Prova e verifica di interruttori
Indice
- Che cosa si può provare
- Tipi di prova (applicazione)
- Misura dei tempi
- Misura dei tempi di manovra dei contatti principali
- Sicurezza
- Resistenza di contatto (statica)
- Misura della resistenza dinamica
- DRM: principio di misura
- Caso di studio 1 - Prova DRM
- Caso di studio 2
- Misura di corsa e velocità: analisi grafica
Che cosa si può provare
Circuito principale
- Temporizzazione della manovra dei contatti principali e dei contatti PIR
- Resistenza di contatto statica (SRM)
- Misura della resistenza dinamica (DRM)
- Prove in condizioni BSG (entrambi i lati a terra)
Meccanismo di manovra
- Corsa e velocità
- Tempo di carica del meccanismo a molla e misura della corrente del motore
Circuito ausiliario
- Temporizzazione delle manovre dei contatti ausiliari
- Forma d'onda della corrente di bobina (resistenza)
- Misura della tensione di alimentazione
- Prova «first trip» (prova in linea)
- Tensione minima di sgancio
Tipi di prova (applicazione)
- Misura dei tempi dei contatti principali, d'arco e PIR degli interruttori (IEC 62271-100)
- Misura della resistenza di contatto (IEC 62271-1)
- Misura dinamica della resistenza di contatto (IEC 62271-1)
- Corsa e velocità (IEC 62271-100)
- Tempo di carica del meccanismo a motore (IEC 62271-100)
- Resistenza di bobina (IEC 62271-100)
- Corrente di bobina (IEC 62271-100)
- Corrente minima di sgancio (IEC 62271-100)
- Tensione minima di sgancio (IEC 56, ANSI C37.09)
- Misura dei tempi dei contatti ausiliari (IEC 62271-100)
- Prova «first trip» (prova in linea)
- Analisi delle vibrazioni
- Alimentazione in tensione di bobine e motori
Misura dei tempi
Definizioni (IEC 62271-100)
- Tempo di apertura: per un interruttore sganciato mediante qualsiasi forma di energia ausiliaria, il tempo di apertura è l'intervallo tra l'istante di eccitazione dello sganciatore di apertura in derivazione, con l'interruttore in posizione di chiuso, e l'istante in cui i contatti d'arco si sono separati su tutti i poli.
Definizioni (IEC 62271-100): 3.7.136
- Requisito di simultaneità tra i poli nelle manovre di chiusura e di apertura singole
Misura dei tempi di manovra dei contatti principali
- Metodo convenzionale
(un solo lato collegato a terra) - Metodo con entrambi i lati a terra (BSG):
- a) Interruttore con cassa in tensione (live tank)
- b) Interruttori con cassa a terra (dead tank)
- c) Interruttori in GIS
Sicurezza
Entrambi i lati a terra su AIS (live tank)
IEEE Standard 510-1983 «IEEE Recommended Practices for High Voltage and High Power Test Safety»
Collegamento dei cavi al contatto principale per il metodo BSG su interruttori AIS
- BSG: misura dei tempi con entrambi i lati a terra
- Si impiegano gli stessi cavi della misura convenzionale
- Funziona correttamente per una resistenza del percorso di terra ≥10 mΩ
Misura dei tempi con entrambi i lati a terra su interruttore dead tank
- Il metodo si basa sull'iniezione di corrente continua (alcune decine di ampere per fase) attraverso il circuito principale e il percorso di terra, misurando i segnali di risposta ai morsetti secondari del trasformatore di corrente (TA).
Entrambi i lati a terra su interruttore in GIS (sottostazione isolata in gas)
- Il metodo si basa sull'iniezione di corrente continua elevata attraverso la terra e il circuito principale e sulla registrazione simultanea della risposta sui secondari dei trasformatori di corrente (in corrente o in tensione).
Misura della resistenza di contatto (statica)
- IEC 56 (IEC 62271-100): 50 A ≤ I
- IEEE C37.09: 100 A ≤ I
- Perché si impiega una corrente continua elevata
Maggiore è la corrente, maggiore è l'accuratezza e migliore il superamento della contaminazione e dell'ossidazione della superficie di contatto
Secondo la norma si raccomanda una corrente di prova il più possibile vicina alla corrente nominale.
