Quais testes precisam ser realizados para os interruptores de carga?
Como técnico com anos de experiência em campo em testes de energia, compreendo a importância e a complexidade dos testes de chaves de carga. Abaixo, combino a experiência prática para elaborar sobre o processo completo de teste de chaves de carga, desde os itens e métodos de teste até o equipamento e as especificações procedimentais.
I. Teste de Desempenho Elétrico Rotineiro
(1) Teste de Resistência de Loop
A resistência de loop é um indicador central para avaliar a condutividade de uma chave de carga. Sigo estritamente os padrões GB/T 3804 e GB 1984, usando o método de queda de tensão DC com uma corrente de teste de não menos de 100A. Para chaves de carga de 10kV, os valores padrão variam conforme a classificação de corrente: ≤50μΩ em 630A e ≤20μΩ em 3150A.
Durante o teste, uso um medidor de resistência de loop SW-100A dedicado e verifico cuidadosamente que o dispositivo de teste faz bom contato com os contatos. O resultado do teste não deve exceder 120% do valor de fábrica; ultrapassar isso indica mau contato ou dano mecânico. Sempre realizo testes quando as temperaturas são estáveis para evitar imprecisões devido a mudanças súbitas de temperatura.
(2) Teste de Tensão de Frequência de Potência
Este teste verifica a resistência à isolação das chaves de carga. Para chaves de 10kV, aplico 42kV/1min entre fases e para terra, e 48kV/1min através da interrupção, com corrente de fuga ≤0,5mA.
Para chaves de 24kV usadas em ambientes de alta altitude, a tensão de resistência é ajustada pela altitude (7% de aumento na clareança elétrica por cada 1000m). Usando um medidor de tensão de resistência WGD-40kV, garanto que a forma de onda da tensão de teste seja estável. Se ocorrer rompimento ou flashover, paro imediatamente o teste para diagnosticar e reparar defeitos de isolamento.
(3) Teste de Interrupção de Corrente de Carga Ativa
Este teste avalia a capacidade de interrupção de chaves de carga conforme GB/T 3804. Realizo o teste sob condições de carga ativa nominal, geralmente em 100% da corrente nominal (por exemplo, 630A).
Durante o teste, monitoro o pico de tensão de recuperação transitória (TRV) e as coordenadas de tempo para garantir que atendam aos requisitos de projeto. Para chaves de classe E1 (vida útil mecânica ≥100.000 ciclos), são necessários 10 testes de interrupção; E2 (≥300.000 ciclos) e E3 (≥1.000.000 de ciclos) requerem 20 testes. Esses resultados são cruciais para avaliar o desempenho operacional a longo prazo.
II. Teste de Condição Mecânica
(1) Teste de Vida Útil Mecânica
A vida útil mecânica é um indicador-chave de confiabilidade a longo prazo, classificada como M1 (≥100.000 ciclos) e M2 (≥300.000 ciclos) conforme GB/T 3804.
Realizo operações de abertura/fechamento sem carga, usando um medidor de características mecânicas SWT11 para registrar parâmetros como tempo de operação, curso e velocidade até que ocorra travamento ou movimento anormal. Para chaves frequentemente operadas, recomendo testes de vida útil mecânica semestrais para avaliar a vida útil restante.
(2) Teste de Sincronismo de Abertura/Fechamento
O sincronismo é crucial para a confiabilidade de chaves trifásicas. Conforme GB 1984-2003, o sincronismo de abertura deve ser ≤1/6 ciclo da frequência nominal (3,3ms a 50Hz) e o sincronismo de fechamento ≤1/4 ciclo (5ms).
Usando um medidor de características mecânicas de alta precisão, registro a diferença de tempo das operações de contato trifásico. Para chaves com contatos arqueadores, distingo cuidadosamente entre os sinais dos contatos principais e arqueadores para evitar mal-entendidos. Se os resultados excederem os padrões, ajusto ou substituo componentes no mecanismo de operação.
(3) Teste de Pressão e Desgaste de Contato
A pressão e o desgaste do contato afetam diretamente a condutividade. A pressão de contato convencional de chaves de carga é tipicamente ~200N, variando conforme o tipo: chaves de inserção (por exemplo, GW4, GW5) ≥130N por dedo, chaves de pinça (por exemplo, GW6, GW16) ≥300N, e chaves de batente (por exemplo, série GN2) ≥200N.
Usando um medidor de pressão de contato ZSKC-9000, medo a pressão de contato de cada dedo via sensores de contato simulados. Também inspeciono o desgaste: para chaves a vácuo, marcas de desgaste do contato móvel não devem exceder 3mm, ou a substituição é necessária. Comparando os resultados do teste com os registros de fábrica, substituo contatos se a pressão cair mais de 20% ou o desgaste exceder os limites.
III. Teste de Desempenho de Isolamento
(1) Teste de Resistência de Isolamento
Este teste fundamental usa um megômetro de 2500V para medir a resistência de isolamento entre fases e para terra (≥1000MΩ) e a resistência do circuito auxiliar (≥1MΩ para chaves SF6).Garanto que a chave esteja aberta e isolada do sistema durante o teste. Se a resistência de isolamento cair para <75% do valor inicial, suspeito de umidade ou envelhecimento e realizo inspeções adicionais. Realizo testes de resistência antes e depois do teste de tensão de resistência - se os resultados diferirem em >30%, indicam defeitos de isolamento.
