BR112023003976B1

BR112023003976B1 - Conjunto de chaves, e, interruptor a vácuo para controlar o fluxo de energia em uma linha de energia

Info

Publication number: BR112023003976B1
Application number: BR112023003976-2A
Authority: BR
Inventors: Alejandro Montenegro
Original assignee: S&C Electric Company
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2024-01-23
Also published as: CO2023002931A2; MX2023002611A; CA3196919C; US20220108855A1; WO2022072572A1; AU2021352409B2; BR112023003976A2; EP4222768A1; AU2021352409A1; CA3196919A1; US11508539B2

Abstract

conjunto de chaves, e, interruptor a vácuo para controlar o fluxo de energia em uma linha de energia. um conjunto de chaves incluindo uma chave e um elemento de alta impedância usado para fins de coleta de energia que estão conectados a uma linha de energia e componentes eletrônicos de montagem. o elemento de alta impedância tem impedância mais alta do que a chave, de modo que a corrente flui através da chave da linha de energia quando a chave está fechada e através do elemento de alta impedância da linha de energia quando a chave está aberta. o conjunto de chaves também inclui um dispositivo de detecção de corrente, tal como um resistor de detecção de corrente, acoplado eletricamente em série com o elemento de alta impedância e os componentes eletrônicos. ao medir o fluxo de corrente usando o dispositivo sensor de corrente, é possível inferir a tensão no elemento de alta impedância, pois sua impedância é conhecida. esta tensão pode ser usada para prover ponto na onda de fechamento da chave e para determinar a magnitude da tensão da linha.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido Provisório dos Estados Unidos N° 63/086.222, depositado em 1 de outubro de 2020, cuja descrição é aqui expressamente incorporada por referência para todos os fins.

FUNDAMENTOS Campo

[002] A presente descrição se refere, no geral, a um conjunto de chaves incluindo um elemento de alta impedância que é usado para fins de coleta de energia e um resistor de detecção de corrente para medir o fluxo de corrente através do conjunto de chaves.

Discussão da Técnica Relacionada

[003] Uma rede de distribuição de energia elétrica, muitas vezes referida como uma rede elétrica, normalmente inclui uma série de usinas de geração de energia, cada uma com uma série de geradores de energia, como turbinas a gás, reatores nucleares, geradores a carvão, barragens hidroelétricas, etc. As usinas proveem energia em uma variedade de médias tensões que são então intensificadas por transformadores para um sinal CA de alta tensão a ser conectado a linhas de transmissão de alta tensão que fornecem energia elétrica a uma série de subestações normalmente localizadas dentro de uma comunidade, em que a tensão é reduzida para uma tensão média para distribuição. As subestações proveem energia de média tensão para vários alimentadores trifásicos que incluem três linhas de alimentadores monofásicos que transportam a mesma corrente, mas estão separados em fase de 120°. Várias linhas laterais trifásicas e monofásicas são derivadas do alimentador que proveem a média tensão para vários transformadores de distribuição, em que a tensão é reduzida para uma baixa tensão e é provida a várias cargas, tais como residências, estabelecimentos comerciais, etc.

[004] As redes de distribuição de energia do tipo mencionado acima normalmente incluem vários dispositivos de comutação, disjuntores, religadores, interruptores, etc. que controlam o fluxo de energia em toda a rede. Um interruptor a vácuo é uma chave que tem aplicação específica para muitos desses tipos de dispositivos. Um interruptor a vácuo emprega contatos opostos, um fixo e outro móvel, posicionados dentro de um recinto a vácuo. Quando o interruptor a vácuo é aberto movendo o contato móvel para longe do contato fixo para evitar o fluxo de corrente através do interruptor, o arco que é criado entre os contatos é extinto pelo vácuo no próximo cruzamento de corrente zero. Um escudo de vapor é normalmente provido em torno dos contatos para coletar o vapor de metal emitido causado pelo arco. Em alguns projetos, o interruptor a vácuo é encapsulado em um alojamento de isolamento sólido que possui uma superfície externa aterrada.