- Alcuni strumenti possono generare fino a 800 A
- Prova DTR in continuo per risultati stabili su interruttori GIS e dead tank
Entrambi i lati a terra
- Perché
Motivi di sicurezza
- Come?
Pinza amperometrica
Misura della resistenza dinamica
- La prova DRM si esegue iniettando una corrente elevata attraverso il contatto dell'interruttore e monitorando simultaneamente la caduta di tensione ai suoi capi durante la manovra.
- DRM nelle manovre di apertura, chiusura, CO e O-CO
- Fondamentale per l'analisi dei contatti d'arco
DRM: principio di misura
- Contatto principale: fino a 100 µΩ
Milliohm sui contatti d'arco
Prova DRM completa
Le misure di caduta di tensione sul contatto e di corsa consentono di calcolare la sovrapposizione dei contatti d'arco
Caso di studio 1 - Prova DRM
- Il cliente voleva dimostrare l'efficacia della prova DRM
- La prova DRM è stata eseguita su un interruttore in olio da 24 kV
- Contatti d'arco in buono stato
- Dopo lo smontaggio il contatto d'arco è stato danneggiato intenzionalmente
- Il contatto d'arco danneggiato è stato rimontato sull'interruttore
- La prova DRM è stata ripetuta
Confronto dei risultati DRM (aumento della resistenza: variazione della curva di resistenza)
Caso di studio 2
- Prova periodica di messa in servizio
- La prova DRM è stata eseguita su un ABB LTB145D1/B
- Obiettivo: confermare lo stato e la lunghezza dei contatti d'arco
Dopo lo smontaggio la lunghezza dei contatti è stata misurata con un calibro e confrontata con i risultati della DRM, poi confermata con i risultati ottenuti con lo strumento CAT.
Prova del meccanismo di manovra
- Corsa e velocità
- Tempo di carica del motore e corrente del motore
Esempi di montaggio del trasduttore
- ABB LTB 245 E1 (245 kV SF6)
- SIEMENS 3AP1FI 245 kV
- Mitsubishi SF6 138 kV (120-SFMP-40HE)
Misura di corsa e velocità: analisi grafica
- La velocità (velocità media) si calcola tra due punti della curva di corsa.
- Sovrapposizione dei contatti: distanza totale di sovrapposizione dei contatti principali e d'arco, dal primo contatto dei contatti d'arco fino allo stato di chiuso.
Tempo di carica del motore e parametri di corrente
- Corrente di avviamento
- Corrente
- Tempo di carica
Consente di valutare:
- Stato del motore
- Stato del meccanismo di manovra
Circuito ausiliario
- Temporizzazione dei contatti ausiliari
- Forma d'onda della corrente di bobina
- Misura della resistenza di bobina
- Tensione di alimentazione
- Prova «first trip»
- Tensione minima di sgancio
Misura della resistenza di bobina
- IEC 62271-100 (sezione: prove di funzionamento meccanico)
Tensione minima di sgancio
Tensioni minime di funzionamento delle bobine:
- 85% della tensione nominale della bobina di chiusura
(secondo IEC 62271-100) - 85% della tensione nominale in c.a. o 70% della tensione nominale in c.c. per le bobine di apertura
(secondo IEC 62271-100)
Norme internazionali e nazionali quali IEC 56, IEEE C37.09 e altre
- Segnala: guasti meccanici e simili
Prova «first trip»
- Dalla forma d'onda della corrente di bobina registrata durante la prova «first trip» si ricavano informazioni sull'attrito del meccanismo di blocco.
- Collegamento di sonde in c.c. per misurare la corrente di bobina e di sonde in c.a. per misurare le correnti di linea durante la prova «first trip».
Parametri:
- Il parametro di monitoraggio principale è la forma d'onda della corrente di bobina
- Tempi dei contatti principali rilevati dalla corrente secondaria del TA
- Tempi dei contatti ausiliari
- Misura della tensione di comando
- Misura della corsa (in determinate condizioni)
