Analizadores de interruptores TM1800
Acerca del producto
La serie TM1800 de analizadores de interruptores de Megger se construyó sobre la base de más de 30 años de experiencia con más de 6000 analizadores de interruptores entregados. Su construcción modular del TM1800 permite configurarlo para realizar mediciones en todos los tipos de interruptores conocidos que funcionan en la industria de la alimentación eléctrica.
El diseño sólido de la serie TM1800 contiene una tecnología potente que agiliza las pruebas de interruptores. Los sofisticados módulos de medición permiten un gran ahorro de tiempo, ya que todos los parámetros se pueden medir simultáneamente, lo que elimina la necesidad de una nueva configuración cada vez. Además, la serie TM1800 se puede utilizar con el método de prueba DualGround mediante el módulo DCM (medición de capacitancia dinámica). DualGround™ hace que las pruebas sean seguras y ahorra tiempo porque mantiene el interruptor conectado a tierra en ambos lados durante toda la prueba.
Hay cuatro modelos de TM1800: estándar, estándar para DualGround™, Expert y Expert para DualGround™. Puede solicitar el modelo estándar para medir el tiempo y el recorrido en un interruptor con dos pausas por fase y tres mecanismos de funcionamiento individuales. Desde allí, puede personalizar el TM1800 con muchas opciones de módulos desde DCM (DualGround™), digital, auxiliar e incluso un módulo de impresora. Los módulos de control adicional, analógicos y de sincronización se pueden agregar según sea necesario para una variedad de opciones.
Todas las configuraciones cuentan con un teclado con un mouse de rodillo y una pantalla exterior de 8 pulgadas que es fácil de ver bajo la luz del sol.
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Interpretación de los resultados de la medida
El análisis de tiempo y recorrido verifica el funcionamiento correcto de un interruptor. Asegura que el interruptor pueda eliminar una falla en cuestión de algunos ciclos. Aunque un interruptor no se haya utilizado durante meses o incluso años, debería funcionar al instante. La mejor manera de evaluar los resultados de tiempo es comparar los valores medidos con las especificaciones del fabricante. Las especificaciones deben estar en el manual del interruptor o en una lista de verificación de puesta en servicio. Los informes de pruebas de fábrica se entregan a menudo con el interruptor; tendrán especificaciones o una línea de base para comparar.
Si las especificaciones del fabricante o los resultados iniciales no están disponibles, considere las siguientes opciones:
- Se debe realizar una medición inicial detallada para generar un punto de referencia. Cuando una red tiene varios de los mismos interruptores, puede generar valores nominales y un rango objetivo de especificaciones para comparar, ajustando los valores atípicos según sea necesario.
- La siguiente información se puede utilizar como una pauta general, pero no necesariamente aplica a todos los interruptores.
Los tiempos de contacto se miden en milisegundos en los interruptores modernos. En los interruptores antiguos, pueden estás especificados en ciclos. Los contactos que se evalúan incluyen los contactos principales, los contactos de resistencia y los contactos auxiliares. Se realizan cinco operaciones o secuencias diferentes mientras se toma el tiempo: cerrado; abierto; cerrado y abierto; abierto y cerrado; abierto, cerrado y abierto.
Los contactos principales son responsables de transportar la corriente cuando el interruptor está cerrado y, lo que es más importante, de extinguir el arco y evitar un golpe cuando el interruptor se abre para eliminar una falla. Los contactos de la resistencia de preinserción disipan cualquier sobrevoltaje que pueda ocurrir cuando se cierran los interruptores de alta tensión conectados a líneas de transmisión largas. Los resistores posteriores a la inserción se utilizan en interruptores de ráfaga de aire más antiguos para proteger los contactos principales durante la operación de apertura. El acrónimo PIR hace referencia tanto a las resistencias previas a la inserción como a las posteriores a la inserción. Los contactos auxiliares (AUX) son contactos dentro del circuito de control que indican al interruptor el estado en el que se encuentra y ayudan a controlar su funcionamiento.
