Breaker (electricidad)

Un disyuntor, breaker, taco o interruptor automático es un dispositivo de seguridad eléctrica diseñado para proteger un circuito eléctrico de daños causados ​​por una sobrecorriente o un cortocircuito. Su función básica es interrumpir el flujo de corriente para proteger los equipos y prevenir el riesgo de incendio. A diferencia de un fusible, que funciona una vez y luego debe reemplazarse, un disyuntor se puede restablecer (ya sea manual o automáticamente) para reanudar el funcionamiento normal.

Los disyuntores se fabrican en diferentes tamaños, desde pequeños dispositivos que protegen circuitos de baja corriente o electrodomésticos individuales, hasta grandes dispositivos de conmutación diseñados para proteger circuitos de alto voltaje que alimentan a toda una ciudad. La función genérica de un disyuntor, o fusible, como medio automático de quitar energía de un sistema defectuoso, a menudo se abrevia como OCPD (dispositivo de protección contra sobrecorriente).

Orígenes

Thomas Edison describió una forma temprana de disyuntor en una solicitud de patente de 1879, aunque su sistema de distribución de energía comercial usaba fusibles. Su propósito era proteger el cableado del circuito de iluminación de cortocircuitos y sobrecargas accidentales. Brown, Boveri & Cie patentó en 1924 un disyuntor en miniatura moderno similar a los que ahora se usan. Hugo Stotz, un ingeniero que había vendido su empresa a la BBC, fue acreditado como el inventor de DRP (Deutsches Reichspatent) 458392. Stotz's El invento fue el precursor del moderno interruptor termomagnético que se usa comúnmente en los centros de carga domésticos hasta el día de hoy.

La interconexión de múltiples fuentes generadoras en una red eléctrica requirió el desarrollo de disyuntores con valores nominales de voltaje crecientes y una mayor capacidad para interrumpir de manera segura las crecientes corrientes de cortocircuito producidas por las redes. Los interruptores manuales simples de rotura de aire producían arcos peligrosos al interrumpir los altos voltajes; estos dieron paso a contactos encerrados en aceite y varias formas que utilizan el flujo dirigido de aire presurizado, o aceite presurizado, para enfriar e interrumpir el arco. En 1935, los interruptores automáticos especialmente construidos que se utilizaron en el proyecto de la presa de Boulder utilizaron ocho interruptores en serie y flujo de aceite presurizado para interrumpir fallas de hasta 2500 MVA, en tres ciclos de la frecuencia de alimentación de CA.

Operación

Todos los sistemas de disyuntores tienen características comunes en su funcionamiento, pero los detalles varían sustancialmente según la clase de tensión, la corriente nominal y el tipo de disyuntor.

El interruptor de circuito primero debe detectar una condición de falla. En pequeños interruptores de red y de baja tensión, esto generalmente se hace dentro del propio dispositivo. Típicamente, se emplean los efectos de calentamiento o magnéticos de la corriente eléctrica. Los interruptores automáticos para grandes corrientes o altos voltajes generalmente están equipados con dispositivos piloto de relé de protección para detectar una condición de falla y operar el mecanismo de apertura. Por lo general, requieren una fuente de alimentación separada, como una batería, aunque algunos disyuntores de alto voltaje son autónomos con transformadores de corriente, relés de protección y una fuente de alimentación de control interna.

Una vez que se detecta una falla, los contactos del disyuntor deben abrirse para interrumpir el circuito; esto se hace comúnmente utilizando energía almacenada mecánicamente contenida dentro del interruptor, como un resorte o aire comprimido para separar los contactos. Los interruptores automáticos también pueden usar la corriente más alta causada por la falla para separar los contactos, como la expansión térmica o un campo magnético. Los interruptores automáticos pequeños generalmente tienen una palanca de control manual para apagar la carga o restablecer un interruptor disparado, mientras que las unidades más grandes usan solenoides para disparar el mecanismo y motores eléctricos para restaurar la energía a los resortes.

Los contactos del interruptor automático deben conducir la corriente de carga sin un calentamiento excesivo y también deben soportar el calor del arco producido al interrumpir (abrir) el circuito. Los contactos están hechos de cobre o aleaciones de cobre, aleaciones de plata y otros materiales altamente conductores. La vida útil de los contactos está limitada por la erosión del material de contacto debido a la formación de arcos al interrumpir la corriente. Los interruptores automáticos en miniatura y de caja moldeada generalmente se desechan cuando los contactos se han desgastado, pero los interruptores automáticos de potencia y los interruptores automáticos de alto voltaje tienen contactos reemplazables.

