Quins són els elements clau per a la prova d'aislament d'un interruptor de desconexió d'alta tensió de 126kV

1. Introducció

Els interruptors de desconnecte d'alta tensió juguen un paper clau en assegurar el funcionament segur i eficient de la infraestructura de la xarxa elèctrica. Entre diversos interruptors de diferents classes de tensió, els interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV es fan servir ampliament en xarxes de mitja i alta tensió. En un país com Indonèsia, amb el seu extens territori i diverses condicions geogràfiques i climàtiques, assegurar el funcionament fiable dels equips de la xarxa elèctrica té una gran importància. El rendiment aïllant dels interruptors de desconnecte d'alta tensió és crític, ja que qualsevol falla en l'aïllament pot conduir a tallades elèctriques, danys als equips i fins i tot posar en risc la seguretat del personal. Aquest article es centra en els elements clau de les proves d'aïllament per a interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV, amb l'objectiu de proporcionar una referència completa per a operadors de xarxes elèctriques i personal de manteniment.

2. Normes i especificacions
2.1 Norma IEC 62271-102

La norma IEC 62271-102 serveix com a referència internacional per a quadres de distribució d'alta tensió i equipaments de control, inclosos els interruptors de desconnecte d'alta tensió. Per als interruptors de desconnecte de 126kV, aquesta norma especifica requisits detallats per a l'aïllament, definint els nivells mínims d'aïllament que el quadre ha de complir en diferents condicions de prova, com ara proves de suport a tensió de freqüència industrial i proves de suport a impulsos de tensió.

Durant la prova de suport a tensió de freqüència industrial, un interruptor de desconnecte d'alta tensió de 126kV normalment s'ha de poder suportar un nivell de tensió específic (per exemple, aproximadament 230kV durant 1 minut segons la norma) sense trencament o flashover. Aquesta prova simula l'estrés de tensió normal d'operació i les condicions temporals de sobretensió que l'interruptor pot trobar-se durant la seva vida útil. La prova de suport a impulsos de tensió, utilitzant un senyal d'impuls de tensió d'alta tensió (per exemple, 1.2/50μs), simula els impactes de raigs o els surts de commutació. L'interruptor de desconnecte de 126kV ha de poder suportar un impuls de tensió específic (per exemple, aproximadament 550kV) sense falla en l'aïllament, assegurant el funcionament fiable en condicions extremes de tensió transitoria.

3. Consideracions ambientals a Indonèsia
3.1 Condicions climàtiques

El clima tropical d'Indonèsia es caracteritza per temperatures altes, humitat elevada i pluja freqüent a lo llarg de tot l'any. La temperatura mitjana en la majoria de les regions oscil·la entre 25°C i 27°C, amb una humitat relativa que sovint supera el 70%. Aquests entorns d'alta humitat afecten significativament el rendiment aïllant dels interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV. La condensació d'humitat en les superfícies d'aïllament reduïx la resistivitat superficial, podent causar flashovers superficials.

A més, Indonèsia és propensa a fortes plujes i tempestes tropicals. Els interruptors de desconnecte d'alta tensió instal·lats a l'exterior han de poder suportar l'impacte de la pluja i vents forts. Per exemple, en àrees propenes a tifons, els interruptors haurien de tenir suficient resistència mecànica per prevenir danys estructurals a l'aïllament causats per la pluja portada pel vent o impacts físics.

3.2 Polsim i contaminació

Les activitats industrials i fenòmens naturals a Indonèsia poden provocar polsim i contaminació a l'aire. Les zones industrials poden tenir polsim que conté partícules conductores o substàncies corrosives, mentre que les zones agrícoles poden tenir pols de terra o cultures. Aquests contaminants s'acumulen en les superfícies d'aïllament dels interruptors de desconnecte, augmentant el risc de falla en l'aïllament.

Particularment en les zones costaneres d'Indonèsia, l'aire marina salinosa es deposita en el quadre de distribució. La sal corroeu les parts metàl·liques i afecta el rendiment aïllant, reduint gradualment la força elèctrica i augmentant la probabilitat de trencament elèctric.

4. Mètodes de prova d'aïllament
4.1 Proves de resistència aïllant

Les proves de resistència aïllant són un mètode fonamental per avaluar l'estat de l'aïllament dels interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV, mesurant la resistència entre les parts vivents i les parts a terra utilitzant un megohmímetre d'alta tensió.

Durant la prova, el megohmímetre es connecta entre el terminal d'alta tensió de l'interruptor de desconnecte (en estat obert) i el terminal de terra. La tensió de prova aplicada ha de coincidir amb la classe de tensió de l'interruptor, típicament 2500V o 5000V per a interruptors de 126kV. Un valor de resistència aïllant alt (sovint diverses centenes de megohms o més per a interruptors sanjos) indica un bon aïllament. Un valor significativament inferior pot indicar ingressos d'humitat, degradació de l'aïllament o contaminació superficial.

