Cales son os elementos clave para a proba de aislamento dun interruptor de alta tensión de 126kV

1. Introdución

As interruptores de alta tensión xogan un papel fundamental na garantía dunha operación segura e eficiente da infraestrutura da rede eléctrica. Entre os diversos interruptores de distintas clases de voltaxe, os interruptores de alta tensión de 126kV teñen unha amplia aplicación en redes de media e alta tensión. Num país como Indonesia, co seu extenso territorio e diversidade geográfica e climática, asegurar o funcionamento fiable do equipamento da rede eléctrica ten un gran significado. O rendemento de aislamento dos interruptores de alta tensión é crítico, xa que calquera fallo no aislamento pode levar a cortes de corrente, danos no equipamento e incluso a riscos para a seguridade das persoas. Este artigo centrase nos elementos clave da proba de aislamento para interruptores de alta tensión de 126kV, con o obxectivo de proporcionar unha referencia comprehensiva para os operadores e persoal de mantemento da rede eléctrica.

2. Normas e Especificacións
2.1 Norma IEC 62271-102

A norma IEC 62271-102 serve como un referente internacional para o equipo de alta tensión e os equipos de manexo, incluíndo os interruptores de alta tensión. Para os interruptores de 126kV, esta norma especifica requisitos detallados para o aislamento, definindo os niveis mínimos de aislamento que o equipo debe cumprir baixo diferentes condicións de proba, tales como as probas de resistencia a voltaxes de frecuencia de rede e as probas de resistencia a impulsos de alto voltaxe.

Durante a proba de resistencia a voltaxes de frecuencia de rede, un interruptor de alta tensión de 126kV debe ser capaz de soportar un nivel de voltaxe específico (por exemplo, aproximadamente 230kV durante 1 minuto, segundo a norma) sen que se produza un desgaste ou un arco voltaico. Esta proba simula a tensión normal de operación e as condicións de sobre-tensión temporánea que o interruptor pode encontrar durante a súa vida útil. A proba de resistencia a impulsos de alto voltaxe, utilizando unha forma de onda de impulso de alto voltaxe (por exemplo, 1.2/50μs), simula descargas eléctricas ou sobretensiones de conmutación. O interruptor de 126kV debe soportar un voltaxe de impulso específico (por exemplo, aproximadamente 550kV) sen fallos no aislamento, asegurando un funcionamento fiable baixo condicións extremas de voltaxe transitorio.

3. Consideracións Ambientais en Indonesia
3.1 Condicións Climáticas

O clima tropical de Indonesia caracterízase por altas temperaturas, alta humidade e precipitacións frecuentes ao longo do ano. A temperatura media en moitas rexións varía entre 25°C e 27°C, cunha humidade relativa que adoita superar o 70%. Estes entornos de alta humidade afectan significativamente o rendemento de aislamento dos interruptores de alta tensión de 126kV. A condensación de humidade nas superficies de aislamento reduce a resistencia superficial, podendo causar arcos voltaicos na superficie.

Ademais, Indonesia está propensa a fortes chuvias e tempestades tropicais. Os interruptores de alta tensión instalados ao aire libre deben resistir o impacto da chuvia e do vento forte. Por exemplo, nas áreas propensas a tifóns, os interruptores deben ter suficiente resistencia mecánica para prevenir danos na estrutura de aislamento debido á chuvia impulsada polo vento ou aos impactos físicos.

3.2 Polvo e Contaminación

As actividades industriais e os fenómenos naturais en Indonesia poden levar ao polvo e à contaminación atmosférica. As zonas industriais poden ter polvo que contén partículas conductoras ou substancias corrosivas, mentres que as zonas agrícolas poden ter polvo de terra ou cultivos. Estes contaminantes acumúlanse nas superficies de aislamento dos interruptores, aumentando o risco de fallo no aislamento.

Particularmente nas zonas costeiras de Indonesia, o aire marinho cargado de sal depositase no equipo de conmutación. A sal corroé os componentes metálicos e afecta ao rendemento do aislamento, reducindo gradualmente a resistencia eléctrica e aumentando a posibilidade de descargas eléctricas.

4. Métodos de Proba de Aislamento
4.1 Proba de Resistencia de Aislamento

A proba de resistencia de aislamento é un método fundamental para avaliar a condición do aislamento dos interruptores de alta tensión de 126kV, midindo a resistencia entre as partes activas e as partes aterradas usando un megohmímetro de alto voltaxe.

Durante a proba, o megohmímetro conectase entre o terminal de alto voltaxe do interruptor (no estado aberto) e o terminal de tierra. O voltaxe de proba aplicado debe coincidir coa clase de voltaxe do interruptor, tipicamente 2500V ou 5000V para interruptores de 126kV. Un valor alto de resistencia de aislamento (normalmente varios centos de megohms ou máis para interruptores saudables) indica un bom aislamento. Un valor significativamente menor pode indicar a entrada de humidade, a degradación do aislamento ou a contaminación da superficie.

