As chaves seccionadoras sob carga a vácuo para alta tensão em ambiente interno FZN16A-12D e as unidades combinadas chave-fusível FZRN16A-12D são equipamentos de manobra trifásicos para redes de distribuição de 6 a 12 kV a 50 Hz. Elas controlam e protegem transformadores, cabos e trechos de linhas, sendo utilizadas em subestações de manobra, salas de distribuição e subestações industriais e comerciais.
A seccionadora sob carga estabelece e interrompe a corrente de carga. Na unidade combinada, o circuito é completado com fusíveis de retaguarda, de modo que a chave interrompe a corrente de carga e a corrente de sobrecarga, enquanto o fusível interrompe a corrente de curto-circuito. A unidade combinada também protege o transformador contra sobrecargas e impede que o equipamento opere em duas fases após a queima de um fusível.
A unidade é adequada para instalações que exigem uma chave sem óleo, sem necessidade de revisão entre manutenções e para operação frequente. Pode ser acionada por um mecanismo CS6-1 ou diretamente no quadro da chave sem mecanismo adicional, e a versão FZN16A-12-J oferece acionamento por motor com backup manual para controle remoto.
Designação do Modelo
São utilizadas duas designações, uma para a chave e outra para a unidade combinada:
Seccionadora sob carga — FZN16A-12D/630
- FZN: seccionadora sob carga a vácuo para ambiente interno
- 16: número de sequência de projeto
- A: código de derivada
- 12: tensão nominal, kV (a unidade atende redes de distribuição de 6 a 12 kV)
- D: seccionadora de terra com capacidade de estabelecimento
- 630: corrente nominal, A
- J: acionamento por motor, com acionamento manual
- S: acionamento manual, geralmente sem marcação
Unidade combinada chave-fusível — FZRN16A-12D/125-31.5
- FZRN: seccionadora sob carga a vácuo para ambiente interno combinada com fusível
- 125: corrente nominal máxima do fusível, A
- 31.5: corrente nominal de interrupção de curto-circuito, kA
Os códigos restantes têm o mesmo significado da designação da chave. O primeiro 16 é o número de sequência de projeto e o 12 após ele é a tensão nominal em kV.
Construção e Projeto
As câmaras de extinção de arco a vácuo dos três polos ficam dispostas verticalmente em um quadro de aço comum apoiado em colunas de suporte isolantes, o que mantém a unidade compacta e lhe confere alta estabilidade dinâmica e térmica. Hastes de tração isolantes e guias deslizantes transmitem o movimento do mecanismo para os contatos, de modo que cada operação de fechamento ou abertura é concluída em um único curso e a velocidade dos contatos é independente do operador.
A chave possui uma distância de isolamento visível, e a seccionadora de terra com capacidade de estabelecimento aterriza o lado desenergizado antes da manutenção. Os intertravamentos mecânicos entre a seccionadora sob carga, a seccionadora de terra e o compartimento de fusíveis atendem aos requisitos das cinco prevenções dos equipamentos de manobra.
Mecanismo de Acionamento e Controle
O mecanismo de mola é carregado para o fechamento, e uma almofada de amortecimento absorve o impacto na abertura, enquanto uma chave auxiliar atende aos circuitos de controle e sinalização. A câmara a vácuo mantém seus contatos ao longo de uma longa vida elétrica, tornando a unidade indicada para redes que realizam manobras frequentes e para painéis que não são abertos para manutenção entre os períodos de serviço.
O acionamento por motor elétrico e dispositivo de disparo está disponível, o que permite que a unidade participe de controle remoto e dispare mediante sinal de um relé de proteção. O compartimento de fusíveis da unidade combinada possui intertravamento para que o fusível não possa ser acessado enquanto o circuito estiver energizado.
