Como Melhorar a Confiabilidade das Chaves Interruptoras de Carga

Chaves Interruptoras de Carga (do inglês, Load Break Switches - LBS) representam uma tecnologia crucial para a distribuição aérea de eletricidade. Elas estão entre os primeiros equipamentos desenvolvidos para distribuição. Além de suas funcionalidades básicas de energização e desenergização de partes da rede, elas permitem que os engenheiros dividam a rede de distribuição aérea em zonas menores, minimizando o número de clientes desconectados quando uma zona da rede tiver algum problema (ou uma falta).

Ao longo dos anos das redes de distribuição de eletricidade, diversos projetos de dispositivos foram aprovados e utilizados. Entre os primeiros projetos estão as Chaves Interruptoras a Ar, antes de projetos que utilizavam técnicas de SF6 protegido serem adotados em redes de distribuição em 1970 e 1980.

Neste artigo, iremos explorar a técnica moderna de aplicação de isolamento dielétrico sólido em chaves interruptoras de carga, combinando a confiança de uma chave protegida com a sustentabilidade de um projeto livre de SF6.

Por que eu preciso de Chaves Interruptoras de Carga se minha rede já conta com Religadores? Elas também não ligam e desligam a rede?

Chaves Interruptoras de Carga oferecem um ponto de isolamento funcional para operadoras de rede. Ou seja, elas são projetadas para oferecer um Nível de Isolamento Básico (do inglês, Basic Insulation Level - BIL) por meio da chave que atende aos requisitos da norma IEC62271-103 de equipamentos de chaveamento alternados de até, e inclusive, 52 kV.

Esta norma possui um requisito de Nível de Isolamento Básico maior que dispositivos como religadores. Os religadores cumprem a norma IEC62271 111 e requerem que seja usado um dispositivo de série conectado que cumpra a norma IEC 62271-103 como um ponto de isolamento funcional.

Chaves Interruptoras a Ar

As Chaves Interruptoras a Ar são dispositivos mecânicos com contatos expostos. Elas dependem da distância entre contatos em ambientes a céu aberto, a fim de oferecerem o isolamento necessário. Em níveis de tensão médios, isso pode fazer com que estes dispositivos sejam relativamente grandes, mas a simplicidade deles faz com que tenham um baixo custo de fabricação.

No entanto, existem dois grandes problemas neste projeto. Em primeiro lugar, o mecanismo e os contatos estão expostos a intempéries. Considerando que as chaves não são operadas com frequência, esta exposição pode levar a corrosão e danos ao mecanismo e aos contatos. Quando o dispositivo deixa de funcionar, os operadores de rede precisam de equipes de acesso a linhas ativas, ou acionar uma chave a montante, para realizar reparos no dispositivo inoperante.

Por fim, o baixo custo inicial é anulado, em grande parte, pelos custos de manutenção e de confiabilidade operacional.

Em segundo lugar, expor o vão de isolamento ao ar acrescenta um risco aos operadores. Na posição aberta, se um pássaro voar em direção ao vão de contato, o isolamento estará comprometido - com consequências para todos os envolvidos.

Chaves Protegidas com SF6

Estas limitações de confiabilidade e a chegada do isolamento a SF6 levaram ao desenvolvimento de chaves protegidas com SF6. Os contatos da chave foram protegidos em um tanque de metal vedado preenchido com gás hexafluoreto de enxofre (SF6).

A técnica diminuiu os problemas de confiabilidade de Chaves Interruptoras a Ar, mas impediu que equipes de manutenção inspecionassem o vão de isolamento. As operadoras tiveram que depender do gás e de indicadores externos para confirmar o isolamento.

O outro grande problema é que o SF6 é o maior causador do efeito estufa. Um quilo de SF6 é equivalente a 23 toneladas de CO2-e, com uma meia-vida atmosférica de 3.200 anos. Por mais que possua propriedades isolantes fantásticas, o gás não é compatível com as estratégias de descarbonização de redes.

Projetos de Equipamentos de Chaveamento Modernos

O projeto moderno comprovado de chave interruptora de carga é a utilização de epóxi Dielétrico Sólido para isolamento, protegendo o vão de ar com espaço suficiente para atingir o nível de isolamento básico exigido para atender à norma IEC 62271-103.

O primeiro deste tipo no mundo foi a VISI-SWITCH, projetado pela NOJA Power, lançado há cinco anos.

Baseada nos materiais de isolamento utilizados em religadores dielétricos sólidos por mais de 20 anos, a VISI-SWITCH® da NOJA Power protege o mecanismo e o vão de ar, garantindo uma confiabilidade aprimorada. Não é necessário realizar manutenção no mecanismo ou nos contatos, pois eles estão hermeticamente vedado em um tanque de aço inoxidável. Diferentemente dos dispositivos Protegidos com SF6, a VISI-SWITCH® da NOJA Power não faz uso de gás SF6, oferecendo aos engenheiros uma alternativa sustentável às tecnologias a gás.

A ausência do gás também possibilita que o isolador fique visível. A VISI-SWITCH® da NOJA Power possui uma janela feita de vidro com proteção contra impactos, permitindo que a equipe de campo possa confirmar, por verificação visual, a presença do vão de isolamento.

Para obter uma lista completa das especificações técnicas, o material informativo está disponível aqui.

Conclusão

As Chaves Interruptoras de Carga são extremamente importantes para a confiabilidade na operação da rede de distribuição. A manutenção e a energização e desenergização da rede são procedimentos essenciais para essa operação segura da rede.

O desempenho sólido da rede é proporcional à confiabilidade das tecnologias de Berto /Fechado utilizadas. Chaves Interruptoras de Carga, como a VISI-SWITCH® da NOJA Power, não possuem mecanismos ou isolamentos expostos, tampouco necessitam do gás SF6. O projeto com aço inoxidável e dielétrico sólido oferece uma operação confiável em todos os ambientes operacionais industriais.

“Gosto de pensar que nossa VISI-SWITCH está levando nossas clientes concessionárias de eletricidade de volta para o futuro. Nós as ajudamos a melhorar seu impacto ambiental por meio da eliminação do gás SF6 e devolvendo aos operadores a interrupção visível que perderam quando as chaves interruptoras ao ar livre deixaram de ser usadas,” comenta o Diretor Geral do Grupo NOJA Power, Neil O'Sullivan.

“Este produto permite que nossos clientes eliminem o gás SF6, um quesito obrigatório para que todos alcancem suas metas de neutralidade de carbono até 2050. Isso também melhora a segurança de operadores, proporcionando uma interrupção visível dentro das buchas de borracha, de modo que possam ver que o dispositivo está aberto e isolado. Temos chaves de 15 kV prontas para envio imediato.”

Para mais informações, acesse www.nojapower.com.br ou entre em contato com seu distribuidor local NOJA Power.