Cuando se interrumpe una corriente o voltaje alto, se genera un arco. La longitud del arco generalmente es proporcional al voltaje mientras que la intensidad (o calor) es proporcional a la corriente. Este arco debe ser contenido, enfriado y extinguido de manera controlada, para que el espacio entre los contactos pueda soportar nuevamente el voltaje en el circuito. Distintos interruptores automáticos utilizan vacío, aire, gas aislante o aceite como medio en el que se forma el arco. Se utilizan diferentes técnicas para extinguir el arco, entre ellas:

• Alargar o desviar el arco
• Refrigeración intensiva (en cámaras de chorro)
• División en arcos parciales
• Extinción de punto cero (los contactos se abren en el cruce de tiempo de corriente cero de la forma de onda de CA, interrumpiendo efectivamente la corriente sin carga en el momento de la apertura. El cruce por cero ocurre al doble de la frecuencia de línea; es decir, 100 veces por segundo para 50 Hz y 120 veces por segundo para 60 Hz CA.)
• Conexión de condensadores en paralelo con contactos en circuitos de CC.

Finalmente, una vez que se ha eliminado la condición de falla, los contactos deben cerrarse nuevamente para restaurar la energía al circuito interrumpido.

Interrupción del arco

Los interruptores automáticos en miniatura (MCB) de bajo voltaje usan solo aire para extinguir el arco. Estos interruptores automáticos contienen los llamados conductos de arco, una pila de placas de metal paralelas aisladas entre sí que dividen y enfrían el arco. Al dividir el arco en arcos más pequeños, el arco se enfría mientras que el voltaje del arco aumenta y sirve como una impedancia adicional que limita la corriente a través del interruptor automático. Las piezas conductoras de corriente cerca de los contactos proporcionan una fácil desviación del arco hacia las cámaras de arco mediante la fuerza magnética de una ruta de corriente, aunque las bobinas magnéticas de soplado o los imanes permanentes también podrían desviar el arco hacia la cámara de arco (utilizado en interruptores automáticos para aplicaciones más altas). calificaciones). El número de placas en la cámara de arco depende de la clasificación de cortocircuito y el voltaje nominal del interruptor automático.

En clasificaciones más grandes, los interruptores automáticos de aceite se basan en la vaporización de parte del aceite para lanzar un chorro de aceite a través del arco.

Los disyuntores de gas (generalmente hexafluoruro de azufre) a veces estiran el arco usando un campo magnético y luego confían en la rigidez dieléctrica del hexafluoruro de azufre (SF ₆) para extinguir el arco estirado.

Los disyuntores de vacío tienen un arco mínimo (ya que no hay nada que ionizar aparte del material de contacto). El arco se apaga cuando se estira una cantidad muy pequeña (menos de 2 a 3 mm (0,08 a 0,1 pulgadas)). Los interruptores automáticos de vacío se utilizan con frecuencia en los modernos equipos de distribución de media tensión hasta 38.000 voltios.

Los interruptores automáticos de aire pueden usar aire comprimido para apagar el arco o, alternativamente, los contactos se giran rápidamente hacia una pequeña cámara sellada, y el escape del aire desplazado apaga el arco.

Los disyuntores generalmente pueden terminar toda la corriente muy rápidamente: por lo general, el arco se extingue entre 30 ms y 150 ms después de que se disparó el mecanismo, según la antigüedad y la construcción del dispositivo. El valor máximo de corriente y la energía de paso determinan la calidad de los interruptores automáticos.

Cortocircuito

Los interruptores automáticos se clasifican tanto por la corriente normal que se espera que transporten como por la corriente máxima de cortocircuito que pueden interrumpir de manera segura. Esta última cifra es la capacidad de interrupción de amperios (AIC) del interruptor.