El interruptor se clasifica en ciclos y especifica cuánto tiempo tarda el interruptor en eliminar una falla. Los tiempos de contacto abierto serán inferiores al tiempo nominal del interruptor, ya que el tiempo de contacto abierto es cuando los contactos realmente no se tocan. En funcionamiento, una vez que los contactos se tocan, sigue habiendo un arco que fija la separación entre los contactos que se deben extinguir. El tiempo de contacto abierto debe ser inferior a la mitad o dos tercios del tiempo de interrupción nominal del interruptor. Generalmente, los tiempos de cierre son más largos que los tiempos de apertura. La diferencia de tiempo entre las tres fases, conocida como dispersión de polos o simultaneidad entre fases, debe ser inferior a 1/6 de un ciclo para operaciones de apertura e inferior a 1/4 de un ciclo para operaciones de cierre, según IEC62271-100 y IEEE C37.09. Si el interruptor tiene múltiples interrupciones dentro de una fase, todas deben funcionar casi simultáneamente. Si un contacto funciona más rápido que los demás, entonces, una interrupción tendrá una tensión significativamente más alta en comparación con los demás, lo que causará una falla. IEC requiere una tolerancia inferior a 1/8 de un ciclo, mientras que IEEE permite 1/6 de un ciclo para esta dispersión intrapolar. Incluso con los límites especificados por IEEE e IEC, la simultaneidad de la mayoría de los interruptores a menudo se especifica en 2 ms o menos. El rebote de contacto también se mide con los canales de tiempo. El rebote de contacto se mide en el tiempo (ms) y, a menudo, puede aparecer en los funcionamientos de cierre. El rebote excesivo indica que la presión del resorte en los contactos se está debilitando.
Las resistencias de preinserción (PIR) se utilizan junto con los contactos principales en el cierre. La resistencia se inserta primero para disipar las tensiones altas y, luego, los contactos principales; después, el contacto de la resistencia está en cortocircuito o se quita del circuito. El parámetro principal que se debe evaluar aquí es el tiempo de inserción de la resistencia; este es el tiempo en el que el contacto de la resistencia está en el circuito antes de que se cierren los contactos principales. Los tiempos típicos de inserción de resistencias son entre medio ciclo y ciclo completo. Si el contacto principal es más rápido que el contacto de la resistencia, el interruptor no funcionará correctamente.
Los contactos auxiliares (AUX) se utilizan para controlar el interruptor y para informarle su estado. Los contactos A siguen el estado de los contactos principales, es decir, si el interruptor está abierto, el contacto A está abierto y si el interruptor está cerrado, el contacto A está cerrado. Los contactos B siguen el estado opuesto del interruptor, es decir, el contacto B se cierra cuando el interruptor está abierto y viceversa. No hay límites de tiempo generalizados para la diferencia entre el contacto AUX y el funcionamiento del contacto principal. Sin embargo, sigue siendo importante comprender y verificar sus funcionamientos y compararlos con los resultados anteriores. Los contactos AUX evitan que las bobinas cerradas y abiertas pasen energía durante demasiado tiempo y se quemen. Los contactos AUX también pueden controlar el tiempo de permanencia del contacto, es decir, la cantidad de tiempo en el que los contactos principales permanecen cerrados durante una operación de cierre y apertura.
La curva de movimiento le proporciona más información que cualquier otra medición cuando realiza análisis de tiempo y recorrido. Es fundamental comprender si el interruptor funciona correctamente. Para medir el movimiento, conecte un transductor de recorrido al interruptor, que mide la posición del mecanismo o los contactos como una función de tiempo. El transductor medirá una distancia angular o lineal. Las mediciones angulares a menudo se convierten a una distancia lineal con una constante de conversión o una tabla de conversión. También, se puede convertir una medición lineal con una relación. El objetivo es traducir el movimiento del transductor al movimiento real de los contactos y determinar la carrera de los contactos principales. A partir del recorrido, puede calcular varios parámetros. Si no hay constante de conversión o tabla disponible, la carrera y los parámetros relacionados aún se pueden evaluar tal cual, pero es posible que no coincidan con las especificaciones del fabricante.
La velocidad se mide en las operaciones de apertura y de cierre. El parámetro más crítico que se debe medir en el interruptor es la velocidad de los contactos de apertura. Un interruptor de alta tensión está diseñado para interrumpir una corriente de cortocircuito específica; esto requiere operar a una velocidad específica para acumular una corriente de enfriamiento adecuada de aire, aceite o gas, según el tipo de interruptor. Esta corriente enfría el arco eléctrico lo suficiente como para interrumpir la corriente en el siguiente cruce de cero. La velocidad se calcula entre dos puntos en la curva de movimiento. Existen diversas maneras de elegir estos puntos de cálculo de velocidad, siendo el más común el contacto/separación y un tiempo antes/después o en distancias inferiores a posiciones de apertura o de cierre.
La curva de recorrido anterior representa una operación de cierre y apertura. La carrera de los contactos se mide desde la posición "abierto" hasta la posición "cerrado". Cuando el interruptor se cierra, los contactos se desplazan más allá de la posición cerrada; esto se conoce como sobrerecorrido. Después de un recorrido excesivo, los contactos pueden recorrer más allá de la posición cerrada (hacia la posición abierta); este es el parámetro de rebote. Estos parámetros (es decir, carrera, sobrerecorrido y rebote) también se miden en la operación de apertura, pero se refieren a la posición "abierta" en lugar de la posición cerrada.