Parâmetros técnicos
Condições de Serviço
- Temperatura ambiente: +40℃ superior, -25℃ inferior
- Altitude: Não superior a 1000 m
- Umidade relativa: Média diária não superior a 95%, média mensal não superior a 90%
- Intensidade sísmica: Não superior a 8 graus
- Condições do local: Sem risco de incêndio, perigo de explosão, corrosão química ou vibração violenta
- Nível de poluição: II
Dados Técnicos
| Nº | Item | Unidade | Valor |
|---|---|---|---|
| 1 | Tensão nominal / tensão máxima de serviço | kV | 12 |
| 2 | Frequência nominal | Hz | 50 |
| 3 | Corrente nominal | A | 630 |
| 4 | Corrente nominal de interrupção de carga ativa | A | 630 |
| 5 | Corrente nominal de interrupção de malha fechada | A | 630 |
| 6 | Corrente nominal de interrupção de 5% da carga ativa | A | 31.5 |
| 7 | Corrente nominal de interrupção de carregamento de cabos | A | 10 |
| 8 | Corrente nominal de interrupção capacitiva | A | 400 |
| 9 | Corrente nominal de interrupção de vazio do transformador | A | Corrente de vazio de um transformador de 1600 kVA |
| 10 | Tensão suportável de frequência industrial de 1 min (valor eficaz), para terra e entre fases / através da distância de isolamento | kV | 42/48 |
| 11 | Tensão suportável de impulso atmosférico, onda completa (valor de pico), para terra e entre fases / através da distância de isolamento | kV | 75/85 |
| 12 | Corrente nominal de curta duração (estabilidade térmica) | kA/S | 20/3 |
| 13 | Corrente nominal de pico (estabilidade dinâmica) | kA | 50 |
| 14 | Corrente nominal de estabelecimento de curto-circuito | kA | 50 |
| 15 | Número de operações de interrupção na corrente nominal | vezes | 10000 |
| 16 | Vida mecânica | vezes | 10000 |
| 17 | Desgaste cumulativo permissível dos contatos | mm | 3 |
| 18 | Torque de operação para abertura e fechamento | N.m/(N) | 120 (240) |
| 19 | Tensão / corrente nominal de operação de fechamento | V/A | ~220/0.5 |
| 20 | Tensão / corrente nominal de operação de abertura | V/A | ~220/3 |
Instalação e fiação
Instalação e Comissionamento
- Montagem do quadro: a unidade trifásica é parafusada no quadro da cubícula com 210 mm entre polos adjacentes; verifique as distâncias da barra coletora e dos cabos e a furação de acordo com o desenho de contorno aprovado antes de aplicar o torque no quadro.
- Disposição de acionamento: o desenho mostra um eixo de acionamento para operação frontal e eixos separados para operação traseira da chave e da seccionadora de terra; confirme qual disposição o painel necessita antes de fazer o pedido, pois as posições dos eixos diferem.
- Verificações do mecanismo: carregue a mola de fechamento, confirme as posições de fechado, aberto e aterrado em todos os três polos, verifique o mecanismo de acoplamento e o intertravamento entre a seccionadora sob carga, a seccionadora de terra e o compartimento de fusíveis, e verifique a indicação de posição e os contatos da chave auxiliar.
- Instalação dos fusíveis (unidade combinada): instale o fusível de retaguarda especificado de até 125 A, confirme se o percussor engata o dispositivo de disparo e verifique a nominal do fusível em relação à capacidade de interrupção tabulada de 31,5 kA.
Dimensões Gerais
- Distância entre fases: 210 mm entre polos adjacentes, marcada duas vezes na vista frontal
- Vista frontal, horizontal: 560 mm e 720 mm, sendo 720 mm o mais externo
- Vista frontal, vertical: 280 mm, 280 mm e 150 mm em três degraus
- Vista lateral: 490 mm horizontal e 665 mm vertical
- Dimensão diagonal marcada: não inferior a 150 mm
- Detalhes do painel: o desenho de contorno contém o conjunto completo de dimensões; solicite o desenho para os recortes do painel e furação da barra coletora
Referência dos Componentes
Os números dos itens abaixo seguem o desenho de contorno e de instalação da série:
- Seccionadora de terra
- Quadro de suporte inferior
- Câmara de extinção de arco a vácuo
- Coluna de suporte isolante
- Quadro de suporte superior
- Haste de tração isolante
- Guia deslizante
- Haste de tração da mola
- Mola de acionamento
- Isolador
- Motor elétrico
- Mecanismo de acionamento
- Almofada de amortecimento
- Mecanismo de acoplamento
- Quadro de base
- Terminal de conexão
- Mola de fechamento
- Mola de abertura
- Chave auxiliar
- Eixo de acionamento (para operação frontal)
- Eixo de acionamento (para operação traseira)
- Eixo de acionamento da seccionadora de terra (para operação traseira)
- Dispositivo de disparo
Aplicações
- Subestações de manobra e salas de distribuição de 6 a 12 kV
- Subestações industriais e comerciais com manobras frequentes
- Alimentadores de transformadores protegidos pela unidade combinada chave-fusível
- Unidades sem óleo que não são abertas para revisão entre os períodos de serviço
Seleção e perguntas frequentes
Guia de Seleção
- Escolha a chave ou a unidade combinada. A FZN16A-12D/630 suporta apenas a corrente de carga e depende da proteção a montante; alimentadores de transformadores normalmente utilizam a unidade FZRN16A-12D/125-31.5, onde o fusível de retaguarda elimina a falta e a perda de uma fase é sinalizada pelo mecanismo.
- Dimensione o fusível para o transformador. A unidade combinada é projetada com um fusível de retaguarda de até 125 A e uma corrente nominal de interrupção de curto-circuito de 31,5 kA, e a câmara interrompe a corrente de vazio de um transformador de 1600 kVA, portanto, verifique a corrente de magnetização de irrupção do transformador em relação à nominal desse fusível.