4.2 Proves de suport a tensió de freqüència industrial

Les proves de suport a tensió de freqüència industrial són un mètode més rigorós per verificar la capacitat de l'aïllament per suportar condicions normals i temporals de sobretensió. Segons la norma IEC 62271-102, un interruptor de desconnecte de 126kV ha de poder suportar una tensió de freqüència industrial específica (per exemple, 230kV durant 1 minut) entre les parts vivents i les parts a terra.

Abans de la prova, l'interruptor s'ha d'assemblar correctament amb superfícies d'aïllament netes. La tensió s'incrementa gradualment fins al nivell especificat i es manté durant el temps requerit. No hi ha trencament, flashover o corrent de fuga excesiva durant la prova indica que s'ha superat. Signes de falla (per exemple, caiguda de tensió, increment de la corrent de fuga o arcing) requereixen inspecció i reparació immediata.

4.3 Proves de suport a impulsos de tensió

Les proves de suport a impulsos de tensió simulen l'impacte dels raigs o els surts de commutació en l'aïllament dels interruptors de desconnecte de 126kV, utilitzant un generador d'impulsos de tensió d'alta tensió per produir ones (per exemple, 1.2/50μs) i amplituds (per exemple, 550kV per a interruptors de 126kV).

La tensió d'impuls es aplica entre les parts vivents i les parts a terra, similar a la prova de tensió de freqüència industrial. Es fan múltiples impulsos (positius i negatius) per assegurar la fiabilitat en diferents polaritats. No poder suportar els impulsos sense danys en l'aïllament, sovint causant falla estructural permanent, requereix la substitució urgente de components.

4.4 Proves de descàrregues parcials

Les proves de descàrregues parcials (PD) detecten la degradació inicial de l'aïllament en els interruptors de desconnecte de 126kV. PD fa referència a petites descàrregues elèctriques dins o sobre les superfícies d'aïllament quan les intensitats del camp elèctric superen llindars, deteriorant gradualment l'aïllament i conduint a la falla.

Els mètodes de prova inclouen aproximacions elèctriques, acústiques i òptiques. El mètode elèctric aplica una tensió propera a la tensió de funcionament de l'interruptor i detecta els senyals de PD mitjançant sensors; el mètode acústic utilitza sensors per captar les ones sonores generades per les descàrregues; el mètode òptic detecta la llum emesa. Les normes especifiquen nivells permesos de PD per a interruptors de 126kV (per exemple, <10pC a una tensió específica). Superar això indica defectes interns (buits, fissures o contaminació) que requereixen investigació addicional.

5. Importància de les caixes IP66
5.1 Protecció contra polsim i aigua

En les dures condicions ambientals d'Indonèsia, els interruptors de desconnecte d'alta tensió sovint s'instal·len a l'exterior. Les caixes IP66 són essencials per protegir els components interns dels interruptors de 126kV contra el polsim, l'aigua i factors ambientals.

La classificació IP66 assegura una protecció total contra la penetració de polsim (IP6X)—crítica per prevenir l'acumulació de polsim en l'aïllament, que degrada el rendiment a llarg termini—i resistència a jets d'aigua potents (IPX6), com ara plujes fortes o sprays d'alta pressió. Això evita que l'aigua entren a la caixa i contacti amb les parts vivents o l'aïllament, evitant circuits curts o degradació.

5.2 Ampliació de la vida útil

Les caixes IP66 allarguen significativament la vida útil dels interruptors de desconnecte de 126kV. La protecció contra el polsim i l'aigua redueix la freqüència de manteniment i els riscs de falla prematura. En àrees d'alta humitat i pluja, els interruptors no protegits es troben amb un envelatge de l'aïllament accelerat per l'exposició continua a l'humitat. Les caixes IP66 permeten un funcionament fiable en entorns durs, reduint els costos totals d'operació i manteniment de la xarxa.

6. Conclusió

Les proves d'aïllament per a interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV són un procés multifacet que requereix considerar atentament diversos factors. L'adherència a normes internacionals com la IEC 62271-102 assegura que es compleixen els requisits bàsics de rendiment aïllant. En països com Indonèsia, amb condicions ambientals difícils, abordar els efectes del clima, el polsim i la contaminació en l'aïllament és crucial.

L'ús de mètodes de prova adequats—proves de resistència aïllant, proves de suport a tensió de freqüència industrial, proves de suport a impulsos de tensió i proves de descàrregues parcials—detecta eficaçment problemes d'aïllament en diferents etapes. A més, les caixes IP66 proporcionen una capa addicional de protecció contra els perills ambientals.

Centrant-se en aquests elements de prova d'aïllament, els operadors de xarxes elèctriques i el personal de manteniment a Indonèsia poden assegurar el funcionament fiable i segur dels interruptors de desconnecte d'alta tensió de 126kV, contribuint a l'operació estable del sistema de xarxa elèctrica complet.