En condiciones de cortocircuito, la corriente de cortocircuito prevista máxima calculada o medida puede ser muchas veces la corriente nominal normal del circuito. Cuando los contactos eléctricos se abren para interrumpir una gran corriente, existe una tendencia a que se forme un arco entre los contactos abiertos, lo que permitiría que la corriente continúe. Esta condición puede crear gases ionizados conductores y metal fundido o vaporizado, lo que puede provocar la continuación del arco o la creación de cortocircuitos adicionales, lo que podría provocar la explosión del interruptor automático y el equipo en el que está instalado. Por lo tanto, los interruptores automáticos deben incorporar varias características para dividir y extinguir el arco.

La corriente máxima de cortocircuito que puede interrumpir un interruptor se determina mediante pruebas. La aplicación de un interruptor en un circuito con una posible corriente de cortocircuito superior a la clasificación de capacidad de interrupción del interruptor puede provocar que el interruptor no interrumpa una falla de manera segura. En el peor de los casos, el interruptor puede interrumpir con éxito la falla, solo para explotar cuando se reinicia.

Los disyuntores típicos del panel doméstico están clasificados para interrumpir6 kA (6000 A) corriente de cortocircuito.

Los disyuntores en miniatura que se usan para proteger los circuitos de control o los electrodomésticos pequeños pueden no tener suficiente capacidad de interrupción para usar en un panel; estos interruptores automáticos se denominan "protectores de circuito complementarios" para distinguirlos de los interruptores automáticos de distribución.

Valores nominales de corriente estándar

Los interruptores automáticos se fabrican en tamaños estándar, usando un sistema de números preferidos para cubrir un rango de valores nominales. Los interruptores automáticos en miniatura tienen un ajuste de disparo fijo; cambiar el valor de la corriente de funcionamiento requiere cambiar todo el interruptor automático. Los interruptores automáticos más grandes pueden tener configuraciones de disparo ajustables, lo que permite aplicar elementos estandarizados pero con una configuración destinada a mejorar la protección. Por ejemplo, un disyuntor con un "tamaño de marco" de 400 amperios podría tener su detección de sobrecorriente configurada para operar a solo 300 amperios, para proteger un cable de alimentación.

Para interruptores automáticos de distribución de baja tensión, las normas internacionales IEC 60898-1 definen la corriente nominal como la corriente máxima que el interruptor está diseñado para transportar continuamente. Los valores preferidos comúnmente disponibles para la corriente nominal son 1 A, 2 A, 4 A, 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A y 125 A. El interruptor automático está etiquetado con la corriente nominal en amperios precedida por una letra, que indica la corriente de disparo instantáneo que hace que el interruptor automático se dispare sin demora de tiempo intencional expresada en múltiplos de la corriente nominal:

Los interruptores automáticos también están clasificados por la corriente de falla máxima que pueden interrumpir; esto permite el uso de dispositivos más económicos en sistemas que probablemente no desarrollen la alta corriente de cortocircuito que se encuentra, por ejemplo, en un gran sistema de distribución de edificios comerciales.

En los Estados Unidos, Underwriters Laboratories (UL) certifica clasificaciones de equipos, denominadas clasificaciones de serie (o "clasificaciones de equipos integrados") para equipos de disyuntores utilizados en edificios. Los disyuntores de potencia y los disyuntores de media y alta tensión utilizados para sistemas de energía eléctrica o industriales están diseñados y probados según las normas ANSI o IEEE en la serie C37. Por ejemplo, el estándar C37.16 enumera los valores nominales de corriente de tamaño de estructura preferidos para interruptores automáticos de potencia en el rango de 600 a 5000 amperios. Los ajustes de corriente de disparo y las características de tiempo-corriente de estos interruptores generalmente son ajustables.

En el caso de los interruptores automáticos de media y alta tensión que se utilizan en aparamenta o subestaciones y estaciones generadoras, generalmente se fabrican relativamente pocos tamaños de estructura estándar. Estos interruptores automáticos generalmente están controlados por sistemas de relés de protección separados, que ofrecen configuraciones ajustables de tiempo y corriente de disparo, además de permitir esquemas de protección más complejos.

Tipos

Se pueden hacer muchas clasificaciones de interruptores automáticos, según sus características, como la clase de voltaje, el tipo de construcción, el tipo de interrupción y las características estructurales.

