Sistema de Acionamento

A função primária do sistema de acionamento é a de abrir e/ou fechar os contatos principais do disjuntor. Cabe comentar que esse sistema é de vital importância, uma vez que a maioria dos disjuntores após ser colocado em operação permanece fechado por longos períodos de tempo. Logo, quando for solicitado a abrir deve ser capaz de fazê-lo de forma confiável e sem atraso de tempo extra para essa operação. Existem diferentes tipos de sistemas de acionamento. Contudo, todos eles possuem em comum o fato de armazenar energia potencial em algum meio elástico para esse fim, o qual é carregado por uma fonte de energia de baixa potência [45].

Os acionamentos podem ser mono ou tripolares, ou seja, cada pólo do disjuntor pode receber comandos de abertura ou fechamento independentemente dos outros pólos e essa é uma demanda originada pela necessidade, em alguns SEPs de religamento monopolar. Já para o caso tripolar, apenas um comando é gerado e transmitido a todos os pólos simultaneamente, uma vez que existe apenas um sistema de acionamento para todos eles [43].

Os principais tipos de acionamento são: acionamento por solenóide, acionamento à mola, acionamento a ar comprimido e acionamento hidráulico.

Acionamento por solenóide

Uma bobina solenóide é utilizada para acionar os contatos na operação de fechamento e também para carregar a mola de abertura1_{. Este tipo de acionamento não é muito comum pois}

a capacidade de armazenamento de energia é limitada [43]. A Figura 3.3 ilustra esse tipo de acionamento.

Figura 3.3: Exemplo de acionamento por solenóide. Fonte: [43]

Para a qual: 1-Solenóide para fechamento; 2-Armadura; 3-Eixo de acionamento; 4-Mecanismo de destravamento de abertura; 5-Mola de abertura; 6-Bobina de trava do disparador; 7-Indicador de Posições; 8-Haste para acionamento manual e 9-Chave auxiliar.

Acionamento à mola

Neste tipo de acionamento a energia utilizada para o fechamento é acumulada em uma mola, helicoidal ou espiral, que pode ser carregada manualmente, com o uso de uma manivela, ou através de um motor elétrico. Este tipo de acionamento é corriqueiro em disjuntores de média (13,8 kV) à alta tensão (138 kV) independente do meio de extinção aplicado [43].

Quando o comando de fechamento é enviado ao disjuntor, a mola de fechamento, que armaze- nou a energia necessária a essa operação, é liberada, através da retirada de uma trava mecânica,

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Elemento responsável pelo armazenamento de energia a ser utilizada na operação de abertura do disjuntor. A fonte de energia utilizada para seu carregamento provém da operação de fechamento.

fechando-o. Nesse processo uma outra mola, responsável pela ação de abertura é carregada, ou seja, armazena energia para realizar essa operação2_{, conforme a Figura 3.4.}

Esse mecanismo é tido como de funcionamento simples, sendo desprovido de qualquer forma de supervisão de sua integridade. Essa característica é adequada para sistemas de média tensão, contudo para sistemas de alta (acima de 138 kV) e extra-alta (750kV) tensão este tipo de aci- onamento é preterido, sendo os acionamentos a ar comprimido e eletro-hidráulico preferenciais [43]. A Figura 3.5 ilustra esse tipo de acionamento.

(a) Mola de fechamento carregada e travada e Mola de abertura descarregada

(b) Mola de fechamento descarregada e Mola de abertura carregada e travada

(c) Mola de fechamento carregada e travada e Mola de abertura carregada e travada

Figura 3.4: Funcionamento esquemático de carga das molas de fechamento e abertura. Fonte: [43]

Para a qual: 1-Bloco de carga da mola; 2-Lingueta de travamento; 3-Rolete; 4-Eixo de carga da mola; 5-Catraca; 6-Mola de fechamento; 7-Mola de abertura; 8-Eixo de manobra; 9-Rolete; 10-Lingueta da alavanca de disparo; 11-Rolete; 12-Alavanca de disparo e 13-Excêntrico.

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Esse comportamento diametralmente oposto referente ao armazenamento de energia entre elementos respon- sáveis pelas ações de abertura e fechamento é comum a todos os disjuntores.

Figura 3.5: Exemplo de acionamento à mola. Fonte: [43]

Para a qual: 1-Caixa do mecanismo de operação; 2-Mola de fechamento; 3-Mola de abertura; 4-Bloco de comando; 5-Trava de ligação; 6-Eixo de carga da mola; 7-Bloco de carga da mola; 8-Eixo de manobra; 9-Acionamento motorizado; 10-Alavanca de disparo; 11-Indicador de mola “Carregada”; 12-Indicador “Ligado/Desligado” e 13-Chave de contatos auxiliares.

Acionamento a ar comprimido

Para este tipo de acionamento a energia utilizada para realizar a operação de abertura ou fechamento é armazenada em recipientes de ar comprimido e liberada através de disparadores que atuam sobre válvulas que, por fim, acionam os mecanismos dos contatos. Este tipo de acionamento é aplicado para disjuntores de média à extra-alta tensão, independente do meio extintor envolvido [43]. A Figura 3.6 ilustra esse tipo de acionamento.

Figura 3.6: Exemplo de acionamento a ar comprimido. Fonte: [43]

Para o qual: 1-Recipiente de ar comprimido; 2-Êmbolo de acionamento; 3-Bloco de controle; 3.1-Válvula principal; 3.2-Cilindro; 3.3-Válvula solenóide - “Liga”; 3.4-Válvula solenóide - “Des- liga”; 3.5-Válvula solenóide - “Desliga”; 3.6-Acionamento da chave auxiliar e indicador de posição; 3.7- Chave auxiliar; 4-Coluna de isoladores; 4.1-Haste principal de acionamento; 5-Chave de pres- são; 6-Armário de controle; 6.1-Chave manual “Liga-Desliga”; 6.2-Chave manual “Local-Remoto”; 6.3-Conjunto de válvulas de alta pressão; 6.4-Linha de suprimento de ar; 6.5-Válvula de bloqueio; 6.6-Registro manual; 6.7-Parafuso de drenagem; 6.8-Filtro de ar.

Acionamento hidráulico

Neste tipo de acionamento a energia para as ações de abertura e fechamento é armazenada em um cilindro com um êmbolo estanque. O qual contém de um lado óleo ligado aos circuitos de alta e baixa pressão através de uma bomba hidráulica. Do outro lado existe um volume reservado a uma quantidade prefixada de N2. A bomba hidráulica comprime o óleo e, consequentemente, o N2,

até que seja atingida a pressão de trabalho. Através de disparadores de abertura ou fechamento são acionadas válvulas de comando que ligam o circuito de óleo com o êmbolo principal de acionamento. A Figura 3.7 ilustra esse tipo de acionamento.

Figura 3.7: Exemplo de acionamento hidráulico. Fonte: [43]

Para a qual: 1-Acumulador hidráulico; 2-Reservatório; 3-Solenóide de abertura; 4-Solenóide de fechamento; 5-Êmbolo diferencial; 6-Haste principal de acionamento.

Por fim, é adequado mencionar que este tipo de acionamento armazena grandes quantidades de energia, aliada a relativa dimensão reduzida, sendo essa sua característica notável [43].