Prova del banco di condensatori

Per il test di un banco di condensatori si utilizzano standard ANSI, IEEE, NEMA o IEC. Esistono tre tipi di test eseguiti sui banchi di condensatori. Essi sono:

1. Test di Progettazione o Test di Tipo.

2. Test di Produzione o Test di Routine.

3. Test sul Campo o Test Pre-Commissariamento.

Test di Progettazione o Test di Tipo del Banco di Condensatori

Quando un nuovo design di condensatore di potenza viene lanciato da un produttore, deve essere testato per verificare se il nuovo lotto di condensatori sia conforme agli standard o meno. I test di progettazione o di tipo non vengono eseguiti su singoli condensatori, ma piuttosto su alcuni condensatori selezionati casualmente per garantire la conformità agli standard.

Durante il lancio di un nuovo design, una volta eseguiti questi test di progettazione, non c'è bisogno di ripeterli per qualsiasi ulteriore lottizzazione di produzione fino a quando il design non viene modificato. I test di tipo o di progettazione sono generalmente distruttivi e costosi.
I test di tipo eseguiti sul Banco di Condensatori sono –

1. Test di Resistenza a Impulsi ad Alta Tensione.

2. Test dei Bushing.

3. Test di Stabilità Termica.

4. Test di Tensione d'Influenza Radio (RIV).

5. Test di Decadimento della Tensione.

6. Test di Scollegamento a Corto Circuito.

Test di Resistenza a Impulsi ad Alta Tensione

Questo test garantisce la capacità di resistenza dell'isolamento utilizzato nell'unità del condensatore. L'isolamento fornito sull'unità del condensatore dovrebbe essere in grado di resistere a tensioni elevate durante condizioni di sovratensione transitoria.
Esistono tre tipi di unità di condensatori.

1. Unità di Condensatore con Singolo Bushing

   Qui, un terminale dell'elemento del condensatore esce dal castello attraverso un bushing, mentre l'altro terminale dell'elemento del condensatore è direttamente collegato al castello stesso. Qui, il castello dell'unità del condensatore serve come un terminale dell'unità del condensatore, e l'unità del condensatore è collegata allo stand del bushing attraverso gli elementi del condensatore. Il test di resistenza a impulsi ad alta tensione non può essere eseguito su questa unità.
   

2. Unità di Condensatore con Doppio Bushing

   Qui, due estremità dell'elemento del condensatore sono terminate sul castello tramite due bushing separati. Qui, il castello è completamente isolato dal corpo del castello.
   

3. Unità di Condensatore con Tre Bushing

   Nell'unità di condensatore trifase, i terminali di linea di ciascuna fase degli elementi del condensatore trifase escono dal castello attraverso tre bushing separati.
   
   Questo test viene eseguito solo su unità di condensatori multi-bushing. Tutti gli stand dei bushing devono essere cortocircuitati con un filo ad alta conducibilità prima di applicare l'impulso ad alta tensione. Il corpo del castello deve essere adeguatamente messo a terra.
   Se più di un'unità con un determinato BIL (Basic Insulation Level) deve essere testata, allora tutti i bushing dei lotti devono essere cortocircuitati insieme.
   In questo test, la tensione d'impulso standard viene applicata a ciascuno stand del bushing. La tensione d'impulso raccomandata è 1.2/50 µsec. Se l'unità del condensatore ha due bushing con diverso BIL, la tensione d'impulso applicata si basa sul bushing con BIL inferiore. Se non ci sono flashover nei bushing per tre applicazioni successive della tensione d'impulso nominale, l'unità è considerata superata nel test.

Test dei Bushing

Se non ci sono flashover nel precedente test d'impulso, non è necessario un test separato dei bushing. Ma se ci sono flashover nelle prime tre applicazioni successive di sovratensione d'impulso, allora altre tre sovratensioni successive vengono applicate. Se non ci sono ulteriori flashover nei bushing, allora i bushing sono considerati superati nel test.

Test di Stabilità Termica del Condensatore di Potenza

Questo test viene eseguito per vedere quanto l'unità del condensatore sia termicamente stabile. Per questo test, l'unità di prova viene montata tra due unità di condensatore fittizie. Le unità fittizie devono avere le stesse dimensioni dell'unità di prova.
Le unità fittizie e l'unità di prova devono essere montate nello stesso modo in cui sarebbero montate praticamente sulla struttura del banco di condensatori.
Per ridurre la circolazione dell'aria, i tre condensatori vengono tenuti all'interno di un contenitore chiuso. Le unità fittizie possono essere dello stesso tipo di condensatori nominale dell'unità di prova o possono essere modelli di resistenza dell'unità di prova. Modello di resistenza significa che invece degli elementi del condensatore, all'interno del rivestimento del condensatore vengono posizionati resistenze per generare lo stesso effetto termico dell'unità del condensatore originale per la stessa potenza unitaria. L'aria all'interno del contenitore non deve essere forzata a circolare. Tutte e tre le prove, cioè l'unità di prova del condensatore e le due unità fittizie, vengono alimentate con una tensione di prova calcolata dalla formula riportata di seguito,

Dove,
VT è la tensione di prova,
VR è la tensione nominale dell'unità di prova,
WM è la perdita di potenza massima consentita,
WA è la perdita di potenza effettiva.
Anche se la tensione di prova è calcolata dalla formula sopra, la tensione di prova dovrebbe essere limitata a quel valore che produce al massimo il 144% della KVAR nominale dell'unità del condensatore. La tensione una volta calcolata o stimata e applicata, deve essere mantenuta entro ± 2% per tutto il periodo di 24 ore del test.