Baja tensión

Los tipos de bajo voltaje (menos de 1000 V _CA) son comunes en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales e incluyen:

• Disyuntor miniatura (MCB): corriente nominal de hasta 125 A. Las características de disparo normalmente no son ajustables. Funcionamiento térmico o termomagnético. Los interruptores ilustrados arriba están en esta categoría.
• Disyuntor de caja moldeada (MCCB): corriente nominal de hasta 1600 A. Funcionamiento térmico o termomagnético. La corriente de disparo puede ser ajustable en clasificaciones más grandes.
• Los interruptores automáticos de potencia de baja tensión se pueden montar en varios niveles en tableros de distribución de baja tensión o armarios de distribución.

Las características de los interruptores automáticos de baja tensión están dadas por estándares internacionales como IEC 947. Estos interruptores automáticos a menudo se instalan en gabinetes extraíbles que permiten la extracción e intercambio sin desmontar el tablero.

Los disyuntores grandes de caja moldeada y de potencia de bajo voltaje pueden tener operadores de motor eléctrico para que puedan abrirse y cerrarse con control remoto. Estos pueden formar parte de un sistema de interruptor de transferencia automática para energía de reserva.

Los disyuntores de bajo voltaje también se fabrican para aplicaciones de corriente continua (CC), como CC para líneas de metro. La corriente continua requiere disyuntores especiales porque el arco es continuo; a diferencia de un arco de CA, que tiende a apagarse en cada medio ciclo, el disyuntor de corriente continua tiene bobinas de soplado que generan un campo magnético que estira rápidamente el arco. Los interruptores automáticos pequeños se instalan directamente en el equipo o se organizan en un panel de interruptores.

El disyuntor termomagnético en miniatura montado en riel DIN es el estilo más común en las unidades de consumo domésticas modernas y en los tableros de distribución eléctrica comercial en toda Europa. El diseño incluye los siguientes componentes:

1. Palanca del actuador: se utiliza para disparar y restablecer manualmente el interruptor automático. También indica el estado del interruptor automático (encendido o apagado/disparado). La mayoría de los interruptores están diseñados para que aún puedan dispararse incluso si la palanca se mantiene o se bloquea en la posición "encendido". Esto a veces se denomina operación de "viaje libre" o "viaje positivo".
2. Mecanismo actuador: fuerza los contactos para unirlos o separarlos.
3. Contactos: permiten la corriente cuando se tocan y rompen la corriente cuando se separan.
4. Terminales
5. Tira bimetálica: separa los contactos en respuesta a sobrecorrientes más pequeñas y de mayor duración
6. Tornillo de calibración: permite al fabricante ajustar con precisión la corriente de disparo del dispositivo después del montaje.
7. Solenoide: separa los contactos rápidamente en respuesta a altas sobrecorrientes
8. Divisor de arco/extintor

De Estado sólido

Los disyuntores de estado sólido, también conocidos como disyuntores digitales, son una innovación tecnológica que promete una tecnología avanzada de disyuntores desde el nivel mecánico hasta el eléctrico. Esto promete varias ventajas, como cortar el circuito en fracciones de microsegundos, un mejor control de las cargas del circuito y una vida útil más prolongada.

Magnético

Los disyuntores magnéticos utilizan un solenoide (electroimán) cuya fuerza de tracción aumenta con la corriente. Ciertos diseños utilizan fuerzas electromagnéticas además de las del solenoide. Los contactos del disyuntor se mantienen cerrados mediante un pestillo. A medida que la corriente en el solenoide aumenta más allá de la clasificación del interruptor automático, el tirón del solenoide libera el pestillo, lo que permite que los contactos se abran por la acción del resorte. Son los disyuntores más utilizados en los Estados Unidos.

Térmico-magnético

Los disyuntores termomagnéticos, que son del tipo que se encuentra en la mayoría de los tableros de distribución en Europa y países con arreglos de cableado similares, incorporan ambas técnicas con el electroimán respondiendo instantáneamente a grandes picos de corriente (cortocircuitos) y la tira bimetálica respondiendo a menos extremos pero condiciones de sobrecorriente a largo plazo. La parte térmica del disyuntor proporciona una función de respuesta de tiempo, que dispara el disyuntor antes para sobrecorrientes más grandes, pero permite que las sobrecargas más pequeñas persistan durante más tiempo. Esto permite picos de corriente breves, como los que se producen cuando se enciende un motor u otra carga no resistiva. Con sobrecorrientes muy grandes durante un cortocircuito, el elemento magnético dispara el disyuntor sin demora adicional intencional.

