O seccionador do pára-raios

O seccionador

Um seccionador de pára-raios como visto na Figura 1 é um dispositivo conectado em série com um pára-raios que separa o fio terra da parte inferior do pára-raios se o pára-raios estiver sobrecarregado e falhar. Também é conhecido como seccionador de fio terra (GLD) ou isolador.

O GLD só funciona se a corrente de falha de frequência de energia fluir através do dispositivo durante uma falha. Não funcionará a partir de corrente de surto.

Base de Operação
Projetos comumente usados ​​disponíveis hoje incluem um elemento de aquecimento, um elemento de desvio de estado estacionário e um elemento de separação. Eletricamente ele é representado pela Figura 2. Existem diversas variações desse projeto, mas todas funcionam fundamentalmente da mesma maneira. Durante a operação em regime permanente, a corrente de fuga do pára-raios é conduzida ao redor do elemento de aquecimento e do elemento de separação. O elemento de separação é geralmente um pequeno dispositivo explosivo que é ativado pelo calor. Durante os surtos de raios, o calor gerado no seccionador não é suficiente para inflamar o elemento de separação. O elemento de separação é projetado de tal forma que só funciona quando a corrente de falha flui através do dispositivo.

Nota: O seccionador de pára-raios padrão não é um dispositivo de interrupção. Ele pode interromper a corrente de falha durante a operação, mas somente sob condições ideais, como baixas correntes de falha. Como o seccionador não interrompe a corrente de falha, um dispositivo de sobrecorrente será necessário para operar quando um pára-raios estiver sobrecarregado e falhar.

Condições do sistema relevantes para o uso adequado de um seccionador

Conforme indicado na última seção, o GLD só é ativado a partir da corrente de falha da frequência de alimentação. Devido a este requisito de operação, sistemas não aterrados e sistemas aterrados por impedância podem não operar um GLD se o pára-raios falhar. Alguns projetos de seccionadores têm sensibilidade na faixa de corrente de falha de 1 amp, mas a maioria não.

Curva de tempo atual

Cada seccionador tem uma curva característica de corrente de tempo representada graficamente ou tabular como mostrado na Figura 3. Como dito anteriormente, como o seccionador não é um dispositivo de interrupção ou eliminação de faltas, a única curva que pode ser exibida corretamente é uma curva de iniciação de desconexão. A iniciação da desconexão é definida como o primeiro sinal de tensão de arco externo através do dispositivo durante sua operação de desconexão.

Coordenação com dispositivos de sobrecorrente
Se um dispositivo de sobrecorrente estiver a montante de um pára-raios com um seccionador, é possível que a sobrecorrente seja mais rápida do que a capacidade de ignição do seccionador. Portanto, é prudente que o usuário de um pára-raios com um seccionador coordene a curva de desconexão inicial do seccionador com a curva de fusão mínima do dispositivo de sobrecorrente. Pode-se geralmente supor que, se o dispositivo de sobrecorrente for mais lento do que uma curva típica de link de fusível de 20K, então a coordenação com o seccionador é alcançada.

Aspectos de segurança do seccionador

Os seccionadores são geralmente instalados na extremidade aterrada do pára-raios, conforme mostrado na Figura 4. Nesta configuração, a parte inferior do pára-raios fica energizada no potencial da linha após o seccionador se separar e o pára-raios falhar. Esta distribuição de tensão é bastante diferente de sua distribuição de tensão mais comum em regime permanente. É importante que os usuários de pára-raios deste tipo de pára-raios estejam cientes de que o potencial de linha completo pode existir na parte inferior do pára-raios onde ele está normalmente próximo ao potencial de terra. Por esta razão, a parte inferior do pára-raios deve sempre ser tratada como se pudesse estar no potencial de linha.

Outro aspecto de segurança dos seccionadores a considerar é que quando o pó ativador é aquecido até sua temperatura de ativação, ele separará o seccionador com força e velocidade consideráveis. Isso pode causar a expulsão de pequenos fragmentos e faíscas. Como dito acima, uma vez que o GLD não é um dispositivo de interrupção, um arco de frequência de energia resultante pode ser sustentado por vários ciclos. Este arco também é capaz de derreter peças de metal e plástico que podem cair no chão.

