Interruttore disconnettente ad aria per alta tensione AC Test routine secondo la norma IEC 62271-102
Disgiuntori ad aria ad alta tensione e interruttori di terra: funzione, tipologie e prove di routine
Funzione dei disgiuntori ad aria ad alta tensione
I disgiuntori ad aria ad alta tensione svolgono un ruolo cruciale nei sistemi di potenza ad alta tensione fornendo isolamento elettrico e visibile tra diverse parti del sistema. Questo isolamento è essenziale sia per le operazioni quotidiane normali che per le attività di manutenzione o riparazione. Le due principali forme di isolamento sono:
Isolamento per l'operazione normale:Durante l'operazione normale, alcuni componenti del sistema di potenza, come i reattori shunt, possono essere necessari solo durante periodi di carico leggero. Questi componenti possono essere esclusi utilizzando interruttori e poi isolati utilizzando disgiuntori quando non sono necessari (ad esempio, durante i periodi di carico massimo). Ciò consente una gestione efficiente delle risorse del sistema di potenza.
Isolamento per manutenzione e riparazione:Quando le linee di trasmissione, i trasformatori, gli interruttori o altre attrezzature della stazione richiedono manutenzione o riparazione, è fondamentale isolare questi componenti dal resto del sistema per garantire la sicurezza. I disgiuntori ad aria forniscono un'interruzione visibile nel circuito, permettendo ai lavoratori di confermare che la sezione del sistema su cui stanno lavorando è smaltita e sicura da accedere.
Tipologie di disgiuntori ad aria ad alta tensione e interruttori di terra
I disgiuntori ad aria ad alta tensione e gli interruttori di terra sono disponibili in varie tipologie e disposizioni di montaggio. Le quattro tipologie più comunemente utilizzate sono:
Tipo con interruzione verticale:Nel tipo con interruzione verticale, il contatto mobile si muove verticalmente per aprire o chiudere il disgiuntore. Questa configurazione è adatta per applicazioni in cui lo spazio è limitato, poiché richiede meno spazio orizzontale.
Tipo con interruzione centrale laterale:Nel tipo con interruzione centrale laterale, il contatto mobile si interrompe al centro del disgiuntore, con i contatti su entrambi i lati rimanenti fermi. Questa configurazione fornisce un'indicazione visiva chiara della posizione aperta ed è spesso utilizzata nelle applicazioni di quadri elettrici.
Tipo con interruzione doppia laterale:Questo tipo ha contatti mobili che si interrompono su entrambi i lati del disgiuntore. Fornisce un isolamento più robusto ed è comunemente utilizzato nelle sottostazioni ad alta tensione dove l'isolamento affidabile è critico.
Tipo a pantografo:Il tipo a pantografo utilizza un meccanismo a forbice per separare i contatti. Questa configurazione è particolarmente utile per applicazioni ad alta tensione in cui sono necessarie grandi distanze tra i contatti per garantire un isolamento adeguato.
Prove di routine sui disgiuntori ad alta tensione e sugli interruttori di terra
Le prove di routine vengono eseguite per garantire che i disgiuntori ad alta tensione e gli interruttori di terra soddisfino gli standard e le specifiche richieste. Queste prove sono progettate per rivelare eventuali difetti nei materiali o nella costruzione senza compromettere le proprietà o la affidabilità dell'equipaggiamento. Secondo gli standard IEC 62271-1 e IEC 62271-102, solitamente vengono condotte le seguenti prove di routine:
Prova dielettrica sul circuito principale:Viene applicata una prova a corrente alternata a breve durata, con frequenza di 50 o 60 Hz, al circuito principale. La tensione di prova è specificata negli standard IEC pertinenti e deve essere regolata in base al fattore di quota.
Lo scopo di questa prova è verificare la resistenza dielettrica del disgiuntore e assicurarsi che possa sopportare la tensione nominale senza cedimenti. I valori di tensione di prova sono forniti nelle tabelle standard, e il fattore di quota deve essere considerato per tenere conto della ridotta resistenza dielettrica dell'aria alle quote elevate.