Test di Tensione d'Influenza Radio

Questo test viene eseguito alla frequenza nominale e al 115% della tensione efficace nominale del condensatore. Questo test viene eseguito solo sull'unità con più di un bushing. Poiché l'unità con un singolo bushing ha il castello connesso direttamente agli elementi del condensatore. Durante il test, il castello dell'unità multi-bushing deve essere adeguatamente messo a terra. L'unità del condensatore di prova deve essere mantenuta a temperatura ambiente e i suoi bushing devono essere asciutti e puliti. L'unità deve essere montata nella sua posizione consigliata. Durante la misurazione a 1 MHz, la tensione radiofrequenza non deve superare i 250 µV.

Test di Decadimento della Tensione

Qui, l'unità del condensatore viene caricata con una tensione continua il cui valore è uguale al valore di picco della tensione alternata nominale dell'unità. Dopo aver caricato l'unità, lasciatela scaricare con qualche mezzo e misurate il decadimento della tensione. Se la tensione scende a meno di 50 V entro 5 minuti nel caso di un'unità del condensatore con una tensione nominale superiore a 600 V (rms), allora l'unità è considerata superata nel test di decadimento della tensione. Questo decadimento della tensione dovrebbe avvenire entro 1 minuto nel caso di un'unità del condensatore con una tensione nominale inferiore a 600 V (rms).

Test di Scollegamento a Corto Circuito

Questo test viene eseguito per verificare la solidità di tutte le connessioni interne di un'unità del condensatore. Non solo la solidità, ma anche verifica che la dimensione dei conduttori e le loro proprietà elettriche siano state selezionate e progettate correttamente o meno, in un'unità del condensatore. In questo test, le unità del condensatore vengono caricate fino a 2,5 volte la tensione efficace nominale. Poi l'unità del condensatore viene scaricata. Questa carica e scarica dovrebbe essere eseguita almeno 5 volte. La capacità dell'unità del condensatore viene misurata prima dell'applicazione della tensione di carica e anche dopo il quinto scarico dell'unità. La differenza tra la capacità iniziale e finale viene registrata e non dovrebbe essere superiore alla differenza di capacità dell'unità quando un elemento del condensatore è cortocircuitato o un elemento di fusibile è azionato.
Cioè,
(Capacità inizialmente misurata – capacità misurata dopo il quinto scarico) < (capacità dell'unità con tutti gli elementi e l'elemento di fusibile - capacità con un elemento del condensatore cortocircuitato o un elemento di fusibile azionato)

Test di Routine del Banco di Condensatori

I test di routine sono anche noti come test di produzione. Questi test dovrebbero essere eseguiti su ogni unità del condensatore di un lotto di produzione per assicurare i parametri di prestazione individuali.

Test di Sovratensione a Breve Termine

In questo test, una tensione continua pari a 4,3 volte la tensione efficace nominale o una tensione alternata pari a 2 volte la tensione efficace nominale viene applicata agli stand dei bushing dell'unità del condensatore. L'unità del condensatore dovrebbe resistere a una delle due tensioni almeno per 10 secondi. La temperatura dell'unità durante il test dovrebbe essere mantenuta a 25 ± 5 gradi. Nel caso di un'unità del condensatore trifase, se gli elementi del condensatore trifase sono connessi in stella con il neutro connesso attraverso un quarto bushing o attraverso il castello, la tensione applicata tra i terminali di fase, sarà √3 volte le tensioni menzionate sopra. La stessa tensione menzionata sopra verrà applicata tra il terminale di fase e il terminale neutro.
Per l'unità trifase connessa in triangolo, la tensione nominale è la tensione tra fasi.
La capacità deve essere misurata prima e dopo l'applicazione della tensione di prova. Il cambiamento di capacità dovrebbe essere inferiore al 2% della capacità inizialmente misurata o quella causata dal guasto di un singolo elemento capacitivo o di fusibile, qualunque sia il minore.

Test di Tensione tra Terminale e Castello

Questo test è applicabile solo quando gli elementi interni del condensatore di un'unità sono isolati dal suo castello. Questo test garantisce la capacità di resistenza a sovratensione dell'isolamento fornito tra il castello metallico e gli elementi del condensatore. La tensione di prova viene applicata tra il castello e l'asta del bushing per 10 secondi. Per l'unità del condensatore con bushing di diverso BIL, questo test viene eseguito in base al bushing con BIL inferiore.