[005] Periodicamente, ocorrem fugas na rede de distribuição como um resultado de várias coisas, como animais tocando as linhas, quedas de raios, galhos de árvores caindo nas linhas, colisões de veículos com postes, etc. As fugas podem criar um curto-circuito que aumenta o estresse na rede, o que pode fazer com que o fluxo de corrente aumente significativamente, por exemplo, várias vezes acima da corrente normal, ao longo do caminho da fuga. Esta quantidade de corrente faz com que as linhas elétricas aqueçam significativamente e possivelmente derretam, e também pode causar danos mecânicos a vários componentes na rede. Essas fugas geralmente são fugas transitórias ou intermitentes, em oposição a uma fuga persistente ou aparafusada, em que o que causou a fuga é removido logo após a ocorrência da fuga, por exemplo, um raio. Nesses casos, a rede de distribuição começará a operar normalmente quase imediatamente após uma breve desconexão da fonte de energia.

[006] Interruptores de fuga, por exemplo, religadores que empregam interruptores a vácuo, são providos em postes e em circuitos subterrâneos ao longo de uma linha de energia e possuem uma chave para permitir ou impedir o fluxo de energia a jusante do religador. Esses religadores normalmente detectam a corrente e/ou tensão na linha para monitorar o fluxo de corrente e possuem controles que indicam problemas com o circuito de rede, como a detecção de um evento de fuga de alta corrente. Se uma corrente de fuga tão alta for detectada, o religador é aberto em resposta a isso e, após um curto atraso, é fechado para determinar se a fuga é uma fuga transitória. Se uma alta corrente de fuga fluir quando o religador for fechado após a abertura, ele será reaberto imediatamente. Se a corrente de fuga for detectada uma segunda vez, ou várias vezes, durante as operações de abertura e fechamento subsequentes, indicando uma fuga persistente, o religador permanece aberto, onde o tempo entre os testes de detecção pode aumentar após cada teste. Para uma operação típica de religamento para testes de detecção de fuga, cerca de 3 a 6 ciclos ou 50 a 100 ms de corrente de fuga passam pelo religador antes de ser aberto, mas testes em curvas atrasadas podem permitir que a corrente de fuga flua por tempos muito mais longos.

[007] O tipo de interruptores a vácuo mencionados acima são algumas vezes empregados em religadores monofásicos autoalimentados magneticamente acionados. Esses tipos de religadores acionados magneticamente normalmente empregam mecanismos de mola ou atuadores magnéticos que abrem e fecham os contatos do interruptor. Para um tipo de atuador magnético, é provida uma armação que é movida por uma bobina de abertura para abrir o interruptor a vácuo e uma bobina de fechamento para fechar o interruptor a vácuo, em que a armação e um estator proveem um caminho magnético para o fluxo produzido pelas bobinas. As bobinas são desenergizadas depois que o atuador é movido para a posição aberta ou fechada, e ímãs permanentes são usados para manter a armação contra uma superfície de travamento na posição aberta e fechada.

[008] Os religadores dos tipos aqui descritos podem ser separados em duas categorias gerais, a saber, dispositivos de configuração em série que empregam transformadores de corrente para fins de coleta de energia para prover energia própria e que estão em série elétrica com a linha de energia e são flutuantes em relação à terra, e dispositivos de configuração de derivação que empregam transformadores de energia para fins de coleta de energia para prover energia própria e que são conectados à linha de energia e à terra. Uma vez que muitas vezes é desejável reduzir o tamanho e o peso desses tipos de religadores por vários motivos, como redução de custo e complexidade de instalação por poder instalar e remover as chaves do poste em que estão montadas usando uma vara de manobra, os religadores de configuração em série estão se tornando mais populares porque não requerem isolamento e a robustez necessária para suportar a tensão total da linha. Os transformadores de potência são normalmente grandes e volumosos devido à necessidade de serem isolados eletricamente.