- Verifique a capacidade de curta duração. 20 kA por 3 s com uma suportabilidade de pico de 50 kA e uma corrente nominal de estabelecimento de curto-circuito de 50 kA definem a coordenação da barra coletora e da proteção a montante; verifique esses valores em relação à rede antes de fazer o pedido.
- Confirme as capacidades de interrupção necessárias para a aplicação. A família tabulada de correntes de interrupção cobre a manobra de malha fechada, 5% de carga ativa, carregamento de cabos a 10 A, corrente capacitiva a 400 A e corrente de vazio do transformador, que é o que diferencia uma unidade construída para operação frequente de um simples seccionador.
- Selecione o acionamento e a disposição do painel. O acionamento manual com mecanismo CS6-1 ou acionamento direto é padrão, a versão J adiciona acionamento por motor para controle remoto, e o desenho oferece acionamento frontal ou traseiro para a chave e para a seccionadora de terra.
Perguntas Frequentes
P1: Para que serve a FZN16A-12D?
É uma seccionadora sob carga a vácuo trifásica para ambiente interno, destinada a redes de distribuição de 6 a 12 kV a 50 Hz, utilizada para estabelecer e interromper a corrente de carga, isolar o circuito através de uma distância de isolamento visível e aterrar o lado desenergizado para manutenção. A unidade combinada FZRN16A-12D adiciona fusíveis de retaguarda para que o mesmo quadro também interrompa a corrente de curto-circuito e proteja um transformador.
P2: Como ler FZRN16A-12D/125-31.5?
FZN = seccionadora sob carga a vácuo para ambiente interno, R = combinada com fusível, 16 = número de sequência de projeto, A = código de derivada, 12 = tensão nominal em kV, D = seccionadora de terra com capacidade de estabelecimento, 125 = corrente nominal máxima do fusível em A, e 31,5 = corrente nominal de interrupção de curto-circuito em kA. A letra final indica o modo de operação, J para acionamento por motor com backup manual e S para acionamento manual, que geralmente não é marcado. Sem o R, a designação FZN16A-12D/630 descreve a chave simples de 630 A.
P3: Quais correntes esta série pode interromper?
A câmara a vácuo é dimensionada para 630 A de carga ativa e 630 A de interrupção de malha fechada, 31,5 A a 5% da carga ativa nominal, 10 A de corrente de carregamento de cabos, 400 A de corrente capacitiva e a corrente de vazio de um transformador de 1600 kVA. A corrente de curto-circuito é interrompida pelo fusível de retaguarda da unidade combinada em até 31,5 kA, e não pela chave sozinha.
P4: Como ela se compara com a seccionadora sob carga a vácuo FZN25-12DG?
Ambas são unidades a vácuo de 12 kV para ambiente interno com opção de fusível de retaguarda. A FZN25-12DG é o projeto mais recente, dimensionada para 25 kA e oferecida em até 1250 A com um fusível de 200 A como escolha principal, e possui uma corrente de transferência declarada de 3150 A. Esta FZN16A-12D é dimensionada para 630 A com 20 kA por 3 s e suportabilidade de pico de 50 kA, e sua folha de dados apresenta a família completa de correntes de interrupção, sendo ideal para painéis construídos em torno de um quadro de 630 A. Escolha a FZN25-12DG quando for necessária uma capacidade de curta duração maior ou um quadro de corrente superior.
P5: Como o projeto a vácuo se compara com as chaves a SF6 e de sopro de ar?
Os três meios diferem na câmara de interrupção, não na capacidade de manobra. A FZN16A-12D interrompe em uma câmara a vácuo selada, de modo que os contatos são protegidos do arco e a unidade é indicada para operação frequente sem necessidade de revisão. A FLN36-12 sela um interruptor trifásico de baixa pressão a SF6 para painéis compactos, e a FKN12A-12D sopra ar sobre o arco em um quadro aberto com coberturas estáticas de contatos. Para manobra de linhas aéreas em ambientes externos, a FZW32-12 é o equivalente a vácuo para instalação em poste.
P6: A unidade pode ser operada remotamente e como é feita a manutenção?
Sim. A versão J adiciona um motor elétrico e um dispositivo de disparo, permitindo que a chave seja carregada e operada a partir da fonte de controle e dispare por um relé de proteção, enquanto o acionamento manual no quadro ou com um mecanismo CS6-1 permanece disponível caso a fonte de controle falhe. A manutenção abrange apenas o mecanismo: mantenha os eixos e intertravamentos limpos e lubrificados, verifique o torque de operação de acordo com a folha de dados e substitua a câmara a vácuo quando o desgaste dos contatos atingir o desgaste cumulativo tabulado de 3 mm.