Prueba del interruptor automático

Pruebas de Interruptores: Desafíos y Procedimientos

Realizar pruebas en interruptores es una tarea mucho más compleja en comparación con la prueba de otros equipos eléctricos como transformadores o máquinas, principalmente debido a las magnitudes extremadamente grandes de corrientes de cortocircuito involucradas. En contraste, las pruebas de transformadores se suelen clasificar en dos grupos principales: pruebas de tipo y pruebas de rutina.

Pruebas de Tipo de Interruptores

Las pruebas de tipo son esenciales para validar las capacidades y confirmar las características nominales de un interruptor. Estas pruebas se realizan en laboratorios de prueba especializados diseñados para manejar los requisitos únicos de las evaluaciones de interruptores. Las pruebas de tipo pueden clasificarse ampliamente en varias categorías clave, incluyendo pruebas de rendimiento mecánico, pruebas térmicas, pruebas dieléctricas o de aislamiento, y pruebas de cortocircuito, que evalúan aspectos como la capacidad de cierre, la capacidad de apertura, la corriente nominal de corta duración y el ciclo de operación.

Prueba Mecánica

La prueba mecánica es una evaluación crucial de las capacidades mecánicas del interruptor. Implica abrir y cerrar repetidamente el interruptor para asegurar que opera a la velocidad correcta y puede realizar sus funciones designadas sin experimentar fallas mecánicas. Esta prueba simula las condiciones de operación normales y extremas que el interruptor puede enfrentar durante su vida útil, verificando su durabilidad y confiabilidad en operaciones mecánicas.

Prueba Térmica

Las pruebas térmicas se realizan para examinar a fondo el comportamiento térmico de los interruptores. Durante estas pruebas, el interruptor en evaluación se somete a su corriente nominal fluyendo a través de sus polos en condiciones nominales. El objetivo es monitorear el aumento de temperatura en estado estacionario dentro del interruptor. Para corrientes menores a 800A de corriente normal, el aumento de temperatura permitido para la corriente nominal no debe superar los 40°C, mientras que para corrientes normales de 800A y superiores, el límite se establece en 50°C. Estos límites de temperatura son críticos para prevenir el sobrecalentamiento, lo que podría llevar a la degradación del aislamiento y al fallo de los componentes.

Prueba Dieléctrica

Las pruebas dieléctricas se realizan para evaluar la capacidad del interruptor para soportar voltajes de frecuencia de red e impulsos. Las pruebas de frecuencia de red se realizan típicamente en interruptores nuevos, con el voltaje de prueba variando según el voltaje nominal del interruptor. El voltaje de prueba, con una frecuencia que varía entre 15-100Hz, se aplica en tres configuraciones específicas: (1) entre los polos cuando el interruptor está cerrado, (2) entre el polo y tierra cuando el interruptor está abierto, y (3) a través de los terminales cuando el interruptor está abierto.

En las pruebas de impulso, se aplica una magnitud específica de voltaje de impulso al interruptor. Para interruptores al aire libre, se realizan pruebas tanto secas como húmedas para simular diferentes condiciones ambientales y asegurar la integridad del aislamiento del interruptor en diversas circunstancias.

Prueba de Cortocircuito

Las pruebas de cortocircuito se realizan en laboratorios de prueba de cortocircuito especializados, donde los interruptores se someten intencionalmente a condiciones de cortocircuito repentino. Se registran oscilogramas durante estas pruebas para analizar de cerca el comportamiento del interruptor en momentos críticos, incluyendo cuando se enciende, durante la interrupción de contacto y después de la extinción del arco.

Los oscilogramas registrados se estudian cuidadosamente, centrándose en parámetros como las corrientes de cierre y apertura (tanto simétricas como asimétricas), los voltajes de reestablecimiento, y en algunos casos, el equipo de maniobra se prueba en condiciones nominales. Este análisis detallado ayuda a comprender el rendimiento y la confiabilidad del interruptor durante las condiciones de fallo y a validar su diseño y calificaciones.

Pruebas de Rutina de Interruptores

Las pruebas de rutina se realizan de acuerdo con las normas recomendadas por el IEE-Business y las Normas Indianas. Estas pruebas se llevan a cabo generalmente en las instalaciones del fabricante y sirven para confirmar el funcionamiento adecuado del interruptor.

Una de las pruebas de rutina es la prueba de voltaje de frecuencia de red, que sigue los mismos procedimientos descritos en las pruebas de tipo. Además, se realiza una prueba de caída de milivoltios para medir la caída de voltaje en la ruta de corriente del mecanismo del interruptor, proporcionando información sobre la resistencia eléctrica e integridad de los componentes conductores de corriente. También se realiza una prueba operativa, donde se simula el mecanismo de disparo del interruptor cerrando artificialmente los contactos de los relés. Esta prueba verifica la capacidad del interruptor para responder correctamente a las señales de fallo y realizar sus funciones protectoras como se espera.