Evaluación del estado de los interruptores de potencia

Introducción a las mediciones más comunes a interruptores de potencia

La siguiente entrevista ofrece una rápida visión de los temas más importantes relacionados con la prueba de interruptores de potencia. Siegfried Bernhauser habló con Ari Tirroniemi, uno de los expertos en interruptores de potencia de OMICRON, sobre las mediciones más comunes y las herramientas necesarias para evaluar exhaustivamente el estado de un interruptor de potencia, con un enfoque en la medición del movimiento y recorrido de contacto.

Ari ha estudiado física aplicada e ingeniería eléctrica en la Universidad Tecnológica de Linköping, Suecia, y ha trabajado para OMICRON durante más de 15 años. Desde 2012, ha estado tratando temas relacionados con los interruptores de potencia. Actualmente trabaja como ingeniero de aplicaciones de interruptores de potencia. Ari es miembro del Grupo de Trabajo Cigré A3.46 "Generator Circuit-Breakers: Review of application requirements, practices, in-service experience and future trends" (Interruptores de potencia para generadores: revisión de los requisitos de aplicación, prácticas, experiencia en servicio y tendencias futuras).

SIEGFRIED: Ari, hay varias pruebas que pueden realizarse en los interruptores de potencia para evaluar su estado. ¿Puedes mencionar algunas de ellas?
ARI:
Sí, claro. De hecho, hay muchas pruebas. Las dividiría en tres grupos: pruebas electromecánicas, pruebas eléctricas e inspecciones visuales. Las inspecciones visuales permiten comprobar si hay daños visibles, corrosión, fugas de gas/aire/hidráulicas y utilizando cámaras termográficas se puede comprobar, por ejemplo, si las conexiones o la unidad del contacto principal presentan algún signo térmico anómalo, lo que podría indicar el desgaste de las conexiones y/o los contactos. Estas inspecciones se realizan aproximadamente una vez al año.
Las pruebas eléctricas son las pruebas clásicas que se realizan durante las pruebas de los interruptores de potencia, tales como el sincronismo, la prueba de la resistencia estática y dinámica de contacto, el análisis de la corriente de la bobina y del motor, o las pruebas de mínima tensión de arranque. Las pruebas electromecánicas incluyen la presión hidráulica/neumática o la vibración durante la operación, pero la prueba electromecánica más importante es la medición del movimiento/recorrido de contacto.
Tanto las pruebas eléctricas como las electromecánicas se realizan normalmente una vez cada 10-15 años. Sin embargo, a veces se llevan a cabo con mayor frecuencia, especialmente si el interruptor de potencia necesita despejar una falla o si se encuentra algo durante la inspección visual.

SIEGFRIED: ¿Qué pruebas se realizan con más frecuencia y cuáles recomendarías?
ARI: Yo diría que las pruebas más comunes que se realizan son:

  • la prueba de resistencia estática y dinámica de contacto,
  • la prueba de sincronismo,
  • el análisis de la corriente de la bobina y del motor, y
  • la prueba de movimiento/recorrido de contacto
  •  

Personalmente, recomiendo encarecidamente realizar la prueba de resistencia dinámica de contacto junto con el movimiento/recorrido de contacto.

SIEGFRIED: ¿Podrías explicar brevemente lo que hay detrás de estas pruebas?
ARI:
Claro. La prueba de resistencia estática de contacto se utiliza para comprobar el estado del contacto principal, es decir, su capacidad para portar la corriente nominal sin grandes pérdidas.
La prueba de resistencia dinámica de contacto registra la resistencia de los contactos durante la actuación del interruptor de potencia, aportando información sobre los problemas relacionados con el desgaste de los contactos principales y de arco. Esta es la única manera de obtener información sobre el contacto de arco sin abrir la cámara de corte.
La prueba de sincronismo se utiliza para verificar una actuación segura y confiable del interruptor de potencia, evaluando los tiempos de operación y la sincronicidad, por fase y entre las fases.
Durante el análisis de la corriente de la bobina, se registra la firma de la corriente de la bobina cuando se opera el interruptor de potencia. Las desviaciones pueden mostrar defectos eléctricos o mecánicos de los componentes de disparo o de la bobina de cierre.
El análisis de la corriente del motor se realiza registrando la corriente requerida por el motor para cargar el resorte o para aumentar la presión hidráulica o del aire. Al igual que en el análisis de la corriente de la bobina, se realiza el análisis de la corriente del motor para detectar posibles desviaciones en los componentes eléctricos o mecánicos del motor.
La prueba de movimiento/recorrido de contacto se realiza para comprobar el rendimiento global del mecanismo y para detectar defectos en la cadena cinemática, tal como un mecanismo atascado o amortiguadores mecánicos deficientes.
Así que, todas estas medidas juntas proporcionan una muy buena imagen sobre el estado del interruptor de potencia. Lo que encuentro genial es que con el CIBANO 500 todas estas pruebas se pueden hacer sin necesidad de recablear y con conexión a tierra en ambos lados para aumentar la seguridad del operador de pruebas.

