Publicado por Ibon Rivas, Director Técnico

Las instalaciones de almacenamiento de energía cada vez están ganando más peso en redes eléctricas e instalaciones de generación. Bien sea en combinación con fuentes renovables o bien para soportar los elevados picos de carga de consumidores como vehículos eléctricos. Las necesidades de aumentar la capacidad de almacenamiento usando el mínimo de material conductor para su distribución llevan a un incremento progresivo de las tensiones de almacenamiento encontrándose ya de forma habitual sistemas de baterías con tensiones entre los 600 y 1000V.

La energía de las baterías debe ser, en caso de fallo en la instalación, separada de forma segura para evitar que esta energía fluya a un posible punto de fallo dañando la instalación.

Los fusibles proporcionan una protección efectiva ante el cortocircuito actuando en el orden de pocos milisegundos. Para una protección eficaz y, cuando son posibles tiempos de reacción más largos en caso de uso incorrecto, se usan contactores de continua, siendo los tiempos de reacción  del orden de 20-50ms. Los contactores ofrecen una protección segura a través de la separación galvánica, permiten además una desconexión remota y rearmable. Su nivel de aislamiento protege instalación y baterías. De forma habitual en estos sistemas están presentes cargadores de baterías, inversores o electrónica conmutada, cuyas zonas de trabajo habitual vemos en la zona “Inverter”. Los distintos tipos de protecciones que nos protegen ante el fallo quedan representados con los gráficos de los contactores y fusibles.

En caso de emergencia o de fallo se debe garantizar una apertura segura tanto en procesos de carga como de descarga, el contactor debe ser bidireccional. Con tensiones elevadas, en aperturas en carga se produce arco eléctrico. Este arco mantiene el circuito cerrado y desgasta los contactos de forma severa.

Existen varias tecnologías para eliminar el arco eléctrico. El encapsulado de los contactos en una cámara de gas inerte permite reducir el tamaño y el peso de los contactores evitando la formación de arco al no ionizarse el gas al abrirse los contactos en tensión. El peaje a pagar es que la corriente, en caso de sobrecarga, genera, debido a la resistencia de los contactos, un sobrecalentamiento, que hace aumentar la presión del gas; esta sobrepresión puede acabar en caso extremo en una explosión.

La apertura en aire (a presión ambiental) evita estas sobrepresiones. Se necesitan imanes para sacar el arco eléctrico de los contactos pudiendo, así, abrir el circuito de forma segura y extinguiendo el arco.

Distintos aspectos sobre la seguridad en los contactores DC

En los próximos posts desarrollaremos:

•        Conmutación en aire. Se evita el riesgo de explosión
•        Contactos auxiliares espejo. “Mirror contacts”
•        Resistencia ante cortocircuito. El contactor sobrevivirá al cortocircuito

Se destacarán también beneficios adicionales que podemos ofrecerles en KOLBI con la familia de contactores de SCHALTBAU:

•        Bajo consumo
•        Alta corriente de conexión
•        Corriente de desconexión con cargas inductivas
•        Amplía gama desde 150 hasta 2000A, desde 60 hasta 4800V

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