[009] Como os religadores de configuração em série mencionados acima estão flutuando em relação a um potencial de referência e não conectados à terra, é um desafio para esses religadores medir a tensão da linha. Como esses religadores não podem medir efetivamente a tensão, eles não podem realizar operações de fechamento de onda de ponto sobre tensão. Em outras palavras, durante a operação de religamento discutida acima, os contatos do interruptor a vácuo no religador são fechados independentemente do ângulo de fase da tensão. Isso resulta em um ângulo de fechamento aleatório que geralmente cria uma corrente de fuga assimétrica, onde o ciclo de corrente é deslocado de zero, ou seja, tem picos de alta magnitude em uma polaridade e picos mais baixos na polaridade reversa em relação a zero. Os picos de corrente de fuga de alta magnitude, dependendo do tempo em que ocorrem, causam forças e estresses significativas nos componentes da rede que podem reduzir sua vida útil. Para a operação de religamento tradicional com tempos de fluxo de corrente acima de 3 a 6 ciclos e tempos mais longos para operação de curva atrasada, essas forças e tensões podem ser consideráveis. Além disso, esses interruptores de fuga geralmente não são capazes de determinar a magnitude da tensão da linha, o que poderia levar a melhores esquemas de coordenação. Por exemplo, se o interruptor de fuga tivesse conhecimento da tensão da linha, ele poderia ajustar sua curva de tensão para proteger melhor o transformador de distribuição apenas conhecendo o tamanho do transformador.

SUMÁRIO

[0010] A seguinte discussão descreve e relata um conjunto de chaves incluindo uma chave e um elemento de alta impedância usados para fins de captação de energia que estão conectados a uma linha de energia em uma extremidade e componentes eletrônicos de montagem em uma extremidade oposta, em que em uma modalidade não limitativa o conjunto de chaves tem aplicação particular para uso em conexão com um interruptor a vácuo. O elemento de alta impedância tem maior impedância do que a chave, de modo que a corrente flui através da chave a partir da linha de energia quando a chave está fechada e através do elemento de alta impedância a partir da linha de energia quando a chave está aberta, em que a energia do elemento de alta impedância pode ser captada para alimentar um dispositivo de fechamento de chave, como um atuador magnético. O elemento de alta impedância pode ser um elemento resistivo, um elemento capacitivo ou uma combinação de um elemento resistivo e capacitivo. O conjunto de chaves também inclui um dispositivo de detecção de corrente, tal como um resistor de detecção de corrente, acoplado eletricamente em série com o elemento de alta impedância e os componentes eletrônicos. Ao medir o fluxo de corrente usando o dispositivo sensor de corrente, é possível inferir a tensão no elemento de alta impedância, pois sua impedância é conhecida. Esta tensão pode ser usada para prover ponto na onda de fechamento da chave e para determinar a magnitude da tensão da linha.

[0011] Características adicionais da descrição se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição e reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma rede de distribuição de energia; a Figura 2 é uma vista isométrica de um conjunto de chaves conectado a um isolador montado em poste e incluindo um interruptor a vácuo; a Figura 3 é um diagrama esquemático de um circuito de chave incluindo um elemento de alta impedância eletricamente acoplado a uma linha de energia e componentes eletrônicos; em que o elemento de alta impedância é usado para fins de coleta de energia; e a Figura 4 é um diagrama esquemático de um circuito de energia incluindo um circuito equivalente do circuito de comutação mostrado na figura 3 quando a chave está em um estado aberto e um resistor de medição de corrente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0013] A discussão a seguir das modalidades da descrição dirigida a um conjunto de chaves, incluindo uma chave e um elemento de alta impedância usado para fins de captação de energia que são conectados eletricamente a uma linha de energia em paralelo em uma extremidade e componentes eletrônicos de montagem em uma extremidade oposta e um resistor de detecção de corrente acoplado eletricamente em série com o elemento de alta impedância é meramente exemplar por natureza e não se destina de forma alguma a limitar a descrição ou suas aplicações ou usos. Por exemplo, a discussão aqui se refere ao conjunto de chaves como sendo parte de um religador com um interruptor a vácuo. No entanto, como será reconhecido por aqueles versados na técnica, o conjunto de chaves poderá ter outras aplicações.