La operación de apertura en el gráfico anterior muestra tanto el sobrerecorrido como el rebote. El gráfico indica dónde se tocan y separan los contactos. La distancia desde el contacto/separación hasta la posición cerrada se denomina limpieza o penetración. La distancia a través de la cual se apaga el arco eléctrico del interruptor se denomina zona de arco eléctrico. Esta es la posición en la curva donde se debe calcular la velocidad de recorrido mencionada anteriormente. Debido a que los funcionamientos abiertos ocurren a altas velocidades, a menudo, se emplea un amortiguador para disminuir el mecanismo hacia el final del recorrido. La posición en la que el amortiguador está en vigencia se denomina zona de amortiguación. En muchos interruptores, puede medir la amortiguación desde la curva de recorrido. Sin embargo, algunos interruptores pueden requerir un transductor separado conectado para medir la amortiguación. Puede medir la amortiguación tanto en funcionamientos abiertos como cerrados. La amortiguación puede tener parámetros de distancia o tiempo asociados con la curva.
La carrera del interruptor es muy pequeña para los interruptores de vacío, de aproximadamente 10 a 20 mm, y aumenta en el rango de 100 a 200 mm para los interruptores SF6, con carreras más largas necesarias para tensiones más altas. Los interruptores de aceite a granel más antiguos pueden tener longitudes de carrera superiores a 500 mm. Si se compara la carrera de dos interruptores diferentes, deben estar a unos pocos milímetros entre sí, siempre y cuando sean del mismo tipo y utilicen el mismo mecanismo. Si no puede encontrar límites, compare el sobrerecorrido y el rebote con la carrera del interruptor; deben estar por debajo de aproximadamente el 5 % del total de la carrera. Se debe investigar cualquier rebote o sobrerecorrido excesivo para evitar daños adicionales en los contactos y el mecanismo de funcionamiento; a menudo, la causa es un amortiguador defectuoso.
Medir la tensión de funcionamiento y la corriente de la bobina de forma rutinaria puede ayudar a detectar posibles problemas mecánicos o eléctricos en las bobinas accionadoras antes de su aparición como fallas reales. El análisis principal se centra en el trazado de corriente de la bobina; el trazado de tensión de control reflejará la curva de corriente en funcionamiento. El parámetro primario para evaluar la tensión es la tensión mínima alcanzada durante el funcionamiento. La corriente máxima de la bobina (si se permite alcanzar su valor más alto) es una función directa de la resistencia de la bobina y de la tensión de accionamiento.
Cuando se aplica una tensión a través de una bobina, la curva de corriente muestra primero una transición recta cuya tasa de aumento depende de las características eléctricas de la bobina y de la tensión de alimentación (puntos 1 a 2). Cuando el inducido de la bobina (que acciona el enganche del paquete de energía del mecanismo de funcionamiento) comienza a moverse, la relación eléctrica cambia y la corriente de la bobina disminuye (puntos 3 a 5). Desde este punto, la bobina y el sistema de enganche completaron su función para liberar la energía almacenada en el mecanismo. Cuando el inducido llega a su posición de extremo mecánico, la corriente de la bobina aumenta a la corriente proporcional a la tensión de la bobina (puntos 5 a 8). El contacto auxiliar abre el circuito y la corriente de la bobina baja a cero con una caída de corriente causada por la inductancia en el circuito (puntos 8 a 9).
El valor máximo del primer pico de corriente inferior está relacionado con la corriente de la bobina totalmente saturada (corriente máxima), y esta relación indica la propagación a la tensión de disparo más bajo. Si la bobina alcanzara su corriente máxima antes de que el inducido y el enganche comiencen a moverse, el interruptor no se dispararía. Si este pico cambia con respecto a las mediciones anteriores, lo primero que hay que comprobar es la tensión de control y el valor mínimo que alcanza durante el funcionamiento. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la relación entre los dos picos de corriente varía, particularmente con la temperatura. Esto también se aplica a la tensión de disparo más bajo. Si el tiempo entre los puntos 3 y 5 aumenta o la curva se desplaza hacia arriba o hacia abajo en esta región, esto indica que un enganche o una bobina están defectuosos. La causa más común es la falta de lubricación en el sistema de enganche; se recomienda limpiarlo y lubricarlo.
ADVERTENCIA: Siga los protocolos de seguridad del interruptor cuando realice cualquier mantenimiento. Como mínimo, la alimentación de control del interruptor debe estar desconectada y la energía del mecanismo debe descargarse o bloquearse antes del mantenimiento.
Si el sistema de enganche se lubrica correctamente, el siguiente paso es verificar la resistencia de las bobinas abiertas y cerradas para asegurarse de que son correctas y reemplazarlas según sea necesario.