A terceira questão de segurança a considerar com seccionadores é que o dispositivo é ativado por calor e não deve ser aquecido em um forno acima de 150C, pois pode ativar o dispositivo.

Deve-se notar que causar um impacto em um seccionador não ativa o pó, pois ele é ativado apenas pelo calor. No entanto, deve-se tomar cuidado se a energia negra for impactada diretamente e o calor for gerado, pois pode inflamar.

Considerações sobre o suporte de isolamento
A partir da Figura 4, pode-se supor que uma vez que o seccionador tenha sido desconectado, o potencial de linha para terra é então tensionado através do suporte isolante. Este estresse pode levar ao rastreamento sobre o suporte isolante para a terra se a unidade desconectada permanecer energizada por longos períodos de tempo. As características de resistência elétrica e ambiental de longo prazo do suporte isolante precisarão ser aumentadas se o pára-raios permanecer energizado por mais de um ano.

Considerações de instalação e gerenciamento de leads
É importante observar que quando o seccionador opera e desconecta a extremidade terra do pára-raios, o cabo conectado deve ter comprimento adequado para permitir que ele crie um espaço entre a parte inferior do pára-raios e a metade desconectada do dispositivo. A flexibilidade do eletrodo também precisa ser considerada para garantir que o dispositivo possa criar a lacuna acima mencionada. Normalmente, o barramento causará um problema de desconexão e o cabo flexível comum é adequado. Condutores sólidos ou trançados com diâmetros de até 1 cm geralmente são facilmente desconectados do pára-raios em dispositivos típicos. Quando os pára-raios são montados em um braço cruzado paralelo um ao outro, é importante que o pára-raios no meio não tenha seu fio terra preso no lugar pelas duas unidades externas. Isso pode levar a uma interrupção sustentada, mesmo que o seccionador tenha sido ativado e tente isolar o pára-raios.

Transporte e Descarte
Devido ao fato de os seccionadores de pára-raios conterem um elemento de acionamento que é capaz de explodir e separar o fio terra quando exposto ao calor da corrente de falta à terra, ele também é capaz de operar da mesma forma em caso de incêndio. Portanto, a eliminação não deve incluir a incineração.

De acordo com os regulamentos do Modelo da ONU de materiais perigosos, o GLD deve se enquadrar em um material explosivo de classe 1. No entanto, com testes apropriados ou modificação no GLD, ele pode ser reclassificado para uma classificação diferente. Se o GLD for fabricado de tal forma que não criará um projétil se for atingido por um incêndio durante o transporte, ele pode ser classificado como mercadoria não perigosa e o transporte não é um problema. Consulte um artigo apresentado na Conferência Mundial do INMR de 2007 intitulado Emerging Transportation Issue with Distribution Arresers para obter mais informações sobre a questão do transporte.

Isso levanta a questão de como transportar com segurança todos os pára-raios em caminhões. Sugere-se que o pára-raios seja transportado em uma câmara fechada de metal normalmente encontrada em caminhões utilitários. Se isso não for possível, conecte a extremidade GLD do pára-raios a algo substancial ou à sua própria extremidade de alta tensão.

Uso de seccionadores em pára-raios de linha de transmissão
Este seccionador tem a mesma função de um seccionador de distribuição, mas deve suportar diferentes tensões sem operação. É importante observar que qualquer seccionador usado nesta aplicação deve ter testes de TLD mais atuais como parte de seu processo de certificação.

O futuro seccionador
Possibilidades futuras para seccionadores
1. Interruptor Seccionador: Este dispositivo não existe no momento, mas deve ser seriamente considerado pelos fabricantes de pára-raios. Isso poderia eliminar uma intermitência no sistema de energia no caso de um pára-raios sobrecarregado e com falha.
2. Seccionador de Subestação: Este é um dispositivo que pode ser montado em dispositivos de alta tensão que podem ser usados ​​para desconectar este tipo de pára-raios como faz para pára-raios de distribuição.

3. Seccionadores muito visíveis: Muitas vezes, o pessoal da linha observa um pára-raios com falha porque o seccionador do pára-raios no modo desconectado não é óbvio. Algum tipo de bandeira ondulante deve ser adicionado aos projetos de seccionadores.

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