[0014] A Figura 1 é um diagrama de tipo esquemático de uma rede de distribuição de energia elétrica 10 incluindo uma subestação elétrica 12 que reduz a energia de alta tensão em uma linha de energia de alta tensão (não mostrada) para energia de média tensão, como 12-47 kV, provida em um barramento da subestação 14. Um alimentador trifásico 16 está conectado ao barramento 14 e um religador 18 é provido próximo ao ponto de conexão entre o alimentador 16 e o barramento 14. O religador 18 destina-se a representar qualquer dispositivo de religamento ou interruptor de fuga do tipo discutido acima e normalmente incluiria um interruptor a vácuo para abrir e fechar o religador 18 para permitir ou impedir o fluxo de corrente através dele no alimentador 16, possivelmente sensores para medir a corrente e/ou tensão do sinal de energia que se propaga no alimentador 16, um controlador para processar os sinais de medição e controlar a posição do interruptor e um transceptor para transmitir dados e mensagens para uma instalação de controle (não mostrada) e/ou para outros religadores e componentes da rede 10. A rede 10 inclui várias linhas laterais monofásicas 22 acopladas ao alimentador 16 geralmente em um poste 20 e várias linhas de serviço secundárias 24 acopladas a cada linha lateral 22 geralmente em um poste 26, onde um fusível lateral 28 é provido no ponto de conexão entre cada linha lateral 22 e o alimentador 16 e um fusível primário 30 é provido no ponto de conexão entre cada linha lateral 22 e cada linha de serviço 24. Um transformador de distribuição 32 é provido no início de cada linha de serviço 24 que reduz a tensão da média tensão para uma baixa tensão a ser provida às cargas 34, como residências.

[0015] A Figura 2 é uma vista isométrica de um conjunto de chaves montado em poste 40 incluindo um dispositivo de comutação acionado magneticamente autoalimentado monofásico 42 destinado a representar qualquer dispositivo adequado incluindo componentes para uso como o religador 18 ou dispositivos que podem ser usados em vez dos fusíveis 28 e 30. O dispositivo de comutação 42 é acoplado a um conjunto de montagem 44 em uma extremidade e uma dobradiça de montagem 46 em uma extremidade oposta. O conjunto de montagem 44 é fixado a uma extremidade de um isolador 48 que tem saias 50 e a dobradiça de montagem 46 é fixada a uma extremidade oposta do isolador 48, em que o isolador 48 é montado em um suporte 52 por um parafuso 54 que pode ser fixado a um poste público (não mostrado). A dobradiça de montagem 46 inclui uma presilha de canal 58 que recebe uma haste de munhão 60 acoplada ao dispositivo 42 e que é acoplada eletricamente a um contato inferior da unidade (não mostrado). O conjunto de montagem 44 inclui uma aba de montagem superior 62, uma aba de extensão 64 e uma mola 66 posicionada entre as abas 62 e 64. O conjunto de montagem 14 também inclui uma aba de suporte 68 aparafusada à aba de extensão 64 por um parafuso 70 e um par de braços de montagem 72 acoplados e que se estende a partir da aba de suporte 68 oposta à aba de extensão 64. Um membro de anel de tração guia 74 é acoplado a uma parte superior do dispositivo 42 e permite que um trabalhador instale e remova facilmente o dispositivo 42 do poste puxando o membro de anel 74 para desconectar o dispositivo 42 do conjunto de montagem 44, girando o dispositivo 42 para fora na haste do munhão 60 e, em seguida, levantando o dispositivo 42 para fora da trava 58. Embora o dispositivo 42 seja mostrado e descrito neste documento como sendo montado em um poste, observa-se que isto é a título de um exemplo não limitativo em que o dispositivo 42 pode ter aplicação para outros locais em um rede de energia de média tensão, como em um comutador de subsuperfície ou base de montagem.