SIEGFRIED: Recomiendas la medición del movimiento. ¿Para qué medir eso?
ARI:
Bueno, como ya se ha mencionado, esta prueba se utiliza para verificar el rendimiento general de la cadena cinemática del interruptor de potencia, que es, por supuesto, una parte importante de la funcionalidad del interruptor. Se puede usar para detectar un mecanismo atascado, que puede ser la razón de una operación lenta, o malos amortiguadores mecánicos, que pueden cambiar el comportamiento del interruptor de potencia e incluso dar lugar a una falla importante.
Además, puede obtenerse información sobre el recorrido total, el asentamiento del contacto en el recorrido o rebote y la velocidad. Y junto con el trazo de la prueba de resistencia dinámica de contacto, también puede calcularse la longitud del contacto de arco, por ejemplo, para comprobar su desgaste.

SIEGFRIED: ¿Es complicado realizar la medición del movimiento/recorrido de contacto?
ARI:
No, en realidad no, puede necesitarse un poco más de tiempo y un adaptador especial para montar un sensor de movimiento en el interruptor de potencia que se quiere probar. OMICRON está constantemente ampliando el número de diferentes adaptadores para abarcar tantos tipos de interruptores de potencia como sea posible para nuestros clientes.
Una gran ventaja del CIBANO 500 es que los suministramos con sensores digitales. Estos sensores no necesitan calibrarse antes de una medición, y como están codificados, el sistema CIBANO 500 los reconoce automáticamente y configura la resolución y tensión de alimentación correctas para ellos.

SIEGFRIED: Los contactos principales están alojados en las cámaras de corte. ¿Cómo puede medirse su recorrido?
ARI:
Sí, así es. En la mayoría de los casos no es posible acceder directamente a la varilla conectada al contacto principal, así que hay que encontrar un punto de acceso alternativo para medir el recorrido del contacto. Los puntos de acceso varían y dependen del tipo de interruptor de potencia. La mayoría de las veces los mejores puntos de acceso se pueden encontrar en el extremo del eje de accionamiento del mecanismo de operación, o en el eje de engranaje en la parte inferior de los polos, lo que significa que es necesario utilizar un sensor rotativo para medir el movimiento/recorrido de contacto.
Si hay varias posibilidades de montar un sensor, recomendaría preguntar al fabricante dónde ha medido el recorrido de contacto, para que se puedan comparar los resultados de sus mediciones con los resultados de fábrica, y luego encontrar un lugar para montar el sensor cerca del contacto principal, para que el movimiento medido sea lo más lineal posible. .

SIEGFRIED: Si se mide el movimiento rotativo y el contacto principal se mueve en dirección lineal, ¿cómo se pasa de un movimiento rotativo a uno lineal?
ARI:Hay que convertir el movimiento rotativo en movimiento lineal. Se dispone de dos opciones con el CIBANO 500 para hacer esto. Si sólo hay un nivel en la articulación mecánica entre el sensor rotativo y el contacto principal, un factor de conversión lineal sería lo suficientemente preciso. Este factor convertiría el grado medido en milímetros. Si hubiera más de una palanca, recomendaría usar una tabla de conversión. Esto daría más precisión al comportamiento no lineal.

SIEGFRIED: ¿Puedo obtener ayuda para montar estos sensores en mi interruptor de potencia concreto?
ARI:
Para asistir a nuestros clientes del CIBANO 500, hemos creado varios videos que muestran paso a paso cómo se monta el sensor de movimiento en algunos tipos de interruptores de potencia típicos.

SIEGFRIED:¡Gracias por compartir tus conocimientos con nosotros!

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