Teste do Banco de Capacitores
O padrão ANSI, IEEE, NEMA ou IEC é usado para testar um banco de capacitores.
Há três tipos de teste realizados em bancos de capacitores. Eles são
Testes de Projeto ou Testes Tipo.
Testes de Produção ou Testes Rotineiros.
Testes de Campo ou Testes Pré-comissionamento.
Testes de Projeto ou Testes Tipo de Banco de Capacitores
Quando um novo design de capacitor de potência é lançado por um fabricante, deve ser testado se o novo lote de capacitores atende ao padrão ou não. Os testes de projeto ou testes tipo não são realizados em capacitores individuais, mas sim em alguns capacitores selecionados aleatoriamente para garantir a conformidade com o padrão.
Durante o lançamento de um novo design, uma vez que esses testes de projeto são realizados, não há necessidade de repeti-los para qualquer lote subsequente de produção até que o design seja alterado. Os testes tipo ou de projeto geralmente são destrutivos e caros.
Os testes tipo realizados em Banco de Capacitores são –
Teste de Resistência a Impulsos de Alta Tensão.
Teste de Isolador.
Teste de Estabilidade Térmica.
Teste de Tensão de Influência de Rádio (RIV).
Teste de Decaimento de Tensão.
Teste de Descarga de Curto-Circuito.
Teste de Resistência a Impulsos de Alta Tensão
Este teste garante a capacidade de resistência à isolação usada na unidade do capacitor. A isolação fornecida na unidade do capacitor deve ser capaz de suportar alta tensão durante condições de sobretensão transitória.
Há três tipos de unidades de capacitores.
Unidade de Capacitor com Um Único Isolador
Aqui, um terminal do elemento do capacitor sai do revestimento através de um isolador e o outro terminal do elemento do capacitor está diretamente conectado ao revestimento. O revestimento da unidade do capacitor serve como um terminal da unidade, e o teste de resistência a impulsos de alta tensão não pode ser realizado nesta unidade.
Unidade de Capacitor com Dois Isoladores
Aqui, as duas extremidades do elemento do capacitor são terminadas no revestimento via dois isoladores separados. O revestimento está completamente isolado do corpo do revestimento.
Unidade de Capacitor com Três Isoladores
Na unidade de capacitor trifásico, os terminais de linha de cada fase dos elementos do capacitor trifásico saem do revestimento através de três isoladores separados.
Este teste é realizado apenas em unidades de capacitor com múltiplos isoladores. Todos os suportes de isolador devem ser curto-circuitados por um fio altamente condutor antes de aplicar o impulso de alta tensão. O corpo do revestimento deve estar adequadamente aterrado.
Se mais de uma unidade de algum Nível Básico de Isolação (BIL) for testada, então todos os isoladores dos lotes devem ser curto-circuitados juntos.
Neste teste, a tensão de impulso padrão é aplicada a cada suporte de isolador. A tensão de impulso recomendada é 1.2/50 µs. Se a unidade do capacitor tiver dois diferentes isoladores BIL, a tensão de impulso aplicada será baseada no isolador BIL mais baixo. Se não houver flashover nos isoladores em três aplicações sucessivas de tensão de impulso nominal, a unidade é considerada aprovada no teste.
Teste de Isolador
Se não houver flashover no teste de impulso anterior, não é necessário um teste de isolador separado. Mas se houver flashover nas primeiras três aplicações sucessivas de tensão de impulso, então outras três aplicações sucessivas de tensão de impulso são aplicadas. Se não houver flashover adicional nos isoladores, então o isolador é considerado aprovado no teste.
Teste de Estabilidade Térmica do Capacitor de Potência
Este teste é realizado para verificar quão termicamente estável é a unidade do capacitor. Para este teste, a unidade de teste é montada entre duas unidades de capacitor fictícias. As unidades fictícias devem ter as mesmas dimensões que a unidade de teste.
As unidades fictícias e a unidade de teste devem ser montadas da mesma maneira como seriam montadas na estrutura do banco de capacitores.
Para reduzir a circulação de ar, todos os três capacitores são mantidos dentro de uma caixa fechada. As unidades fictícias podem ser de capacitores com a mesma classificação da unidade de teste ou podem ser modelos de resistor da unidade de teste. Modelo de resistor significa que, em vez de elementos de capacitores, resistores são colocados dentro do revestimento do capacitor para gerar o mesmo efeito térmico que a unidade de capacitor original para a mesma potência unitária. O ar dentro da caixa não deve ser forçadamente circulado. Todas as três amostras, ou seja, capacitor de teste e dois capacitores fictícios, são energizadas por uma tensão de teste que é calculada pela fórmula abaixo,
Onde,
VT é a tensão de teste,
VR é a tensão nominal da unidade de teste,
WM é a perda de potência máxima permitida,
WA é a perda de potência real.