[0016] O dispositivo de comutação 42 inclui um interruptor a vácuo 80 que tem um alojamento de isolamento externo 82 que envolve contatos da chave do interruptor a vácuo (não mostrado) do tipo referido acima, em que o interruptor a vácuo 80 pode ser qualquer interruptor a vácuo conhecido na técnica para usos em média tensão que é adequado para os propósitos aqui discutidos. Mais particularmente, o interruptor a vácuo 80 define uma câmara a vácuo que envolve um contato fixo (não mostrado) que é eletricamente acoplado a um contato superior da unidade 84 e um contato móvel (não mostrado) que é eletricamente acoplado a um contato inferior da unidade, em que os contatos fixo e móvel entram em contato um com o outro dentro da câmara a vácuo quando o interruptor a vácuo 80 é fechado. Quando o interruptor a vácuo 80 é aberto movendo o contato móvel para longe do contato fixo, o arco que é criado entre os contatos é extinto pelo vácuo em um cruzamento de corrente zero. O dispositivo de comutação 42 também inclui um recinto 86 que encerra um atuador magnético ou outro dispositivo que abre e fecha o interruptor a vácuo 80, vários componentes eletrônicos, dispositivos de captação de energia, sensores, dispositivos de comunicações, etc. consistentes com a discussão do presente documento. Uma alavanca 88 permite que o dispositivo de comutação 42 seja aberto e fechado manualmente usando qualquer técnica adequada.

[0017] Conforme discutido acima, os interruptores do tipo do dispositivo de comutação 42 incluem dispositivos de captação de energia que captam energia da linha de energia que pode então ser usada para alimentar o atuador magnético dentro do recinto 86 para fechar o dispositivo de comutação 42 e alimentar os vários componentes eletrônicos associados ao dispositivo de comutação 42. No entanto, os dispositivos de captação de energia para os dispositivos de configuração em série e os dispositivos de configuração em derivação têm tamanho e peso significativos para prover a energia necessária para acionar o contato do interruptor de vácuo móvel. Por exemplo, os transformadores de corrente são normalmente grandes e volumosos porque o núcleo precisa ser grande o suficiente para prover energia suficiente para operar o atuador para abrir a chave em níveis baixos de corrente. Um tipo diferente de dispositivo de captação de energia foi proposto.

[0018] A figura 3 é um diagrama esquemático de um circuito de chave 90 do tipo de configuração em série, incluindo uma chave 92 que representa, por exemplo, os contatos no interruptor a vácuo 80 que é acoplada eletricamente à linha 94 que representa a linha de energia, um transformador de corrente 96 que provê energia a uma caixa de componentes eletrônicos 100 quando a chave 92 está fechada e um elemento de alta impedância 98, tal como um elemento resistivo, um elemento capacitivo ou uma combinação de um elemento resistivo e capacitivo, que provê energia à caixa de componentes eletrônicos 100 quando a chave 92 está aberta. A caixa eletrônica 100 inclui vários circuitos e dispositivos, como um atuador magnético, sensores, processadores, dispositivos de comunicação, dispositivos de armazenamento de energia, etc. Quando a chave 92 que tem baixa impedância no estado fechado é fechada, a alta impedância do elemento 98 impede o fluxo de corrente através dele e a corrente flui através da chave 92 para o transformador de corrente 96 para prover energia à caixa eletrônica 100, onde o transformador de corrente 96 é relativamente pequeno porque alimenta apenas os componentes eletrônicos e uma pequena quantidade de energia para acionar a chave 92 para a posição aberta. Quando a chave 92 está aberta, a corrente da linha 94 flui através do elemento 98 e provê energia para operar os componentes eletrônicos na caixa 100 e operar o atuador magnético para fechar a chave 92 na linha 102.

[0019] Conforme discutido acima, para esses dispositivos de comutação flutuantes e não conectados diretamente à linha de energia, é difícil obter uma medição de tensão precisa. Esta descrição propõe medir o fluxo de corrente através do elemento de alta impedância 98 quando o comutador 92 está aberto e o elemento 98 está conectado diretamente à linha de energia 94 e, em seguida, determinar a tensão através do circuito da chave 90 usando a corrente medida, que será quase igual à tensão da linha.

