Els aparells de commutació d'alta-tensió són un dispositiu crucial en els sistemes d'alimentació que s'utilitzen per connectar, desconnectar i canviar circuits d'alta-tensió. Les seves funcions inclouen la commutació de càrrega en condicions de funcionament normals i l'aïllament d'errors en condicions de funcionament anormals, el que el converteix en un dels equips bàsics que garanteixen el funcionament segur, estable i econòmic de la xarxa elèctrica. Aquest tipus d'equip funciona normalment a 3 kV CA i superiors o 1,5 kV CC i superior, i s'utilitza àmpliament en la generació d'energia, transmissió, transformació, control de consum, distribució industrial i tasques crítiques. flux d'energia elèctrica, limitant l'abast de les avaries i protegint els equips de potència.
Des del punt de vista del principi de funcionament, els aparells de commutació d'alta tensió-depenen de la tecnologia d'extinció d'arc-i mitjans aïllants per aconseguir una commutació de circuits fiable. En condicions de funcionament normals, els interruptors de circuit, els interruptors de càrrega i altres equips poden connectar o desconnectar el corrent de càrrega segons les instruccions d'enviament. Quan es produeix un curtcircuit, una sobrecàrrega o una altra fallada al sistema, el dispositiu de protecció activa el disjuntor per desconnectar ràpidament el corrent de falla, evitant que l'accident s'escampi i danys l'equip. El disseny de la cambra d'extinció de l'arc-i la selecció del medi aïllant (com ara el buit, el gas hexafluorur de sofre, el baix-oli o l'aire) afecten directament la capacitat de trencament i la vida útil de l'equip. Les càmeres d'extinció d'arc-de buit s'utilitzen àmpliament en la distribució d'energia a causa de la seva ràpida velocitat d'extinció d'arc-, el baix manteniment i el respecte al medi ambient. Els interruptors de circuit d'hexafluorur de sofre (SF₆), d'altra banda, s'utilitzen habitualment en sistemes de transmissió d'alta-tensió i ultra-alta-tensió a causa del seu excel·lent aïllament i rendiment d'extinció d'arc-.
Estructuralment, els aparells de commutació d'alta -tensió solen estar formats per elements de ruptura, components d'aïllament de suport, mecanismes de funcionament, sistemes de control i una carcassa. Els elements de ruptura són el nucli de la commutació de circuits, inclòs el sistema de contactes i la cambra d'extinció d'arc-; l'aïllament de suport garanteix l'aïllament elèctric entre els components actius i connectats a terra i suporta la tensió de funcionament més alta del sistema i la sobretensió atmosfèrica; el mecanisme d'accionament proporciona l'energia mecànica necessària per obrir i tancar, i es pot classificar en mecanismes d'accionament de molla, hidràulics, pneumàtics i electromagnètics segons el mètode de control. La seva fiabilitat operativa afecta directament la velocitat de resposta de l'equip i el rendiment de seguretat; el sistema de control integra funcions de protecció de relés i monitorització del senyal, realitzant obertura i tancament automàtic, alarmes d'error i visualitzacions d'estat. Alguns equips intel·ligents també poden comunicar-se amb sistemes d'automatització de subestacions, donant suport al control remot i al manteniment basat en-condició.
Segons la funció i l'aplicació, els aparells d'alta{0}}tensió inclouen principalment interruptors de circuit, seccionadors, interruptors de càrrega, interruptors de connexió a terra i aparells elèctrics combinats. Els interruptors de circuit posseeixen capacitats completes d'extinció d'arc-que interrompen tant el corrent de càrrega com el corrent de curt-circuit. Els interruptors de desconnexió s'utilitzen principalment per a l'aïllament elèctric, creant un punt de desconnexió clar per garantir la seguretat del manteniment; tanmateix, ells mateixos no tenen capacitat d'extinció d'arc-i només s'han de fer funcionar després que s'hagi obert l'interruptor. Els interruptors de càrrega poden connectar i desconnectar circuits dins d'un rang de càrrega especificat i sovint s'utilitzen juntament amb fusibles per tallar el corrent de curt-circuit. Els interruptors de connexió a terra s'utilitzen per posar a terra el circuit, alliberant la càrrega residual i proporcionant protecció de manteniment. L'aparell de commutació combinat (GIS/HGIS) integra múltiples elements de commutació en una carcassa segellada plena de gas SF₆, oferint avantatges com una estructura compacta, una petita empremta i una forta resistència a la contaminació, el que el fa especialment adequat per a subestacions urbanes i entorns especials com ara altituds elevades i zones molt contaminades.
El rendiment dels aparells de commutació d'alta -tensió s'avalua principalment en funció de la tensió nominal, el corrent nominal, el corrent de ruptura de curt-circuit nominal, el corrent de resistència a curt-temps i les característiques de funcionament. Aquests paràmetres determinen l'aplicabilitat i la fiabilitat de l'equip en diferents condicions de funcionament i imposen requisits estrictes en el seu disseny, fabricació i proves. Amb l'ampliació de l'escala de la xarxa elèctrica i la millora del seu nivell d'intel·ligència, els aparells de commutació d'alta-tensió s'estan desenvolupant cap a una major fiabilitat, funcionament-sense manteniment, intel·ligència i respecte al medi ambient. Això inclou l'adopció de gasos alternatius respectuosos amb el medi ambient, la integració de funcions de supervisió en línia i de diagnòstic d'avaries i l'optimització del disseny modular per millorar l'eficiència de la instal·lació i el manteniment.
En resum, els aparells d'alta -tensió són un equip de control i protecció indispensable en el sistema elèctric. El seu nivell tècnic i estat de funcionament afecten directament la seguretat de la xarxa elèctrica i la qualitat del subministrament elèctric. Mitjançant la innovació contínua de materials, l'optimització estructural i les actualitzacions intel·ligents, aquest tipus d'equips tindran un paper encara més important en la construcció d'una xarxa elèctrica robusta i intel·ligent i per assolir els objectius de "doble-carboni".