Probas combinadas de voltaxe dieléctrica (proba BIAS) en interruptores

Proba de polarización dieléctrica de interruptores de alta tensión

A proba de polarización dieléctrica é un procedemento crítico utilizado para avaliar o rendemento do aislamento de interruptores de alta tensión (CBs) en condicións que simulen as tensiones reais. Nesta proba, o interruptor está sometido simultaneamente a dúas voltaxes diferentes: unha voltagem de frecuencia de rede (PF) e ou ben un impulso de conmutación (SW) ou un impulso de raio (LI). Esta combinación de voltaxes imita as condicións reais de voltagem que un interruptor aberto pode experimentar durante a operación.

Configuración e condicións da proba

1. Voltagem de frecuencia de rede (PF):

• Aplicada nun terminal (Terminal A).

• Para as probas de polarización SW, a voltagem PF corresponde á voltagem nominal fase-a-terra do sistema. Isto reflete as condicións reais onde os sobretensiones de conmutación suceden frecuentemente preto do pico da onda de voltagem de frecuencia de rede.

• Para as probas de polarización LI, a voltagem PF está fixada ao 70% da voltagem nominal fase-a-terra. Isto debeuse a que os sobretensiones de raio poden ocorrer en calquera momento, e o estándar escolliu un compromiso entre as condicións de estrés menos e máis severas.

2. Voltagem de impulso (SW ou LI):

• Aplicada no outro terminal (Terminal B).

• A voltagem de impulso está sincronizada para coincidir co pico oposto da voltagem de frecuencia de rede. Isto significa que se a voltagem PF está no seu pico negativo, a voltagem de impulso aplicarase no seu pico positivo, e viceversa.

• A voltagem total entre os terminais é a suma da voltagem PF e a voltagem de impulso.

Sincronización

• Para as probas de polarización SW, o impulso de conmutación está sincronizado co valor máximo da voltagem PF negativa. Isto asegura que o interruptor sexa probado nas condicións máis severas, xa que os sobretensiones de conmutación tipicamente ocorren cando a voltagem de frecuencia de rede está preto do seu pico.

• Para as probas de polarización LI, o impulso de raio tamén está sincronizado co pico negativo da voltagem PF, pero a voltagem PF é menor (70% da voltagem nominal) debido á natureza aleatoria dos impactos de raio.

Propósito da proba

O propósito da proba de polarización dieléctrica é asegurar que o sistema de aislamento do interruptor pode resistir os efectos combinados das voltaxes de frecuencia de rede e de impulso, que son comúns nas aplicacións reais. Ao someter o CB a estas condicións, os fabricantes poden verificar que o aislamento non se deteriorará baixo os cenarios de voltagem máis desafiadores.

Exemplo: Interruptor de alta tensión ABB na proba de polarización dieléctrica

No seguinte escenario, un interruptor de alta tensión ABB está sendo probado baixo condicións de polarización dieléctrica:

• Terminal A: Aplica-se a voltagem de frecuencia de rede (PF).

• Terminal B: Aplica-se un impulso de conmutación (SW) ou un impulso de raio (LI), sincronizado co valor máximo da voltagem PF negativa.

Esta configuración asegura que o interruptor sexa probado en condicións que se asímilen moito ás que experimentaría en funcionamento real, proporcionando unha avaliación fiable do seu rendemento de aislamento.

Resumo dos puntos clave

• Voltagem PF: Aplicada nun terminal, correspondente á voltagem nominal fase-a-terra para as probas de polarización SW ou 70% da voltagem nominal para as probas de polarización LI.

• Voltagem de impulso: Aplicada no outro terminal, sincronizada co pico oposto da voltagem PF.

• Voltagem total: A suma da voltagem PF e a voltagem de impulso.

• Sincronización: Para as probas de polarización SW, o impulso está sincronizado co valor máximo da voltagem PF negativa; para as probas de polarización LI, a mesma sincronización é utilizada, pero cunha voltagem PF inferior.

• Propósito: Simular as condicións de voltagem reais e asegurar que o aislamento do interruptor pode manexar as tensiones combinadas da frecuencia de rede e as voltaxes de impulso.