[0020] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um circuito de potência 110 incluindo um circuito equivalente ao circuito de comutação 90 quando o comutador 92 está aberto, onde elementos semelhantes são identificados pelo mesmo número de referência. Note-se que alguns dos elementos do circuito 90 mostrados na figura 3 não são mostrados na figura 4 e alguns dos elementos do circuito 90 mostrados na figura 4 não são mostrados na figura 3. É adicionalmente notado que a chave92 não é mostrada na figura 4, mas está na posição aberta de modo que a corrente da linha de energia 94, representada por uma fonte AC 112, está fluindo através do elemento de alta impedância 98, mostrado aqui como um resistor. A corrente flui através do circuito 90 para a terra através de um componente de rede mostrado aqui como um transformador de distribuição 114, como, por exemplo, um dos transformadores de distribuição 32, embora, como será apreciado pelos versados na técnica, outros componentes de rede será aplicável em outros projetos que permitem que o elemento 98 seja conectado à terra. Quando a chave 92 está fechada, a impedância do circuito 90 é muito menor do que a impedância do transformador de distribuição 114 e, portanto, o circuito 90 está em um potencial flutuante. Quando a chave 92 está aberta, a impedância do circuito é muito maior do que a impedância do transformador de distribuição 114 e, portanto, o circuito estará próximo do potencial de terra. O circuito 90 inclui um subcircuito de captação de energia 120 com uma ponte retificadora 122 que converte a corrente alternada em corrente contínua, um capacitor de armazenamento 124 que armazena energia do retificador 122 e um dispositivo de conversão de energia 126 que regula a energia armazenada para operar um atuador 138 que fecha a chave 92. Um microprocessador 130 controla a operação do circuito 90 consistente com a discussão aqui.

[0021] Para medir o fluxo de corrente através do elemento 98, é provido algum tipo de dispositivo de detecção de corrente 134 acoplado eletricamente em série com o elemento 98. Em uma modalidade, o dispositivo de detecção de corrente 134 é um resistor de detecção de corrente que é usado para prover uma queda de tensão para fins de medição de corrente, onde o resistor de detecção de corrente tem uma resistência muito menor do que o elemento 98. O fluxo de corrente através do dispositivo de detecção de corrente 134 quando o interruptor 92 está aberto é medido por um circuito de condicionamento de sinal 136, onde o fluxo de corrente através do elemento 134 é o mesmo que o fluxo de corrente através do elemento 98. Assim, a tensão através do elemento 98 pode ser determinada pelo microprocessador 130 multiplicando a corrente vezes a resistência conhecida do elemento 98 quando a chave 92 está aberta, o que será quase o mesmo que a tensão da linha por causa da alta impedância de o elemento 98. Esta voltagem pode então ser usada pelo microprocessador 130 para determinar a magnitude e o ângulo da voltagem usando uma transformada discreta de Fourier, que pode então ser usada para fechamento ponto a onda da chave 92 para fins de religamento e para determinar a voltagem de linha para outros operações do sistema que requerem uma determinação de tensão de linha precisa, como usar a magnitude de tensão para prover melhor proteção e coordenação do transformador de distribuição 114. Outros dispositivos de detecção adequados podem ser empregados para o dispositivo de detecção de corrente 134, como um sensor de efeito Hall, que fornece uma tensão que é proporcional ao fluxo de corrente.

[0022] Em uma modalidade alternativa, o dispositivo de detecção de corrente 134 pode ser removido e a voltagem através do circuito 90 pode ser determinada usando o subcircuito de captação de energia 120. Especificamente, determinando a rapidez com que o capacitor 124 carrega quando a chave 92 é aberta, a voltagem pode ser determinada porque quanto mais rápido a corrente flui, maior a voltagem e mais rápido o capacitor 124 irá carregar.

[0023] A discussão anterior descreve e relata modalidades meramente exemplificativas da presente descrição. Um versado na técnica reconhecerá prontamente a partir de tal discussão e dos desenhos e reivindicações anexos, que várias mudanças, modificações e variações podem ser feitas nos mesmos sem se afastar do espírito e escopo da descrição como definido nas seguintes reivindicações.

