Prueba del banco de condensadores
Se utiliza la norma ANSI, IEEE, NEMA o IEC para probar un banco de capacitores.
Existen tres tipos de pruebas realizadas en bancos de capacitores. Estas son
Pruebas de Diseño o Pruebas de Tipo.
Pruebas de Producción o Pruebas Rutinarias.
Pruebas de Campo o Pruebas Pre-comisionamiento.
Pruebas de Diseño o Pruebas de Tipo del Banco de Capacitores
Cuando un fabricante lanza un nuevo diseño de capacitor de potencia, se debe probar si el nuevo lote de capacitores cumple con la norma o no. Las pruebas de diseño o de tipo no se realizan en cada capacitor individual, sino en algunos capacitores seleccionados al azar para garantizar el cumplimiento de la norma.
Durante el lanzamiento de un nuevo diseño, una vez realizadas estas pruebas de diseño, no es necesario repetirlas para ningún lote de producción posterior hasta que se cambie el diseño. Las pruebas de tipo o de diseño suelen ser destructivas y costosas.
Las pruebas de tipo realizadas en un Banco de Capacitores son –
Prueba de Resistencia a Impulsos de Alta Tensión.
Prueba de Isoladores.
Prueba de Estabilidad Térmica.
Prueba de Voltaje de Influencia Radioeléctrica (RIV).
Prueba de Decaimiento de Voltaje.
Prueba de Descarga por Cortocircuito.
Prueba de Resistencia a Impulsos de Alta Tensión
Esta prueba asegura la capacidad de resistencia de la aislación utilizada en la unidad del capacitor. La aislación proporcionada en la unidad del capacitor debe ser capaz de soportar altas tensiones durante condiciones de sobretensión transitoria.
Existen tres tipos de unidades de capacitores.
Unidad de Capacitor con Un Solo Isolador
Aquí, un terminal del elemento del capacitor sale del encapsulado a través de un isolador, mientras que el otro terminal del elemento del capacitor está conectado directamente al encapsulado mismo. El encapsulado de la unidad del capacitor sirve como uno de los terminales de la unidad. No se puede realizar la prueba de resistencia a impulsos de alta tensión en esta unidad.
Unidad de Capacitor con Dos Isoladores
Aquí, ambos extremos del elemento del capacitor están terminados en el encapsulado a través de dos isoladores separados. Aquí, el encapsulado está completamente aislado del cuerpo del encapsulado.
Unidad de Capacitor con Tres Isoladores
En la unidad de capacitor trifásico, los terminales de línea de cada fase de los elementos de capacitor trifásicos salen del encapsulado a través de tres isoladores separados.
Esta prueba se realiza solo en unidades de capacitor con múltiples isoladores. Todos los stands de los isoladores deben cortocircuitarse con un cable de alta conductividad antes de aplicar el impulso de alta tensión. El cuerpo del encapsulado debe estar correctamente conectado a tierra.
Si se van a probar más de una unidad de algún NIV o Nivel Básico de Aislamiento, entonces todos los isoladores de los lotes deben cortocircuitarse juntos.
En esta prueba, se aplica la tensión de impulso estándar a cada stand de los isoladores. La tensión de impulso recomendada es de 1.2/50 µseg. Si la unidad del capacitor tiene dos diferentes NIV de isoladores, la tensión de impulso aplicada se basa en el NIV más bajo. Si no hay flashover en los isoladores en tres aplicaciones sucesivas de la tensión de impulso nominal, la unidad se considera que ha pasado la prueba.
Prueba de Isoladores
Si no hay flashover en la prueba de impulso anterior, no es necesario realizar una prueba de isoladores separada. Pero si hay un flashover en las primeras tres aplicaciones sucesivas de la sobretensión de impulso, se aplican otras tres sobretensiones sucesivas. Si no ocurre ningún flashover adicional en los isoladores, entonces los isoladores se consideran que han pasado la prueba.
Prueba de Estabilidad Térmica del Capacitor de Potencia
Esta prueba se realiza para ver cuánto es térmicamente estable la unidad del capacitor. Para esta prueba, la unidad de prueba se monta entre dos unidades de capacitor ficticias. Las unidades ficticias deben tener las mismas dimensiones que la unidad de prueba.
Las unidades ficticias y la unidad de prueba deben montarse de la misma manera en que se montarían en la práctica en la estructura del banco de capacitores.
Para reducir la circulación de aire, los tres capacitores se colocan dentro de un recinto cerrado. Las unidades ficticias pueden ser de la misma capacidad nominal que la unidad de prueba o pueden ser modelos de resistencia de la unidad de prueba. Modelo de resistencia significa que, en lugar de los elementos de capacitor, se colocan resistencias dentro del encapsulado del capacitor para generar el mismo efecto térmico que la unidad de capacitor original para la misma potencia. El aire dentro del recinto no debe circular forzadamente. Las tres muestras, es decir, el capacitor de prueba y los dos capacitores ficticios, se alimentan con una tensión de prueba que se calcula mediante la fórmula dada a continuación,
Donde,
VT es la tensión de prueba,
VR es la tensión nominal de la unidad de prueba,
WM es la pérdida de potencia máxima permitida,
WA es la pérdida de potencia real.