Prova di funzionamento meccanico:Questa prova garantisce che il disgiuntore possa funzionare correttamente nelle condizioni operative normali. Controlla la fluidità dei meccanismi di apertura e chiusura, nonché l'allineamento dei contatti. La prova verifica anche che il disgiuntore possa gestire il numero specificato di operazioni senza guasti.
Prova di aumento di temperatura:Questa prova misura l'aumento di temperatura del disgiuntore nelle condizioni di corrente nominale. L'obiettivo è assicurare che l'aumento di temperatura non superi i limiti consentiti, che potrebbero portare a sovraccarichi e a potenziali danni all'equipaggiamento.
Prova di resistenza a cortocircuito:Questa prova valuta la capacità del disgiuntore di resistere agli effetti termici ed elettrodinamici di un guasto a cortocircuito. Sebbene i disgiuntori non siano progettati per interrompere i cortocircuiti, devono essere in grado di rimanere intatti e isolare in sicurezza la sezione del sistema guastata.
Prova di funzionamento dell'interruttore di terra:Per gli interruttori di terra, viene eseguita una prova separata per assicurare che l'interruttore possa connettere correttamente il sistema a terra. Questa prova controlla l'affidabilità della funzione di terra, che è critica per la sicurezza durante le operazioni di manutenzione e riparazione.
Prova di resistenza isolante:Questa prova misura la resistenza isolante tra le parti viventi e la terra per assicurare che non ci sia corrente di fuga. Una resistenza isolante elevata indica che l'isolamento del disgiuntore è in buone condizioni.
Ispezione visiva:Viene eseguita un'ispezione visiva approfondita per controllare eventuali danni fisici, corrosioni o usura sul disgiuntore e sui suoi componenti. Questa ispezione aiuta a identificare eventuali problemi che potrebbero influire sulle prestazioni o sulla sicurezza dell'equipaggiamento.
Importanza delle prove di routine
Le prove di routine sono essenziali per garantire che i disgiuntori ad alta tensione e gli interruttori di terra funzionino correttamente e possano eseguire in sicurezza le loro funzioni di isolamento. Queste prove sono solitamente eseguite presso la fabbrica del produttore, ma, per accordo, possono essere eseguite anche sul sito. Le prove aiutano a identificare eventuali difetti o debolezze nell'equipaggiamento prima che venga installato o messo in servizio, assicurando che il sistema di potenza funzioni in modo affidabile e sicuro.
Aderendo agli standard IEC 62271-1 e IEC 62271-102, i produttori e gli operatori possono mantenere l'integrità e le prestazioni dei disgiuntori ad alta tensione e degli interruttori di terra, migliorando così la sicurezza e l'efficienza complessive del sistema di potenza.
Quando l'isolamento del disgiuntore e dell'interruttore di terra è fornito solo da isolatori a nucleo solido e aria alla pressione ambiente, la prova di resistenza alla tensione di corrente alternata può essere omessa se le dimensioni tra le parti conduttrici - tra fasi, attraverso dispositivi di commutazione aperti e tra parti conduttrici e telaio - vengono controllate mediante misurazioni dimensionali.
Prove dielettriche sugli interruttori di terra e sui circuiti ausiliari/di controllo nei disgiuntori ad alta tensione
Prova dielettrica sugli interruttori di terra
Quando si esegue una prova dielettrica sugli interruttori di terra, la tensione di prova viene applicata con l'interruttore di terra in posizione aperta. La prova viene eseguita in due condizioni specifiche per garantire un'isolazione adeguata tra diverse parti dell'interruttore:
Tra terminali isolati adiacenti (con basi a terra):La tensione di prova viene applicata tra terminali isolati adiacenti mentre le basi dell'interruttore sono a terra. Ciò garantisce che vi sia un'isolazione sufficiente tra i terminali per prevenire eventuali cortocircuiti accidentali o cedimenti elettrici.
Tra tutti i terminali isolati collegati insieme (con basi a terra):In questa condizione, tutti i terminali isolati sono collegati insieme, e la tensione di prova viene applicata tra questo gruppo di terminali e le basi a terra. Questa prova controlla l'integrità isolante complessiva dell'interruttore, assicurando che non vi sia corrente di fuga tra i terminali e la terra.