(2) Teste de Isolamento de Gás SF6
Para chaves SF6, testo a umidade do gás (≤150μL/L nas câmaras de arco, ≤300μL/L em outros lugares), a pureza (≥97%) e a estanqueidade (≤10% de queda de pressão em 24h) usando um detector GD-3000 e um espectrômetro de infravermelho.Resultados fora dos padrões indicam vazamento ou contaminação, exigindo ação imediata. Recomendo testes de gás semestrais para chaves SF6 em serviço para manter a estabilidade do isolamento.
(3) Teste de Descarga Parcial (DP) para Isolamento Sólido
Este teste verifica o isolamento de epóxi e outros materiais sólidos conforme GB/T 3906-2020: a DP deve ser ≤20pC em 1,2 vezes a tensão nominal para isolamento sólido, e ≤100pC para isolamento a ar.Conduzido em um laboratório totalmente blindado usando um medidor de DP Haefely DDX-9101 com um transformador livre de DP, exceder os limites indica vazios ou defeitos no isolamento. Realizo testes de DP em novas chaves com isolamento sólido antes da comissão para garantir a qualidade.
IV. Teste de Adaptabilidade a Ambientes Especiais
(1) Teste de Ambiente de Alta Altitude
Conforme GB/T 20626.1-2017, ajusto os níveis de isolamento para a altitude: G2 (1000-2000m), G2.5 (2000-2500m), G3 (2500-3000m), G4 (3000-4000m), G5 (4000-5000m).Testando em um ambiente de altitude simulado (por exemplo, 80kPa para 2000m), verifico as clareanças elétricas (7% de aumento por cada 1000m) e as distâncias de rastreamento (25% de aumento para nível de poluição 3). Os testes de DP em simulação exigem ≤10pC para prevenir o envelhecimento por corona sob baixa pressão.
(2) Teste de Ambiente de Extremo Frio
Para regiões frias, testo a resistência de isolamento a baixas temperaturas (-40°C: circuito principal ≥0,4MΩ, circuito auxiliar ≥1MΩ) e o desempenho operacional.A -40°C, verifico a tensão de abertura/fechamento e o sincronismo, verificando travamentos mecânicos. Recomendo testes trimestrais de frio para chaves em ambientes frios a longo prazo.
(3) Teste de Ambiente de Alta Poeira
Testo a proteção IP54+ conforme GB/T 4208 usando uma câmara de poeira GD-1000 (teste de 8 horas) e monitore a dissipação de calor com uma câmera térmica de infravermelho (aumento de temperatura ≤50K sob carga total).Recomendo testes trimestrais para limpar a poeira e substituir selos envelhecidos.
(4) Teste de Ambiente de Nevoeiro Salino Costeiro
Seguindo ISO 9227, realizo testes CASS (48h, 50°C, pH3.1-3.3) ou de nevoeiro salino neutro (480h), então inspeciono a corrosão. A estanqueidade é verificada por meio de decréscimo de pressão (≤10% de queda em 24h) ou espectrometria de massa de hélio.Recomendo testes anuais para chaves costeiras.
(5) Teste de Ambiente de Interferência Eletromagnética Industrial (EMI)
Realizo testes de compatibilidade EMC conforme GB/T 17626.2 (ESD ±8kV), GB/T 17626.3 (imunidade radiada 10V/m) e GB/T 17626.12 (campo magnético oscilante amortecido 200A/m).
Para EMI de alta frequência, testo as faixas de 3MHz, 10MHz e 30MHz conforme IEC 61000-4-18, verificando a taxa de erro de bit (≤10⁻⁶) e a resistência de aterramento do cabo blindado (≤0,5Ω). Recomendo testes semestrais de EMC para ambientes com alta EMI.
(6) Teste de Cenário Integrado de Fotovoltaico-Armazenamento-Carga
Uso um analisador de protocolo (por exemplo, Wireshark) para verificar a compatibilidade entre o PCS de armazenamento de energia e as pilhas de carregamento (por exemplo, Modbus RTU). Testes de resposta de carga dinâmica simulam a operação sob carga total de PV, armazenamento e carregamento para avaliar a capacidade de sobrecarga (120% da corrente nominal) e o tempo de proteção (diferença de tempo de disparo entre inversor PV e PCS ≤5ms).
V. Ferramentas e Equipamentos de Teste
(1) Medidor de Resistência de Loop
A distorção harmônica (THD≤5%) e a flutuação de tensão (≤2%) são medidas no ponto de conexão comum usando um APView400. Recomendo testes trimestrais para cenários integrados.
Modelos como SW-100A e SW-2000 usam o método de queda de tensão DC com corrente de 100A+, apresentando erro ≤0,1% para medições precisas. Garanto o contato firme do dispositivo de teste e seleciono as faixas apropriadas para diferentes classificações de corrente.
(2) Medidor de Características Mecânicas
Dispositivos como SWT11 e MOEORW-5180 medem a velocidade de abertura/fechamento, o sincronismo e a pressão de contato com erro ≤1%. Para chaves com contatos arqueadores, distingo os pontos de sinal para evitar mal-entendidos, mantendo o sensor vertical ao corpo da chave.
(3) Detector de Gás SF6
Modelos como GD-3000 e testadores de pureza SF6 medem a umidade (±5% de precisão), a pureza (±0,5%) e a pressão (±0,1%). Uso tubos de amostragem dedicados para garantir amostras representativas de gás para testes semestrais.
(4) Detetor de Descarga Parcial
Testadores de alta sensibilidade (1pC) como Haefely DDX-9101 e Siemens PD160 são usados em laboratórios blindados com transformadores livres de DP para testes pré-comissionamento em novas chaves com isolamento sólido.