Las tablas a continuación indican las modalidades de falla típicas asociadas con las mediciones de tiempo y recorrido en interruptores de alta tensión y las posibles soluciones para el problema.
ADVERTENCIA: Siga los protocolos de seguridad del interruptor cuando realice cualquier mantenimiento. Como mínimo, la alimentación de control del interruptor debe estar desconectada y la energía del mecanismo debe descargarse o bloquearse antes del mantenimiento.
| Close time | Open time | Damping time | Charging motor | Possible cause of failure condition |
|---|---|---|---|---|
| Faster / Slower | Normal | Normal | Normal | Change in characteristic of the closing system. Latching system is binding. |
| Faster | Normal | Normal | Normal | Spring charging system used for closing is defective. |
| Slower | Normal | Normal | Normal | Spring charging system used for closing is defective. |
| Normal | Slower | Normal | Normal | Change in characteristic of the closing system. Latching system is binding. |
| Faster | Slower | Normal / Slower | Normal / Slower | Reduced force exerted by opening strings. One of the opening strings is broken. |
| Slower | Slower | Normal / Slower | Normal / Slower | Increased friction throughout the entire breaker caused by (for example) corrosion in the linkage system. |
| Normal | Faster | Normal | Normal | Malfunctioning puffer system or extremely low SF6- pressure. |
| Normal | Normal | Faster | Faster | Damaged opening damper. Not enough oil in the dashpot. |
| Normal | Normal | Slower | Slower | Damaged opening damper. Increased friction in the dashpot. |
| Tested parameter | Result |
|---|---|
| Coil current | Varies with coil resistance and control voltage. |
| Control voltage | Increased voltage drop indicates resistance of the coil supply cables. Must be measured in order to obtain traceability of coil current measurements and timing measurements. |
| Coil resistance | A change could indicate a burned coil or a short circuit between winding turns. Can be calculated from control voltage and peak current. |
| Armature stop time | Increased time indicates increased mechanical resistance in latch system or coil armature. |
| Armature start current | Increased current indicates increased mechanical resistance in coil armature. Gives an indication of the lowest operation voltage (coil pick up). |
| Max motor current | Varies with winding resistance, supplied voltage and applied force. Start current not considered. |
| Motor voltage | Increased voltage drop indicates increased resistance in the motor supply cables. |
| Spring charge motor start time | Closing time of auxiliary contact for the sprint charge motor. |
| Spring charge motor stop time | Increased time shows e.g. higher mechanical friction. |
Las mediciones de microohmios, también conocidas comúnmente como mediciones de resistencia estática (SRM) o como ohmímetro digital de baja resistencia (DLRO) (a veces también llamadas pruebas Ducter™), se realizan en el interruptor cuando los contactos están cerrados para detectar posibles daños o degradación en los contactos principales. Si la resistencia de los contactos principales es demasiado alta, habrá un calentamiento excesivo que puede causar daños en el interruptor. Los valores típicos son inferiores a 50 μΩ en los interruptores de transmisión y distribución, mientras que los valores del interruptor del generador a menudo son inferiores a 10 μΩ. Si el valor es anormalmente alto, puede ser necesario repetir la prueba varias veces o aplicar la corriente durante 30 a 45 segundos para "quemar" los contactos; esto ayudará a empujar cualquier oxidación o grasa que pueda haber en los contactos. Los resultados de la prueba de microohmios de las tres fases deben estar dentro del 50 % entre sí y se debe examinar cualquier valor atípico. Siempre verifique que las conexiones sean adecuadas y vuelva a probar cuando los valores sean altos. IEC requiere una corriente de prueba de 50 A o superior, mientras que IEEE requiere 100 A o superior.
El método de prueba DRM se desarrolló como una prueba de diagnóstico para evaluar el desgaste del contacto de arco eléctrico en los interruptores SF6. La prueba se realiza inyectando una corriente CC, aproximadamente 200 A o más, a través del interruptor y midiendo la caída de tensión y la corriente mientras se opera el interruptor. Una prueba DRM no debe confundirse con una medición de resistencia estática (medición de microohmios), que mide la resistencia de contacto cuando se cierra un interruptor.
Luego, el analizador del interruptor calcula y traza la resistencia como una función de tiempo, junto con el movimiento, si utiliza un transductor adecuado. Cuando el movimiento de contacto se registra simultáneamente, puede leer la resistencia en cada punto de contacto. Ya que existe una diferencia significativa en la resistencia entre el contacto principal y el contacto de arco eléctrico, el gráfico de resistencia y el gráfico de movimiento indicarán la longitud del contacto de arco eléctrico. En algunos casos, los fabricantes de interruptores pueden proporcionar curvas de referencia para el tipo de contacto en cuestión.
