Mètodes de prova per a interruptors de circuit de buit

Quan són fabricats o utilitzats en el camp els interrupidors de vacuï, es fan servir tres proves per validar la seva funcionalitat: 1. Prova de resistència de contacte; 2. Prova de suport a alta tensió; 3. Prova de velocitat de fuga.

Prova de Resistència de Contacte

• Durant la prova de resistència de contacte, es connecta un micro-ohmímetre als contactes tancats de l'interrupidor de vacuï (VI), i es mesura i registra la resistència. El resultat es compara amb les especificacions de disseny i/o amb els valors mitjans d'altres interrupidors de vacuï de la mateixa remesa de producció.

• Aquest mètode de prova assegura que la resistència de contacte de cada interrupidor de vacuï compleixi les especificacions tècniques esperades, garantint així el seu rendiment i fiabilitat. Comparant els resultats amb els valors mitjans de la mateixa remesa, es poden identificar possibles anormalitats, permetent prendre accions correctives a temps.

Prova de Suport a Alta Tensió

En la prova de suport a alta tensió, es connecta una alta tensió entre els contactes oberts de l'interrupidor de vacuï (VI). La tensió es va incrementant fins arribar al valor de prova, i es mesura qualsevol corrent de fuga. Les proves en fàbrica es poden realitzar utilitzant conjunts de prova de alta tensió en corrent altern o contínu. Els fabricants ofereixen diversos conjunts de prova portàtils per realitzar proves de alta tensió en interrupidors de vacuï oberts. La majoria d'aquests conjunts de prova són de corrent contínu, ja que són considerablement més compactes i, per tant, més portàtils que els conjunts de prova de alta tensió en corrent altern.

Quan s'utilitza una tensió de prova en corrent contínu, un alt corrent d'emissió de camp des d'un punt microscòpic nítid en un dels contactes es pot interpretar erròniament com una indicació que l'interrupidor de vacuï està omplert d'aire. Per evitar aquesta malinterpretació, l'interrupidor de vacuï sempre s'ha de provar amb ambdues polaritats, positiva i negativa. Això significa que la prova s'ha de realitzar invertint les polaritats. Un interruptor defectuós omplert d'aire mostrarà corrents de fuga similars en ambdues polaritats.

Un bon interrupidor amb un nivell de vacuï adequat encara pot mostrar un alt corrent de fuga, però generalment només en una polaritat. Un interrupidor amb un petit punt nítid en el contacte produeix un alt corrent d'emissió de camp només quan actua com a càtrode, no com a ànoda. Per tant, repetir la prova invertint les polaritats evitarà qualsevol malinterpretació dels resultats. La tensió de prova a utilitzar per provar un interrupidor de vacuï hauria de seguir les recomanacions dels fabricants d'interrupidors de vacuï.

A continuació es mostra un exemple d'un provador d'interrupidors de vacuï de alta tensió, que va de 10 a 60 kV DC, proporcionat per la companyia Megger:

Prova de Velocitat de Fuga (Prova MAC)

La prova de velocitat de fuga es basa en el Principi de Descàrrega de Penning, anomenat així en honor de Frans Michael Penning (1894-1953). Penning va demostrar que quan es connecta una alta tensió a contactes oberts en un gas i la estructura de contacte està envoltada per un camp magnètic, la quantitat de corrent que flueix entre les plaques és una funció de la pressió del gas, la tensió aplicada i la força del camp magnètic.

Configuració Bàsica de la Prova

La figura següent il·lustra la configuració bàsica per a una prova de velocitat de fuga d'un interrupidor de vacuï (VI). Per a les proves de camp, el VI es col·loca dins d'una bobina magnètica rígida portàtil, o es voltea una cinta flexible al voltant de l'especimen de prova un nombre específic de vegades. Quan comença la prova, es connecta una alta tensió DC al VI, i es mesura la corrent de fuga de base. Després, durant una segona aplicació de tensió DC d'alta, es connecta un pols de tensió DC a la bobina del camp magnètic, i es mesura la corrent total durant aquest pols. El corrent d'ions es calcula com la corrent total menys la corrent de fuga. Com que tant la força del camp magnètic com la tensió aplicada són conegudes, la única variable restant és la pressió del gas. Si la relació entre la pressió del gas i el flux de corrent és coneguda, la pressió interna es pot calcular basant-se en la corrent mesurada.

Aquest mètode de prova permet una valuació precisa del nivell de vacuï dins de l'interrupidor de vacuï, assegurant el seu rendiment i fiabilitat. Comparant canvis en la corrent en diferents condicions, es poden detectar eficientment possibles problemes de fuga, assegurant el funcionament segur de l'equipament.

Fins i tot els millors interrupidors de vacuï (VIs) tenen algun nivell de fuga, i aquesta fuga pot ser prou lenta com perquè el VI compleixi o superi la vida útil prevista pel fabricant. No obstant això, augmentos inesperats en la velocitat de fuga poden acortar significativament la vida útil del VI. Quan els VIs dins dels interruptors es proven durant la manteniment rutinari utilitzant mètodes tradicionals, tornen a entrar en servei amb la única garantia que funcionaran en aquest moment, sense oferir cap previsió sobre el rendiment futur.

Avantatges de la Prova de Velocitat de Fuga

Establir i realitzar la prova de velocitat de fuga no és més difícil que moltes de les proves de camp amb les quals el personal de manteniment ja està familiaritzat, i els resultats són extremadament precisos per determinar la pressió interna del VI. Amb l'adopció continuada de la prova de velocitat de fuga, l'indústria elèctrica pot esperar veure una millora marcada en l'eficiència del manteniment i una reducció en el nombre de fallides inesperades dels VIs.

Adoptant la prova de velocitat de fuga, no només es pot assegurar la funcionalitat actual de l'equipament, sinó que també proporciona dades predictives crucials sobre el rendiment futur. Aquest enfocament no només ajuda a allargar la vida útil de l'equipament, sinó que també contribueix a desenvolupar plans de manteniment preventiu més efectius, millorant així la fiabilitat i seguretat global del sistema.

La descripció anterior s'ha refinat per transmetre clarament i amb precisió la informació, així com per millorar la llegibilitat. Enfatitza la importància de la prova de velocitat de fuga i els seus avantatges respecte als mètodes de prova tradicionals, assenyalant els possibles impactes positius en l'indústria elèctrica.

Utilitzant la Bobina Magnètica Rígida en la Prova MAC en el Pol Sencer

La figura superior mostra com es pot aplicar la bobina magnètica rígida utilitzada en la prova MAC a tot el pol quan l'interrupidor de vacuï (VI) no és accessible. Tot i que molts dels interruptors de circuit de mitja tensió en el camp permeten l'aplicació de la bobina a VIs individuals o a pols individuals, alguns no tenen suficient espai o configuració per acomodar això.