4.2 Proba de Resistencia a Voltaxes de Frecuencia de Rede

A proba de resistencia a voltaxes de frecuencia de rede é un método máis rigoroso para verificar a capacidade do aislamento para soportar condicións normais e de sobre-tensión temporal. Segundo a IEC 62271-102, un interruptor de 126kV debe soportar un voltaxe de frecuencia de rede específico (por exemplo, 230kV durante 1 minuto) entre as partes activas e as partes aterradas.

Antes da proba, o interruptor debe estar correctamente montado con superficies de aislamento limpas. O voltaxe incrementase gradualmente ata o nivel especificado e mantiñese durante o tempo necesario. Non haber desgaste, arco voltaico ou corrente de fuga excesiva durante a proba indica que aprobou. Signos de fallo (por exemplo, caída de voltaxe, aumento da corrente de fuga ou arco voltaico) requiren unha inspección e reparación inmediatas.

4.3 Proba de Resistencia a Impulsos de Alto Voltaxe

A proba de resistencia a impulsos de alto voltaxe simula o impacto de descargas eléctricas ou sobretensiones de conmutación no aislamento dos interruptores de 126kV, utilizando un xerador de impulsos de alto voltaxe para producir formas de onda (por exemplo, 1.2/50μs) e amplitudes (por exemplo, 550kV para interruptores de 126kV).

O voltaxe de impulso aplica-se entre as partes activas e as partes aterradas, similar á proba de frecuencia de rede. Aplicanse múltiples impulsos (positivos e negativos) para asegurar a fiabilidade baixo diferentes polaridades. Non soportar os impulsos sen danos no aislamento, que a miúdo causan un fallo estructural permanente, require a substitución urgente dos componentes.

4.4 Proba de Descargas Parciais

A proba de descargas parciais (DP) detecta a degradación inicial do aislamento en interruptores de 126kV. DP refírese a pequenas descargas eléctricas dentro ou na superficie do aislamento cando as intensidades do campo eléctrico superan umbrais, danando gradualmente o aislamento e levando ao fallo.

Os métodos de proba inclúen enfoques eléctricos, acústicos e ópticos. O método eléctrico aplica un voltaxe próximo ao voltaxe de operación do interruptor e detecta as señales de DP mediante sensores; o método acústico utiliza sensores para capturar as ondas sonoras xeradas polas descargas; o método óptico detecta a luz emitida. As normas especifican os niveis permitidos de DP para interruptores de 126kV (por exemplo, <10pC nun voltaxe específico). Superar este valor indica defectos internos (vacíos, fisuras ou contaminación) que requiren unha investigación adicional.

5. Importancia das Caixas de Protección IP66
5.1 Protección Contra Polvo e Agua

Nas duras condicións ambientais de Indonesia, os interruptores de alta tensión instálanse a menudo ao aire libre. As caixas de protección IP66 son esenciais para protexer os componentes internos dos interruptores de 126kV contra o polvo, a auga e outros factores ambientais.

A clasificación IP66 asegura unha protección completa contra a entrada de polvo (IP6X), crítica para prevenir a acumulación de polvo no aislamento, que degrade o rendemento a lo largo do tempo, e resistencia a potentes chorros de auga (IPX6), como chuvias fortes ou pulverizacións de alta presión. Isto prevén que a auga entre na caixa e entre en contacto con as partes activas ou o aislamento, evitando curtos circuitos ou degradación.

5.2 Vida Útil Prolongada

As caixas de protección IP66 prolongan significativamente a vida útil dos interruptores de 126kV. A protección contra o polvo e a auga reduce a frecuencia de mantemento e os riscos de fallos prematuros. Nas zonas de alta humidade e chuvia, os interruptores non protexidos encaran un envellecemento acelerado do aislamento debido á exposición continua á humidade. As caixas IP66 permiten un funcionamento fiable en entornos adversos, reducindo os custos globais de operación e mantemento da rede.

6. Conclusión

A proba de aislamento para interruptores de alta tensión de 126kV é un proceso multifacético que require unha consideración cuidadosa de diversos factores. A adhesión a normas internacionais como a IEC 62271-102 asegura que se cumpran os requisitos básicos de rendemento do aislamento. En países como Indonesia, con condicións ambientais desafiantes, abordar o impacto do clima, o polvo e a contaminación no aislamento é crucial.

Utilizando métodos de proba adecuados, como a resistencia de aislamento, a resistencia a voltaxes de frecuencia de rede, a resistencia a impulsos de alto voltaxe e a proba de descargas parciais, detectan eficazmente problemas de aislamento en diferentes etapas. Ademais, as caixas de protección IP66 proporcionan unha capa adicional de protección contra os perigos ambientais.

Centrándose nestes elementos de proba de aislamento, os operadores da rede eléctrica e o persoal de mantemento en Indonesia poden asegurar un funcionamento fiable e seguro dos interruptores de alta tensión de 126kV, contribuíndo á estabilidade do sistema de rede eléctrica en xeral.