Pruebas combinadas de voltaje dieléctrico (prueba BIAS) en interruptores
Prueba de Sesgo Dieléctrico en Interruptores de Alta Tensión
La prueba de sesgo dieléctrico es un procedimiento crítico utilizado para evaluar el rendimiento del aislamiento de los interruptores de alta tensión (CBs) bajo condiciones que simulan las tensiones reales. En esta prueba, el interruptor de circuito se somete a dos voltajes separados simultáneamente: un voltaje de frecuencia de red (PF) y un impulso de conmutación (SW) o un impulso de rayo (LI). Esta combinación de voltajes imita las condiciones de tensión reales que un interruptor de circuito abierto puede experimentar durante la operación.
Configuración y Condiciones de la Prueba
Voltaje de Frecuencia de Red (PF):
Se aplica en un terminal (Terminal A).
Para las pruebas de sesgo SW, el voltaje PF corresponde al voltaje nominal fase-tierra del sistema. Esto refleja las condiciones reales donde los sobretensiones de conmutación suelen ocurrir cerca del pico del voltaje de frecuencia de red.
Para las pruebas de sesgo LI, el voltaje PF se establece en el 70% del voltaje nominal fase-tierra. Esto se debe a que las sobretensiones por rayos pueden ocurrir en cualquier momento, y la norma ha elegido un compromiso entre las condiciones de estrés menos y más severas.
Voltaje Impulsivo (SW o LI):
Se aplica en el otro terminal (Terminal B).
El voltaje impulsivo está sincronizado para coincidir con el pico opuesto del voltaje de frecuencia de red. Esto significa que si el voltaje PF está en su pico negativo, el voltaje impulsivo se aplicará en su pico positivo, y viceversa.
El voltaje total entre los terminales es la suma del voltaje PF y el voltaje impulsivo.
Sincronización
Para las pruebas de sesgo SW, el impulso de conmutación se sincroniza con el valor máximo del voltaje PF negativo. Esto asegura que el interruptor de circuito se pruebe bajo las condiciones más severas, ya que las sobretensiones de conmutación suelen ocurrir cuando el voltaje de frecuencia de red está cerca de su pico.
Para las pruebas de sesgo LI, el impulso de rayo también se sincroniza con el pico negativo del voltaje PF, pero el voltaje PF es menor (70% del voltaje nominal) debido a la naturaleza aleatoria de los rayos.
Propósito de la Prueba
El propósito de la prueba de sesgo dieléctrico es garantizar que el sistema de aislamiento del interruptor de circuito pueda soportar los efectos combinados de los voltajes de frecuencia de red e impulsivos, que son comunes en aplicaciones reales. Al someter el CB a estas condiciones, los fabricantes pueden verificar que el aislamiento no se romperá bajo los escenarios de tensión más desafiantes.
Ejemplo: Interruptor de Alta Tensión ABB en Prueba de Sesgo Dieléctrico
En el siguiente escenario, un interruptor de alta tensión ABB se está probando bajo condiciones de sesgo dieléctrico:
Terminal A: Se aplica el voltaje de frecuencia de red (PF).
Terminal B: Se aplica un impulso de conmutación (SW) o de rayo (LI), sincronizado con el valor máximo del voltaje PF negativo.
Esta configuración asegura que el interruptor de circuito se pruebe bajo condiciones que se asemejen a las que encontraría en la operación real, proporcionando una evaluación confiable de su rendimiento de aislamiento.
Resumen de Puntos Clave
Voltaje PF: Se aplica en un terminal, correspondiente al voltaje nominal fase-tierra para las pruebas de sesgo SW o al 70% del voltaje nominal para las pruebas de sesgo LI.
Voltaje Impulsivo: Se aplica en el otro terminal, sincronizado con el pico opuesto del voltaje PF.
Voltaje Total: La suma del voltaje PF y el voltaje impulsivo.
Sincronización: Para las pruebas de sesgo SW, el impulso se sincroniza con el voltaje PF negativo máximo; para las pruebas de sesgo LI, se utiliza la misma sincronización, pero con un voltaje PF más bajo.
Propósito: Simular las condiciones de tensión reales y garantizar que el aislamiento del interruptor de circuito pueda manejar los estrés combinados de los voltajes de frecuencia de red e impulsivos.