Claims

1. Conjunto de chaves, caracterizado pelo fato de que compreende: uma chave acoplada eletricamente em uma extremidade a uma linha de energia e em uma extremidade oposta aos componentes eletrônicos que estão conectados a uma carga; um elemento de alta impedância acoplado em uma extremidade à linha de energia e em uma extremidade oposta aos componentes eletrônicos, o elemento de alta impedância tendo impedância mais alta que a chave de modo que a corrente flua através da chave a partir da linha de energia quando a chave estiver fechada e através do elemento de alta impedância a partir da linha de energia quando a chave estiver aberta; um dispositivo de detecção de corrente acoplado eletricamente em série com o elemento de alta impedância e os componentes eletrônicos; e um sistema de controle operável para medir o fluxo de corrente usando o dispositivo de detecção de corrente e calcular uma queda de tensão através do elemento de alta impedância usando o fluxo de corrente medido.

2. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de corrente é um resistor de detecção de corrente.

3. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de corrente é um sensor de efeito Hall.

4. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle determina uma magnitude e ângulo da queda de tensão através do elemento de alta impedância.

5. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle usa a magnitude e ângulo da tensão para prover ponto na onda de fechamento da chave.

6. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle usa a magnitude de tensão para prover melhor proteção e coordenação de transformadores de distribuição.

7. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de alta impedância é um elemento resistivo.

8. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de alta impedância é um elemento capacitivo.

9. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de alta impedância é uma combinação de um elemento resistivo e capacitivo.

10. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de chaves é parte de um interruptor a vácuo e a chave é provida dentro de uma câmara de vácuo definida por um alojamento de vácuo.

11. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um dos componentes eletrônicos é um dispositivo de fechamento de chave, sendo o dispositivo de fechamento de chave alimentado através do elemento de alta impedância para fechar a chave quando estiver aberta.

12. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fechamento de chave é um atuador magnético.

13. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os componentes eletrônicos incluem sensores, processadores, dispositivos de comunicações e dispositivos de armazenamento de energia.

14. Conjunto de chaves de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de chaves é parte de um religador acionado magneticamente autoalimentado.

15. Interruptor a vácuo para controlar o fluxo de energia em uma linha de energia, o interruptor a vácuo caracterizado pelo fato de que compreende: componentes eletrônicos incluindo um dispositivo de fechamento de chave; uma chave acoplada eletricamente em uma extremidade à linha de energia e em uma extremidade oposta aos componentes eletrônicos; um elemento resistivo acoplado em uma extremidade à linha de energia e em uma extremidade oposta aos componentes eletrônicos, o elemento resistivo tendo impedância mais alta que a chave de modo que a corrente flua através da chave a partir da linha de energia quando a chave estiver fechada e através do elemento resistivo a partir da linha de energia quando a chave estiver aberta, sendo o dispositivo de fechamento de chave alimentado através do elemento resistivo para fechar a chave quando estiver aberta; um resistor de detecção de corrente acoplado eletricamente em série com o elemento de alta impedância e os componentes eletrônicos, o resistor de detecção de corrente tendo uma resistência mais baixa do que a resistência do elemento resistivo; e um sistema de controle operável para medir o fluxo de corrente usando o resistor de detecção de corrente e calcular uma queda de tensão através do elemento de alta impedância usando o fluxo de corrente medido.

16. Interruptor a vácuo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle determina uma magnitude e ângulo da queda de tensão através do elemento resistivo.

17. Interruptor a vácuo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle usa a magnitude e ângulo da tensão para prover ponto na onda de fechamento da chave.

18. Interruptor a vácuo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle usa a magnitude de tensão para prover melhor proteção e coordenação de transformadores de distribuição.

19. Interruptor a vácuo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fechamento de chave é um atuador magnético.

20. Interruptor a vácuo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o interruptor a vácuo é parte de um religador acionado magneticamente autoalimentado.