¿Qué pruebas se deben realizar para los interruptores de carga?
Como técnico con años de experiencia en pruebas de potencia en el sitio, comprendo la importancia y complejidad de las pruebas de interruptores de carga. A continuación, combino la experiencia práctica para elaborar sobre el proceso completo de pruebas de interruptores de carga, desde los ítems de prueba y métodos hasta el equipo y especificaciones del procedimiento.
I. Pruebas de Rendimiento Eléctrico Rutinario
(1) Prueba de Resistencia de Bucle
La resistencia de bucle es un indicador clave para evaluar la conductividad de un interruptor de carga. Sigo estrictamente las normas GB/T 3804 y GB 1984, utilizando el método de caída de tensión DC con una corriente de prueba de no menos de 100A. Para interruptores de carga de 10kV, los valores estándar varían según la calificación de corriente: ≤50μΩ a 630A y ≤20μΩ a 3150A.
Durante la prueba, uso un probador de resistencia de bucle SW-100A dedicado y verifico cuidadosamente que el fijador de prueba haga buen contacto con los contactos. El resultado de la prueba no debe superar el 120% del valor de fábrica; superar esto indica un mal contacto o daño mecánico. Siempre realizo las pruebas cuando las temperaturas son estables para evitar inexactitudes debido a cambios bruscos de temperatura.
(2) Prueba de Voltaje de Soporte de Frecuencia de Red
Esta prueba verifica la resistencia aislante de los interruptores de carga. Para interruptores de 10kV, aplico 42kV/1min entre fases y a tierra, y 48kV/1min a través del corte, con corriente de fuga ≤0.5mA.
Para interruptores de 24kV utilizados en entornos de alta altitud, el voltaje de soporte se ajusta por altitud (7% de aumento en el espacio eléctrico por cada 1000m). Usando un probador de voltaje de soporte WGD-40kV, aseguro que la forma de onda del voltaje de prueba sea estable. Si ocurre un fallo o un flashover, detengo inmediatamente la prueba para solucionar problemas y reparar defectos de aislamiento.
(3) Prueba de Interrupción de Corriente de Carga Activa
Esta prueba evalúa la capacidad de interrupción de los interruptores de carga según GB/T 3804. Realizo la prueba bajo condiciones de carga activa nominal, generalmente al 100% de la corriente nominal (por ejemplo, 630A).
Durante la prueba, monitoreo el pico de voltaje de recuperación transitorio (TRV) y las coordenadas de tiempo para asegurarme de que cumplan con los requisitos de diseño. Para interruptores de clase E1 (vida mecánica ≥100,000 ciclos), se requieren 10 pruebas de interrupción; E2 (≥300,000 ciclos) y E3 (≥1,000,000 ciclos) requieren 20 pruebas. Estos resultados son cruciales para evaluar el rendimiento operativo a largo plazo.
II. Pruebas de Condiciones Mecánicas
(1) Prueba de Vida Mecánica
La vida mecánica es un indicador clave de confiabilidad a largo plazo, clasificada como M1 (≥100,000 ciclos) y M2 (≥300,000 ciclos) según GB/T 3804.
Realizo operaciones de apertura/cierre sin carga mientras uso un probador de características mecánicas SWT11 para registrar parámetros como el tiempo de operación, recorrido y velocidad hasta que ocurra un atasco o movimiento anormal. Para interruptores que se operan con frecuencia, recomiendo pruebas de vida mecánica semestrales para evaluar la vida útil restante.
(2) Prueba de Sincronismo de Apertura/Cierre
El sincronismo es crítico para la confiabilidad de los interruptores trifásicos. Según GB 1984-2003, el sincronismo de apertura debe ser ≤1/6 ciclo de la frecuencia nominal (3.3ms a 50Hz), y el sincronismo de cierre ≤1/4 ciclo (5ms).
Usando un probador de características mecánicas de alta precisión, registro la diferencia de tiempo de las operaciones de los contactos trifásicos. Para interruptores con contactos de arco, distingo cuidadosamente entre las señales de los contactos principales y de arco para evitar errores de juicio. Si los resultados exceden los estándares, ajusto o reemplazo componentes en el mecanismo de operación.
(3) Prueba de Presión de Contacto y Desgaste
La presión de contacto y el desgaste afectan directamente la conductividad. La presión de contacto convencional de los interruptores de carga es típicamente ~200N, variando según el tipo: interruptores de inserción (por ejemplo, GW4, GW5) ≥130N por dedo, interruptores de pinza (por ejemplo, GW6, GW16) ≥300N, e interruptores de percusión (por ejemplo, serie GN2) ≥200N.
Usando un probador de presión de contacto ZSKC-9000, mido la presión de contacto de cada dedo a través de sensores de contacto simulados. También inspecciono el desgaste: para interruptores de vacío, las marcas de desgaste del contacto móvil no deben exceder 3mm, o se necesita reemplazo. Comparando los resultados de la prueba con los registros de fábrica, reemplazo los contactos si la presión disminuye más del 20% o el desgaste excede los límites.
III. Pruebas de Rendimiento de Aislamiento
(1) Prueba de Resistencia de Aislamiento
Esta prueba fundamental utiliza un megohmetro de 2500V para medir la resistencia de aislamiento entre fases y a tierra (≥1000MΩ) y la resistencia del circuito auxiliar (≥1MΩ para interruptores SF6).Aseguro que el interruptor esté abierto y aislado del sistema durante la prueba. Si la resistencia de aislamiento disminuye a <75% del valor inicial, sospecho de humedad o envejecimiento y realizo inspecciones adicionales. Realizo pruebas de resistencia antes y después de la prueba de voltaje de soporte, si los resultados difieren en >30%, se indican defectos de aislamiento.
