto y puesto a tierra y los enclavamientos en los tres polos, se instala el fusible de percutor especificado con su percutor engranando el mecanismo de disparo, y se miden la resistencia del circuito principal y las distancias de aislamiento antes de la energización.
Dimensiones Exteriores
- Vista frontal: anchura total de 1060 mm con 1015 mm entre los bastidores exteriores, distancia entre polos de 410 ± 2 mm marcada dos veces, y escalones verticales de 99 mm, 285 mm, 400 mm y 450 mm.
- Ranuras de montaje: seis ranuras de 17 por 22 mm en el bastidor.
- Vista lateral: 1065 mm en la parte superior, con escalones de 22 mm y 173 mm, dimensiones verticales de 255 mm, 450 mm y 1050 mm, una altura total de 1610 mm y 680 mm en la base.
- Bornes: la conexión inferior tiene 4 taladros de 12,5 mm y la conexión superior 2 taladros de 12,5 mm; la cota marcada (15) se aplica solo donde se instala la cuchilla de puesta a tierra.
- Detalles del panel: el plano exterior incluye el conjunto completo de cotas; solicite el plano para los recortes del panel y los taladros de las barras.
Referencia de Componentes
Los números de artículo a continuación siguen el plano exterior y de instalación de la serie:
- Bastidor
- Mecanismo de accionamiento por resorte
- Interructor
- Cuchilla seccionadora
- Biela aislante
- Panel de maniobra
- Cámara de extinción de arco al vacío
- Aislador de soporte
- Cuchilla de puesta a tierra
Aplicaciones
- Subestaciones prefabricadas de interior de 35 kV y estaciones de distribución compactas
- Redes de distribución de 40,5 kV a 50 Hz para control de carga y protección contra cortocircuitos
- Alimentadores de transformador protegidos por la unidad de combinación interruptor-fusible
- Instalaciones libres de aceite que no se abren para revisión entre servicios y que realizan maniobras frecuentes
Selección y preguntas frecuentes
Guía de Selección
- Elija el interruptor o la unidad combinada. El FZN21-40.5 soporta 1250 A de corriente de carga y depende de la protección aguas arriba para los defectos; los alimentadores de transformador en una subestación prefabricada de 35 kV normalmente utilizan la unidad FZRN21-40.5D, donde el fusible de percutor interrumpe la corriente de cortocircuito de 20 kA y la pérdida de una fase se señala en el interruptor.
- Compruebe primero la capacidad de corta duración. 16 kA durante 4 s con una corriente de cresta soportada asignada de 40 kA determinan el juego de barras, el dimensionamiento de los cables y la coordinación de la protección aguas arriba; verifique ambos contra la red antes de realizar el pedido.
- Confirme el nivel de aislamiento para la red de 40,5 kV. La unidad tiene una tensión asignada de 95/110 kV a frecuencia industrial durante 1 min y 185/215 kV a impulso tipo rayo, con 2 kV en los circuitos de mando y auxiliares y una distancia de aislamiento no inferior a 300 mm entre partes activas y a tierra.
- Calcule las tareas de cable y transformador. El interruptor interrumpe 21 A de corriente de carga de cables y 1250 A de carga activa y corriente de bucle cerrado, por lo que el mismo bastidor cubre tanto los bucles de red de cables como los alimentadores directos de transformador.
- Compare con el resto de la gama. Para 40,5 kV en exterior sobre poste o en caja, elija el FZW-40.5; donde la red es de 12 kV, el FZN21A-12D es la misma familia a menor tensión, y el FZN25-12DG cubre de 630 a 1250 A a 12 kV.
Preguntas Frecuentes
P1: ¿Para qué se utiliza el FZN21-40.5?
Es un interruptor de carga al vacío trifásico para interior para redes de 40,5 kV a 50 Hz, diseñado para el lado de 35 kV de las subestaciones prefabricadas. Establece e interrumpe corrientes de carga y sobrecarga, aísla el circuito mediante un seccionamiento visible en la cuchilla seccionadora y pone a tierra el lado desenergizado con la cuchilla de puesta a tierra. La unidad de combinación interruptor-fusible FZRN21-40.5D añade un fusible de percutor para que el mismo bastidor también interrumpa la corriente de cortocircuito de 20 kA.
P2: ¿Por qué la página indica 40,5 kV y 35 kV al mismo tiempo?
Ambos son correctos y describen cosas diferentes. 40,5 kV es la tensión asignada de la aparamenta, que es la tensión más alta para la que el equipo está diseñado, mientras que 35 kV designa el sistema para el que está construido, es decir, el lado de 35 kV de una subestación prefabricada. La aparamenta con tensión asignada de 40,5 kV es la selección estándar para una red de 35 kV porque deja margen para la tensión de servicio de dicha red.
P3: ¿Cómo se lee FZRN21-40.5D/50-20?
F es el interruptor de carga, Z el medio de vacío, R indica que el fusible está combinado, N que la unidad es para uso en interior, 21 el número de secuencia de diseño, 40,5 la tensión asignada en kV, D que se ha instalado un seccionador de puesta a tierra con capacidad de cierre, 50 la corriente asignada de la unidad combinada en A y 20 el poder de corte en cortocircuito asignado en kA. Sin la R, FZN21-40.5 es el interruptor por sí solo a 1250 A.
P4: ¿Cuál es la diferencia entre esta unidad de interior de 40,5 kV y el FZW-40.5?
Ambos funcionan a 40,5 kV e interrumpen en una cámara de vacío, pero sirven para instalaciones diferentes. El FZW-40.5 es un interruptor de carga al vacío seccionador de exterior diseñado para instalarse sobre un poste o en una caja exterior con aislamiento a prueba de intemperie. Este FZN21-40.5 es una unidad de interior para el compartimento de aparamenta de una subestación prefabricada de 35 kV, con un bastidor de 1250 A, 16 kA durante 4 s y un fusible de unidad combinada. Elija el tipo de exterior donde el interruptor esté expuesto a la intemperie, y este donde se encuentre dentro de una celda.
P5: ¿Cómo se compara con los miembros de 12 kV de la misma familia?
El diseño y el medio de interrupción son los mismos, la clase de tensión no. El FZN21A-12D es la versión de 12 kV de esta serie con un bastidor de 630 A, y el FZN25-12DG es otra unidad de vacío de interior de 12 kV. Este FZN21-40.5 eleva la tensión asignada a 40,5 kV, los niveles de aislamiento a 95/110 kV a frecuencia industrial y 185/215 kV a impulso tipo rayo, y la corriente del bastidor a 1250 A, por lo que no puede sustituirse por una unidad de 12 kV ni viceversa.
P6: ¿El interruptor de carga es realmente libre de mantenimiento y cómo se cambia el fusible?
El interruptor de carga está diseñado para no requerir mantenimiento entre revisiones: los contactos trabajan dentro de una cámara de vacío sellada, por lo que no hay reposición de aceite, gas ni de contactos, y la vida mecánica es de 10.000 operaciones. Lo que queda es la comprobación periódica del mecanismo, los enclavamientos y la resistencia del circuito principal, y la sustitución de la cámara cuando el desgaste de los contactos alcanza los 3 mm permisibles. En la unidad combinada, solo se puede acceder al fusible de percutor una vez que el circuito está aislado y puesto a tierra, y se reemplaza uno por uno con el mismo tipo asignado para que el percutor siga accionando el mecanismo de disparo.