Ainda que a tensão de teste seja calculada pela fórmula acima, a tensão de teste deve ser limitada ao valor que produza no máximo 144% da KVAR nominal do capacitor. A tensão, uma vez calculada ou estimada e aplicada, deve ser mantida dentro de ± 2% durante todo o período de 24 horas do teste.
Teste de Tensão de Influência de Rádio
Este teste é realizado na frequência nominal e 115% da tensão eficaz nominal do capacitor. Este teste é realizado apenas na unidade com mais de um isolador. Porque a unidade com um único isolador tem o revestimento conectado diretamente aos elementos do capacitor. Durante o teste, o revestimento da unidade com múltiplos isoladores deve ser adequadamente aterrado. O capacitor de teste deve ser mantido à temperatura ambiente e seus isoladores devem estar secos e limpos. A unidade deve ser montada em sua posição recomendada. Durante a medição a 1 MHz, a tensão de rádio-frequência não deve exceder 250 µV.
Teste de Decaimento de Tensão
Aqui, a unidade do capacitor é carregada com tensão contínua cujo valor é igual ao valor pico da tensão alternada nominal da unidade. Após a carga, deixe-a descarregar por algum meio e meça o decaimento da tensão. Se a tensão cair para menos de 50 V em 5 minutos no caso de uma unidade de capacitor classificada superior a 600 V (eficaz), então a unidade é considerada aprovada no teste de decaimento de tensão. Este decaimento de tensão deve ocorrer em 1 minuto no caso de uma unidade de capacitor classificada inferior a 600 V (eficaz).
Teste de Descarga de Curto-Circuito
Este teste é realizado para verificar a firmeza de todas as conexões internas de uma unidade de capacitor. Não apenas a firmeza, mas também verifica se o tamanho dos condutores e suas propriedades elétricas foram selecionados e projetados corretamente em uma unidade de capacitor. Neste teste, as unidades de capacitor são carregadas até 2,5 vezes a tensão eficaz nominal. Em seguida, a unidade de capacitor é descarregada. Esta carga e descarga devem ser realizadas pelo menos 5 vezes. A capacitância da unidade de capacitor é medida antes da aplicação da tensão de carga e também após a quinta descarga da unidade. A diferença entre a capacitância inicial e final é registrada e não deve ser maior do que a diferença de capacitância da unidade quando um elemento de capacitor é curto-circuitado ou um elemento de fusível é operado.
Ou seja,
(Capacitância inicialmente medida – capacitância medida após a quinta descarga) < (capacitância da unidade com todos os elementos e elemento de fusível - capacitância com um elemento de capacitor curto-circuitado ou um elemento de fusível operado)
Teste Rotineiro do Banco de Capacitores
Testes rotineiros também são referidos como testes de produção. Esses testes devem ser realizados em cada unidade de capacitor de um lote de produção para garantir os parâmetros de desempenho individuais.
Teste de Sobretensão de Curta Duração
Neste teste, uma tensão contínua de 4,3 vezes a tensão eficaz nominal ou uma tensão alternada de 2 vezes a tensão eficaz nominal é aplicada aos suportes de isolador da unidade de capacitor. A unidade de capacitor deve suportar uma dessas tensões por pelo menos 10 segundos. A temperatura da unidade durante o teste deve ser mantida em 25 ± 5 graus. No caso de uma unidade de capacitor trifásico, se os elementos do capacitor trifásico estiverem conectados em estrela com o neutro conectado através de um quarto isolador ou através do revestimento, a tensão aplicada entre os terminais de fase, seria √3 vezes as tensões mencionadas acima. A mesma tensão mencionada acima seria aplicada entre o terminal de fase e o terminal neutro.
Para uma unidade trifásica conectada em delta, a tensão nominal é a tensão fase a fase.
A capacitância deve ser medida antes e depois da aplicação da tensão de teste. A variação na capacitância deve ser menor que 2% da capacitância original medida ou causada pela falha de um único elemento capacitivo ou elemento de fusível, o que for menor.
Teste de Tensão Terminal a Caixa
Este teste é aplicável apenas onde os elementos internos do capacitor de uma unidade estão isolados de seu revestimento. Este teste garante a capacidade de resistência à sobretensão da isolação fornecida entre o revestimento metálico e os elementos do capacitor. A tensão de teste é aplicada entre o revestimento e o suporte do isolador por 10 segundos. Para a unidade de capacitor com isoladores de diferentes Níveis Básicos de Isolação (BIL), este teste é feito com base no isolador BIL mais baixo.
Teste de Capacitância