Magnético-hidráulico

Un disyuntor magnético-hidráulico utiliza una bobina de solenoide para proporcionar fuerza operativa para abrir los contactos. Los martillos magnético-hidráulicos incorporan una función de retardo de tiempo hidráulico que utiliza un fluido viscoso. Un resorte restringe el núcleo hasta que la corriente excede la clasificación del interruptor. Durante una sobrecarga, la velocidad del movimiento del solenoide está restringida por el fluido. El retardo permite breves sobretensiones de corriente más allá de la corriente de funcionamiento normal para arrancar motores, energizar equipos, etc. Las corrientes de cortocircuito proporcionan suficiente fuerza de solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posición del núcleo, evitando así la función de retardo. La temperatura ambiente afecta el retardo de tiempo pero no afecta la clasificación actual de un interruptor magnético.

Los interruptores automáticos de gran potencia, aplicados en circuitos de más de 1000 voltios, pueden incorporar elementos hidráulicos en el mecanismo de operación del contacto. La energía hidráulica puede ser suministrada por una bomba o almacenada en acumuladores. Estos forman un tipo distinto de los interruptores automáticos llenos de aceite donde el aceite es el medio de extinción del arco.

Disyuntores de disparo comunes (agrupados)

Para proporcionar un corte simultáneo en múltiples circuitos a partir de una falla en cualquiera de ellos, los interruptores automáticos pueden fabricarse como un conjunto agrupado. Este es un requisito muy común para los sistemas trifásicos, donde el corte puede ser de 3 o 4 polos (neutro sólido o conmutado). Algunos fabricantes fabrican kits de agrupación para permitir que grupos de interruptores monofásicos se interconecten según sea necesario.

En los EE. UU., donde los suministros de fase dividida son comunes, en los circuitos derivados con más de un conductor vivo, cada conductor vivo debe estar protegido por un polo interruptor. Para garantizar que todos los conductores vivos se interrumpan cuando se dispara un polo, se debe usar un interruptor de "disparo común". Estos pueden contener dos o tres mecanismos de disparo dentro de una caja, o para interruptores pequeños, pueden unir los polos externamente a través de sus manijas de operación. Los disyuntores de disparo comunes de dos polos son comunes en los sistemas de 120/240 voltios donde las cargas de 240 voltios (incluidos los electrodomésticos principales o los tableros de distribución adicionales) se extienden por los dos cables activos. Los disyuntores de disparo comunes tripolares se utilizan normalmente para suministrar energía eléctrica trifásica a motores grandes o a más tableros de distribución.

Nunca se deben usar interruptores automáticos separados para vivo y neutro, porque si se desconecta el neutro mientras el conductor vivo permanece conectado, surge una condición muy peligrosa: el circuito parece desenergizado (los electrodomésticos no funcionan), pero los cables permanecen vivos y Es posible que algunos dispositivos de corriente residual (RCD) no se disparen si alguien toca el cable vivo (porque algunos RCD necesitan energía para disparar). Esta es la razón por la que solo se deben usar interruptores de disparo comunes cuando se necesita cambiar el cable neutro.

Unidades de disparo en derivación

Una unidad de disparo por derivación parece similar a un interruptor normal y los actuadores móviles están 'agrupados' en un mecanismo de interruptor normal para operar juntos de manera similar, pero el disparo por derivación es un solenoide diseñado para ser operado por una señal externa de voltaje constante. en lugar de una corriente, comúnmente la tensión de red local o CC. Estos se utilizan a menudo para cortar la energía cuando ocurre un evento de alto riesgo, como una alarma de incendio o inundación, u otra condición eléctrica, como la detección de sobretensión. Los disparos en derivación pueden ser un accesorio instalado por el usuario para un interruptor estándar o suministrados como parte integral del interruptor automático.