Aunque la tensión de prueba se calcula con la fórmula anterior, la tensión de prueba debe limitarse a ese valor que produce un máximo del 144% de la potencia reactiva nominal del capacitor. La tensión una vez calculada o estimada y aplicada, debe mantenerse dentro de ± 2 % durante las 24 horas del período de prueba.
Prueba de Voltaje de Influencia Radioeléctrica
Esta prueba se realiza a la frecuencia nominal y al 115% de la tensión eficaz nominal del capacitor. Esta prueba solo se realiza en la unidad que tenga más de un isolador. Porque la unidad de un solo isolador tiene el encapsulado conectado directamente con los elementos del capacitor. Durante la prueba, el encapsulado de la unidad de múltiples isoladores debe estar correctamente conectado a tierra. El capacitor de prueba debe mantenerse a temperatura ambiente y sus isoladores deben estar secos y limpios. La unidad debe montarse en su posición recomendada. Durante la medición a 1 MHz, la tensión de radiofrecuencia no debe exceder los 250 µV.
Prueba de Decaimiento de Voltaje
Aquí, la unidad del capacitor se carga con tensión directa cuyo valor es igual al valor pico de la tensión alterna nominal de la unidad. Después de cargar la unidad, déjela descargarse por algún medio y mida el decaimiento de la tensión. Si la tensión baja a menos de 50 V en 5 minutos en el caso de una unidad de capacitor con una tensión nominal superior a 600 V (eficaz), entonces la unidad se considera que ha pasado la prueba de decaimiento de voltaje. Este decaimiento de voltaje debe ser dentro de 1 minuto en el caso de una unidad de capacitor con una tensión nominal inferior a 600 V (eficaz).
Prueba de Descarga por Cortocircuito
Esta prueba se realiza para verificar la firmeza de todas las conexiones internas de una unidad de capacitor. No solo la firmeza, sino también verifica si el tamaño de los conductores y sus propiedades eléctricas están seleccionados y diseñados correctamente en una unidad de capacitor. En esta prueba, las unidades de capacitor se cargan hasta 2.5 veces su tensión eficaz nominal. Luego, la unidad de capacitor se descarga. Esta carga y descarga deben realizarse al menos 5 veces. La capacidad de la unidad de capacitor se mide antes de aplicar la tensión de carga y también después de la quinta descarga de la unidad. Se registra la diferencia entre la capacidad inicial y final, y no debe ser mayor que la diferencia de capacidad de la unidad cuando un elemento del capacitor está cortocircuitado o un elemento de fusible está operado.
Eso significa,
(Capacidad medida inicialmente - capacidad medida después de la quinta descarga) < (capacidad de la unidad con todos los elementos y elemento de fusible - capacidad con un elemento de capacitor cortocircuitado o un elemento de fusible operado)
Pruebas Rutinarias del Banco de Capacitores
Las pruebas rutinarias también se conocen como pruebas de producción. Estas pruebas deben realizarse en cada unidad de capacitor de un lote de producción para garantizar los parámetros de rendimiento individuales.
Prueba de Sobretensión de Corta Duración
En esta prueba, se aplica una tensión directa de 4.3 veces la tensión eficaz nominal o una tensión alterna de 2 veces la tensión eficaz nominal a los stands de los isoladores de la unidad de capacitor. La unidad de capacitor debe soportar cualquiera de estas tensiones durante al menos 10 segundos. La temperatura de la unidad durante la prueba debe mantenerse a 25 ± 5 grados. En el caso de una unidad de capacitor trifásico, si los elementos de capacitor trifásicos están conectados en estrella con el neutro conectado a través de un cuarto isolador o a través del encapsulado, la tensión aplicada entre los terminales de fase será √3 veces las tensiones mencionadas anteriormente. Se aplicará la misma tensión entre el terminal de fase y el terminal neutral.
Para una unidad trifásica conectada en delta, la tensión nominal es la tensión entre fases.
La capacidad debe medirse antes y después de aplicar la tensión de prueba. El cambio en la capacidad debe ser menor al 2% de la capacidad medida original o lo causado por el fallo de un solo elemento capacitivo o de fusible, lo que sea menor.
Prueba de Tensión Terminal a Caja
Esta prueba solo es aplicable cuando los elementos internos de capacitor de una unidad están aislados de su encapsulado. Esta prueba asegura la capacidad de soportar la sobretensión del aislamiento proporcionado entre el encapsulado metálico y los elementos de capacitor. La tensión de prueba se aplica entre el encapsulado y el stand de los isoladores durante 10 segundos. Para la unidad de capacitor que tenga isoladores de diferentes NIV, esta prueba se realiza en función del isolador de NIV más bajo.
Prueba de Capacidad
Esta prueba se realiza para asegurar que cada unidad de capacitor en un lote o lote no debe dar más del 110% de su VAR nominal durante las condiciones de operación normales, es decir, la aplicación de la tensión y frecuencia nominal a la unidad dentro del límite de temperatura posible, que se considera en grados Celsius. Si la medición se realiza a cualquier temperatura