(2) Prueba de Aislamiento de Gas SF6
Para interruptores SF6, pruebo la humedad del gas (≤150μL/L en cámaras de arco, ≤300μL/L en otros lugares), pureza (≥97%) y hermeticidad (≤10% de caída de presión en 24h) usando un detector GD-3000 y un espectrómetro infrarrojo.Resultados no conformes indican fugas o contaminación, requiriendo acción inmediata. Recomiendo pruebas de gas semestrales para interruptores SF6 en servicio para mantener la estabilidad del aislamiento.
(3) Prueba de Descargas Parciales (PD) para Aislamiento Sólido
Esta prueba evalúa resinas epoxi y otros aislamientos sólidos según GB/T 3906-2020: PD debe ser ≤20pC a 1.2× voltaje nominal para aislamiento sólido, y ≤100pC para aislamiento de aire.Se realiza en un laboratorio totalmente blindado usando un probador de PD Haefely DDX-9101 con un transformador libre de PD, exceder los límites indica vacíos o defectos en el aislamiento. Realizo pruebas de PD en nuevos interruptores de aislamiento sólido antes de su puesta en marcha para garantizar la calidad.
IV. Pruebas de Adaptabilidad a Entornos Especiales
(1) Prueba de Entorno de Alta Altitud
Según GB/T 20626.1-2017, ajusto los niveles de aislamiento para la altitud: G2 (1000-2000m), G2.5 (2000-2500m), G3 (2500-3000m), G4 (3000-4000m), G5 (4000-5000m).Probando en un entorno de altitud simulado (por ejemplo, 80kPa para 2000m), verifico los espacios eléctricos (7% de aumento por cada 1000m) y las distancias de rastreo (25% de aumento para nivel de contaminación 3). Las pruebas de PD en simulación requieren ≤10pC para prevenir el envejecimiento por corona bajo baja presión.
(2) Prueba de Entorno de Frío Extremo
Para regiones frías, pruebo la resistencia de aislamiento a bajas temperaturas (-40°C: circuito principal ≥0.4MΩ, circuito auxiliar ≥1MΩ) y el rendimiento operativo.A -40°C, verifico el voltaje de apertura/cierre y el sincronismo, comprobando atascos mecánicos. Se recomiendan pruebas de frío trimestrales para interruptores en entornos de frío prolongado.
(3) Prueba de Entorno de Alta Polución de Polvo
Pruebo la protección IP54+ según GB/T 4208 usando una cámara de polvo y arena GD-1000 (prueba de 8 horas) y monitoreo la disipación de calor con un termógrafo infrarrojo (elevación de temperatura ≤50K bajo carga completa).Se recomiendan pruebas trimestrales para limpiar el polvo y reemplazar sellos envejecidos.
(4) Prueba de Entorno de Rocío Salino Costero
Siguiendo ISO 9227, realizo pruebas CASS (48h, 50°C, pH3.1-3.3) o de rocío salino neutro (480h), luego inspecciono la corrosión. La hermeticidad se verifica mediante la caída de presión (≤10% de caída en 24h) o espectrometría de masas de helio.Se recomienda una prueba anual para interruptores costeros.
(5) Prueba de Entorno de Interferencia Electromagnética (EMI) Industrial
Realizo pruebas de compatibilidad EMC según GB/T 17626.2 (ESD ±8kV), GB/T 17626.3 (inmunidad radiada 10V/m) y GB/T 17626.12 (campo magnético oscilante amortiguado 200A/m).
Para EMI de alta frecuencia, pruebo las bandas de 3MHz, 10MHz y 30MHz según IEC 61000-4-18, verificando la tasa de error de bit (≤10⁻⁶) y la resistencia de tierra de cables blindados (≤0.5Ω). Se recomiendan pruebas de EMC semestrales para entornos con alta EMI.
(6) Prueba de Escenario Integrado de Fotovoltaico-Almacenamiento-Carga
Uso un analizador de protocolos (por ejemplo, Wireshark) para verificar la compatibilidad entre el PCS de almacenamiento de energía y las pilas de carga (por ejemplo, Modbus RTU). Las pruebas de respuesta a carga dinámica simulan la operación a plena carga de PV, almacenamiento y carga para evaluar la capacidad de sobrecarga (120% de corriente nominal) y el tiempo de protección (diferencia de tiempo de disparo entre inversor PV y PCS ≤5ms).
V. Herramientas y Equipos de Prueba
(1) Probador de Resistencia de Bucle
La distorsión armónica (THD≤5%) y la fluctuación de voltaje (≤2%) se miden en el punto de conexión común usando un APView400. Se recomiendan pruebas trimestrales para escenarios integrados.
Modelos como SW-100A y SW-2000 usan el método de caída de tensión DC con corriente de 100A+, presentando un error ≤0.1% para mediciones precisas. Aseguro un contacto firme del fijador y selecciono rangos apropiados para diferentes calificaciones de corriente.
(2) Probador de Características Mecánicas
Dispositivos como SWT11 y MOEORW-5180 miden la velocidad de apertura/cierre, el sincronismo y la presión de contacto con un error ≤1%. Para interruptores con contactos de arco, distingo puntos de señal para evitar errores, manteniendo el sensor vertical al cuerpo del interruptor.
(3) Detector de Gas SF6
Modelos como GD-3000 y probadores de pureza SF6 miden la humedad (±5% de precisión), pureza (±0.5%) y presión (±0.1%). Uso tubos de muestreo dedicados para asegurar muestras de gas representativas para pruebas semestrales.
(4) Detector de Descargas Parciales
Probadores de alta sensibilidad (1pC) como Haefely DDX-9101 y Siemens PD160 se usan en laboratorios blindados con transformadores libres de PD para pruebas previas a la puesta en marcha de nuevos interruptores de aislamiento sólido.