2. Prova dielettrica sui circuiti ausiliari e di controllo nel meccanismo di comando
Ispettazione e verifica della conformità
Qualità dei materiali e dell'assemblaggio:Vengono ispezionati la natura dei materiali utilizzati nei circuiti ausiliari e di controllo, la qualità dell'assemblaggio, la finitura e qualsiasi rivestimento protettivo contro la corrosione. Ciò garantisce che i componenti siano adatti al loro uso previsto e non si degradino nel tempo.
Isolamento termico:Viene eseguita un'ispezione visiva per verificare l'installazione soddisfacente dell'isolamento termico. Un isolamento termico adeguato è cruciale per prevenire il surriscaldamento e garantire la longevità dell'equipaggiamento.
Routage dei conduttori e dei cavi:Viene controllato il routage dei conduttori, dei cavi e dei riscaldamenti per assicurare che siano installati correttamente e non presentino rischi di danni o interferenze. Vengono inoltre eseguiti controlli di resistenza sui riscaldamenti per assicurare che funzionino correttamente.
Prove funzionali
Funzionalità dei circuiti a bassa tensione:Viene eseguita una prova funzionale su tutti i circuiti a bassa tensione, inclusi relè, contattori e magneti di blocco, per verificare che i circuiti ausiliari e di controllo funzionino correttamente in connessione con altre parti del disgiuntore. Il meccanismo di blocco deve essere inoltre controllato per assicurare che funzioni come previsto.
Protezione contro scosse elettriche:Vengono eseguite ispezioni visive per verificare che vi sia una protezione adeguata contro il contatto diretto con il circuito principale e che le parti dell'equipaggiamento ausiliario e di controllo, che possono essere toccate durante l'operazione normale, siano accessibili in sicurezza. Ciò garantisce che gli operatori siano protetti da scosse elettriche.
Prove dielettriche sui circuiti ausiliari e di controllo
Prove a corrente alternata:Vengono eseguite solo prove a corrente alternata sui circuiti ausiliari e di controllo. La tensione di prova è di 1 kV o 2 kV con una durata di 1 secondo a frequenza di 50 o 60 Hz. Questa prova garantisce che l'isolamento dei circuiti a bassa tensione possa sopportare la tensione nominale senza cedimenti.
3. Misurazione della resistenza del circuito principale
Per la prova di routine, viene misurata la caduta di tensione continua o la resistenza di ogni polo del circuito principale in condizioni il più possibile simili a quelle utilizzate durante la prova di tipo. Specificatamente:La temperatura dell'aria ambiente e i punti di misurazione dovrebbero essere il più possibile vicini a quelli durante la prova di tipo.
La resistenza misurata non dovrebbe superare 1,2 × Ru, dove Ru è la resistenza misurata prima della prova di aumento di temperatura. Ciò garantisce che la resistenza del circuito principale rimanga entro limiti accettabili, indicando che i contatti sono in buone condizioni e il circuito può trasportare la corrente nominale senza surriscaldamenti eccessivi.
4. Controlli di progettazione e ispezione visiva
I disgiuntori e gli interruttori di terra devono sottoporsi a controlli di progettazione e ispezione visiva approfonditi per garantire che siano conformi alla specifica di acquisto. Ciò include:
Verifica della conformità:Assicurarsi che tutti i componenti, i materiali e la costruzione soddisfino i requisiti specificati nel contratto o nell'ordine di acquisto.
Ispezione dei componenti:Controllare eventuali difetti visibili, come crepe, corrosioni o assemblaggi impropri, che potrebbero influire sulle prestazioni o sulla sicurezza dell'equipaggiamento.
Etichettatura e marcatura:Verificare che tutte le etichette, le marcature e i tag di identificazione necessari siano presenti e leggibili, inclusi i rating di tensione, le istruzioni di utilizzo e i messaggi di avvertimento sulla sicurezza.
5. Prove di funzionamento meccanico
Vengono eseguite prove di funzionamento meccanico per garantire che i disgiuntori o gli interruttori di terra funzionino correttamente entro i limiti specificati di tensione e pressione di alimentazione dei loro meccanismi di comando. Queste prove vengono eseguite senza tensione o corrente nel circuito principale. Vengono verificati i seguenti aspetti:
Prestazioni del meccanismo di comando