Voltaje medio

Los interruptores automáticos de voltaje medio clasificados entre 1 y 72 kV pueden ensamblarse en alineaciones de tableros de distribución con gabinete metálico para uso en interiores, o pueden ser componentes individuales instalados al aire libre en una subestación. Los disyuntores de ruptura de aire reemplazaron las unidades llenas de aceite para aplicaciones en interiores, pero ahora están siendo reemplazados por disyuntores de vacío (hasta aproximadamente 40,5 kV). Al igual que los disyuntores de alto voltaje que se describen a continuación, estos también son operados por relés protectores de detección de corriente operados a través de transformadores de corriente. Las características de los interruptores automáticos de media tensión vienen dadas por estándares internacionales como IEC 62271. Los interruptores automáticos de voltaje medio casi siempre usan sensores de corriente y relés de protección separados, en lugar de depender de sensores de sobrecorriente magnéticos o térmicos incorporados.

Los interruptores automáticos de media tensión se pueden clasificar según el medio utilizado para extinguir el arco:

• Disyuntores de vacío: con corriente nominal de hasta 6300 A y superior para aplicaciones de disyuntores de generadores (hasta 16 000 A y 140 kA). Estos interruptores interrumpen la corriente creando y extinguiendo el arco en un recipiente al vacío, también conocido como "botella". Los fuelles de larga duración están diseñados para recorrer los 6–10 mm que deben separarse los contactos. Estos se aplican generalmente para voltajes de hasta aproximadamente 40.500 V, lo que corresponde aproximadamente al rango de voltaje medio de los sistemas de energía. Los interruptores automáticos de vacío tienen una expectativa de vida más larga entre revisiones que otros interruptores automáticos. Además, su potencial de calentamiento global es mucho menor que el del interruptor automático SF _6.
• Disyuntores de aire: corriente nominal de hasta 6300 A y más para disyuntores de generadores. Las características de viaje a menudo son totalmente ajustables, incluidos los umbrales y retrasos de viaje configurables. Por lo general, controlado electrónicamente, aunque algunos modelos están controlados por microprocesador a través de una unidad de disparo electrónica integral. A menudo se utiliza para la distribución de energía principal en grandes plantas industriales, donde los interruptores están dispuestos en gabinetes extraíbles para facilitar el mantenimiento.
• Los interruptores automáticos SF _{6 extinguen el arco en una cámara llena de gas hexafluoruro de azufre.}

Los interruptores automáticos de media tensión se pueden conectar al circuito mediante conexiones atornilladas a barras colectoras o cables, especialmente en patios de distribución al aire libre. Los interruptores automáticos de voltaje medio en alineaciones de tableros de distribución a menudo se construyen con una construcción extraíble, lo que permite la extracción del interruptor sin alterar las conexiones del circuito de alimentación, utilizando un mecanismo operado por motor o de manivela para separar el interruptor de su gabinete.

Alto voltaje

Las redes de transmisión de energía eléctrica están protegidas y controladas por interruptores de alta tensión. La definición de alto voltaje varía, pero en el trabajo de transmisión de energía generalmente se piensa que es de 72,5 kV o más, según una definición reciente de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Los interruptores de alto voltaje casi siempre funcionan con solenoides, con relés protectores de detección de corriente operados a través de transformadores de corriente. En las subestaciones, el esquema de relés de protección puede ser complejo, protegiendo equipos y barras de varios tipos de sobrecarga o falla a tierra.

Los interruptores de alto voltaje se clasifican ampliamente por el medio utilizado para extinguir el arco:

• Aceite a granel
• Aceite mínimo
• Golpe de aire
• Vacío
• SF ₆
• CO2 _{_}

Debido a las preocupaciones ambientales y de costos sobre los derrames de aceite aislante, la mayoría de los interruptores nuevos usan gas SF ₆ para extinguir el arco.

Los interruptores automáticos se pueden clasificar como tanque vivo, donde el gabinete que contiene el mecanismo de corte está al potencial de línea, o tanque muerto con el gabinete al potencial de tierra. Los disyuntores de CA de alto voltaje están disponibles habitualmente con clasificaciones de hasta 765 kV. Siemens lanzó interruptores de 1.200 kV en noviembre de 2011, seguidos por ABB en abril del año siguiente.

Los disyuntores de alto voltaje utilizados en los sistemas de transmisión se pueden configurar para permitir que se dispare un solo polo de una línea trifásica, en lugar de disparar los tres polos; para algunas clases de fallas, esto mejora la estabilidad y disponibilidad del sistema.

Los disyuntores de corriente continua de alto voltaje siguen siendo un campo de investigación a partir de 2015. Dichos disyuntores serían útiles para interconectar los sistemas de transmisión HVDC.

