Gli interruttori automatici ad alta- tensione svolgono due ruoli principali nei sistemi di alimentazione: controllo e protezione. In primo luogo, controllano il funzionamento delle apparecchiature o delle linee elettriche inserendole o mettendole fuori servizio secondo necessità. In secondo luogo, proteggono dai guasti alle apparecchiature o alle linee scollegando rapidamente la sezione difettosa dal sistema di alimentazione tramite dispositivi di protezione a relè, garantendo il normale funzionamento delle sezioni non interessate.
Esistono molti tipi di interruttori automatici ad alta-tensione, ma strutturalmente sono tutti costituiti da cinque parti fondamentali: un elemento di interruzione, un isolamento di supporto, elementi di trasmissione, una base e un meccanismo operativo. L'elemento di rottura è il componente principale, responsabile del controllo e della protezione. Gli altri componenti sono progettati per funzionare insieme all'elemento di interruzione per svolgere queste attività.
Gli interruttori automatici possono essere classificati nelle seguenti tipologie in base al mezzo estinguente-utilizzato:
Interruttori automatici a olio: gli interruttori automatici che utilizzano l'olio del trasformatore come mezzo di estinzione dell'arco- sono chiamati interruttori automatici a olio. Se l'olio nell'interruttore funge anche da isolamento dopo l'interruzione e da mezzo isolante tra le parti sotto tensione e l'involucro messo a terra, si parla di interruttore automatico multi-olio. Se l'olio viene utilizzato solo come mezzo di estinzione dell'arco-e come mezzo di isolamento dopo la rottura del contatto, mentre il mezzo di isolamento tra le parti sotto tensione e la terra è porcellana o altro mezzo, si parla di interruttore automatico a basso-olio. Vengono utilizzati principalmente nelle reti elettriche con vari livelli di tensione dove non sono richiesti funzionamento frequente e interruzioni ad alta-velocità.
Interruttori automatici con esafluoruro di zolfo (SF6): gli interruttori automatici che utilizzano il gas SF6, che ha eccellenti proprietà di estinzione e isolamento dell'arco-poiché il mezzo di estinzione dell'arco- sono chiamati interruttori automatici SF6. Sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione. Sono adatti per applicazioni che richiedono funzionamento frequente e frenatura ad alta-velocità. Nel mio paese gli interruttori automatici in SF6 sono consigliati per tensioni comprese tra 7,2 e 40,5 kV, soprattutto per tensioni superiori a 126 kV, dove vengono utilizzati quasi tutti gli interruttori automatici in SF6. Tuttavia, non sono adatti alle aree ad alta-altitudine.
Interruttori automatici sotto vuoto: gli interruttori automatici che utilizzano l'elevata rigidità dielettrica del vuoto per estinguere gli archi sono chiamati interruttori automatici sotto vuoto. Ora sono ampiamente utilizzati nelle reti di alimentazione (distribuzione) con livelli di tensione di 7,2–40,5 kV, principalmente per applicazioni che richiedono funzionamento frequente e interruzioni ad alta-velocità. Tuttavia, se utilizzato in aree costiere, è necessario prestare attenzione a prevenire la formazione di condensa, poiché ciò ridurrà la capacità di estinzione dell'arco-della camera di estinzione dell'arco-dell'interruttore automatico.
I tre tipi di interruttori automatici sopra menzionati vengono utilizzati principalmente nei sistemi di alimentazione, mentre alcuni tipi più vecchi, come gli interruttori automatici aperti, sono stati gradualmente eliminati.
Sezionatori: i sezionatori ad alta-tensione vengono utilizzati principalmente per isolare gli alimentatori ad alta-tensione per garantire una manutenzione sicura. Pertanto, la loro caratteristica strutturale è uno spazio di disconnessione chiaramente visibile dopo la disconnessione. Altra caratteristica strutturale è la mancanza di un dispositivo spegniarco dedicato-pertanto non possono funzionare sotto carico. Tuttavia, consentono la commutazione di alcune piccole correnti, come trasformatori senza carico con una corrente di eccitazione non superiore a 2 A, linee scariche con una corrente del condensatore di carica non superiore a 5 A e circuiti di trasformatori di tensione. I sezionatori per interni utilizzati nei quadri comprendono principalmente la serie GN19, la serie GN6 e la serie GN9. Un sezionatore è costituito principalmente da una parte conduttiva, una parte isolante, una parte di trasmissione e una base.
Interruttori di carico ad alta- tensione: gli usi degli interruttori di carico corrispondono alle loro caratteristiche strutturali. Strutturalmente, gli interruttori di carico sono principalmente di due tipi: uno è montato indipendentemente su una parete o su un telaio, simile nella struttura a un sezionatore; l'altro è installato in un quadro ad alta-tensione, soprattutto quando si utilizza il vuoto o il gas SF6, ed è più vicino a un interruttore automatico. Gli usi degli interruttori di carico combinano i vantaggi di entrambi i tipi.
Quando è in posizione aperta, un interruttore di carico, come un sezionatore, ha un punto di disconnessione chiaro, fornendo così l'isolamento elettrico. Fornisce le condizioni necessarie per interruzioni di corrente affidabili di -apparecchiature o linee diseccitate.
Gli interruttori di carico sono dotati di semplici dispositivi di estinzione dell'arco-che consentono loro di commutare le correnti di carico entro l'intervallo di corrente nominale. Possono essere utilizzati per commutare trasformatori e banchi di condensatori di una certa capacità e linee di distribuzione di una certa capacità. In alcune officine, il trasformatore si trova lontano dall'interruttore automatico nella sala di distribuzione dell'alta-tensione. Durante un'interruzione di corrente, il punto di disconnessione evidente non è visibile nella sala del trasformatore. Pertanto, sulla parete della sala del trasformatore viene spesso installato un interruttore di carico ad alta-tensione. Ciò consente un funzionamento conveniente della corrente a vuoto del trasformatore-e fornisce un chiaro punto di disconnessione, garantendo interruzioni di corrente sicure e affidabili.
Gli interruttori di carico dotati di fusibili ad alta-tensione possono essere utilizzati come interruttori automatici con potere di interruzione limitato. In questo caso, l'interruttore del carico stesso viene utilizzato per commutare la corrente di carico in condizioni normali, mentre il fusibile ad alta-tensione viene utilizzato per interrompere la corrente di guasto di cortocircuito-. Tuttavia, questi interruttori di carico sono per lo più del tipo a vuoto-o a esafluoruro di zolfo- e l'intera unità principale dell'anello è relativamente piccola, in grado di supportare trasformatori con una capacità massima di 1250 kVA.