Hexafluoruro de azufre (SF ₆) de alto voltaje

Un disyuntor de hexafluoruro de azufre utiliza contactos rodeados de gas de hexafluoruro de azufre para extinguir el arco. Se utilizan con mayor frecuencia para voltajes de nivel de transmisión y se pueden incorporar en aparamenta compacta aislada con gas. En climas fríos, puede ser necesario un calentamiento adicional o una reducción de la capacidad nominal de los interruptores automáticos debido a la licuefacción del gas SF _6.

Disyuntor de desconexión (DCB)

El disyuntor de desconexión (DCB) se introdujo en 2000 y es un disyuntor _de alto voltaje inspirado en el disyuntor SF6. Presenta una solución técnica donde la función de seccionamiento está integrada en la cámara de ruptura, eliminando la necesidad de seccionadores separados. Esto aumenta la disponibilidad, ya que los contactos principales del seccionador abierto necesitan mantenimiento cada 2 a 6 años, mientras que los interruptores automáticos modernos tienen intervalos de mantenimiento de 15 años. La implementación de una solución DCB también reduce los requisitos de espacio dentro de la subestación y aumenta la confiabilidad debido a la falta de seccionadores separados.

Para reducir aún más el espacio requerido de la subestación, además de simplificar el diseño y la ingeniería de la subestación, se puede integrar un sensor de corriente de fibra óptica (FOCS) con el DCB. Un DCB de 420 kV con FOCS integrado puede reducir el espacio físico de una subestación en más del 50 % en comparación con una solución convencional de interruptores de tanque vivo con seccionadores y transformadores de corriente, debido a la reducción de material y sin medio de aislamiento adicional.

Dióxido de carbono (CO ₂) de alto voltaje

En 2012, ABB presentó un disyuntor de alta tensión de 75 kV que utiliza dióxido de carbono como medio para extinguir el arco. El disyuntor de dióxido de carbono funciona según los mismos principios que un disyuntor SF ₆ y también puede fabricarse como un disyuntor de desconexión. Cambiando de SF ₆ a CO ₂, es posible reducir las emisiones de CO ₂ en 10 toneladas durante el ciclo de vida del producto.

Disyuntores "inteligentes"

Varias empresas han considerado agregar monitoreo para electrodomésticos a través de la electrónica o usar un disyuntor digital para monitorear los disyuntores de forma remota. Las empresas de servicios públicos en los Estados Unidos han estado revisando el uso de la tecnología para encender y apagar los electrodomésticos, así como para apagar potencialmente la carga de automóviles eléctricos durante los períodos de alta carga de la red eléctrica. Estos dispositivos bajo investigación y prueba tendrían capacidad inalámbrica para monitorear el uso eléctrico en una casa a través de una aplicación de teléfono inteligente u otros medios.

Otros interruptores

Los siguientes tipos se describen en artículos separados.

• Interruptores para protecciones contra fallas a tierra demasiado pequeños para disparar un dispositivo de sobrecorriente:
  • Dispositivo de corriente residual (RCD) o disyuntor de corriente residual (RCCB): detecta el desequilibrio de corriente, pero no proporciona protección contra sobrecorriente. En los Estados Unidos y Canadá, estos se denominan interruptores de circuito por falla a tierra (GFCI).
  • Disyuntor de corriente residual con protección contra sobrecorriente (RCBO): combina las funciones de un RCD y un MCB en un solo paquete. En los Estados Unidos y Canadá, estos se denominan disyuntores GFCI.
  • Disyuntor de fuga a tierra (ELCB): detecta la corriente en el cable a tierra directamente en lugar de detectar el desequilibrio. Ya no se ven en instalaciones nuevas, ya que no pueden detectar ninguna condición peligrosa en la que la corriente regrese a la tierra por otra ruta, como una persona en el suelo o una tubería. (también llamado VOELCB en el Reino Unido).
• Reconectador: un tipo de disyuntor que se cierra automáticamente después de un retraso. Se utilizan en los sistemas aéreos de distribución de energía eléctrica para evitar que las fallas de corta duración provoquen cortes continuos.
• Polyswitch (polyfuse) — Un dispositivo pequeño comúnmente descrito como un fusible de restablecimiento automático en lugar de un disyuntor.