Testare i sistemi di protezione sul "circuito primario"
Autore: Marius Averitai
Quando si deve testare un sistema di protezione dei relè, in particolare durante la messa in funzione,
è necessario decidere in fase iniziale se utilizzare l'iniezione primaria o secondaria. Entrambi gli approcci offrono i loro benefici, ma Marius Averitai di Megger afferma che in molti casi l'iniezione primaria presenta un vantaggio.
Per testare uno schema di protezione dei relè è possibile iniettare correnti elevate nei circuiti primari o correnti molto più basse direttamente nei relè. In pratica, entrambi gli approcci vi daranno risultati simili, quindi perché dovreste portarvi dietro un'apparecchiatura di verifica per iniezione primaria grande e pesante anziché uno strumento per test sull'iniezione secondaria molto più piccolo e leggero?
Esistono molti buoni motivi per cui potreste scegliere di procedere con l'iniezione primaria, ma uno dei motivi più convincenti è che si tratta di un test molto più completo. Per spiegarlo meglio, pensate a un esempio molto semplice: un interruttore automatico con un relè di sgancio per sovracorrente che funziona tramite un trasformatore di corrente (CT).
È possibile iniettare la corrente di test direttamente nel relè (iniezione secondaria) e questo darebbe indicazioni sul corretto (o scorretto) funzionamento del relè. Ma questo test non vi direbbe nulla sul trasformatore di corrente e sui collegamenti tra quest’ultimo e il relè. Tuttavia, se si inietta la corrente di test nel circuito primario (iniezione primaria), i risultati confermano non solo il corretto funzionamento del relè, ma anche se il trasformatore di corrente è utilizzabile e se i relativi collegamenti sono presenti e corretti.
Il test dell'iniezione primaria offre anche altri vantaggi preziosi. Ad esempio, riproduce molto più accuratamente le normali condizioni di funzionamento dell'apparecchiatura sottoposta a test: l'elevata corrente di test solleciterà tale apparecchiatura proprio come accadrebbe se fosse in servizio. Ciò può fare una grande differenza per i risultati dei test.
I test di iniezione primaria inoltre possono essere meno complicati da configurare. L'apparecchiatura sottoposta a test deve essere isolata e deve disporre di collegamenti con corrente elevata, anche se in genere è sufficiente un solo set di collegamenti. Nei test di iniezione secondaria equivalenti, l'isolamento è ancora richiesto, ma spesso sarà necessario effettuare diversi collegamenti di prova su varie parti dell'apparecchiatura per condurre test completi.
Naturalmente, non ci sono solo buone notizie, e probabilmente sapete già che i test dell'iniezione primaria vengono scartati in alcune occasioni a causa delle dimensioni e del peso dell'apparecchiatura necessaria. I test di iniezione primaria in genere comportano correnti di almeno 100 A e, in alcuni casi, fino a 20.000 A, mentre le correnti di iniezione secondaria hanno più probabilità di raggiungere al massimo 50 A. La potenza nominale tipica dei circuiti secondari è 1 A o 5 A. Le apparecchiature di verifica dell'iniezione primaria non sono quindi mai così compatte come i loro equivalenti di iniezione secondaria, ma forse non sapete che negli ultimi anni ci sono stati molti progressi in tal senso.
Un modo per ottenere questo risultato è utilizzare sorgenti di corrente modulari, in modo che per correnti di test inferiori siano necessarie solo una o due sorgenti, mentre per correnti di test più elevate sia possibile aggiungerne altre. Le apparecchiature di verifica che adottano questo approccio sono spesso assemblate su carrelli in grado di alloggiare l'unità di controllo e fino a tre o quattro moduli di sorgente di corrente. Questa disposizione rende molto più facile la gestione dell'apparecchiatura di verifica.
Se si osservano le specifiche delle apparecchiature di verifica per iniezione primaria più recenti, si può notare che il peso e le dimensioni non sono gli unici aspetti in cui sono stati fatti progressi. Un altro miglioramento utile è stato l'introduzione di apparecchiature di verifica in cui l'unità di controllo può essere collegata al generatore di corrente tramite un cavo relativamente lungo. In questo modo è possibile posizionare il generatore di corrente molto vicino all'apparecchiatura sottoposta a test e quindi ridurre al minimo la lunghezza dei cavi per i test ad alta corrente, rendendo le procedure più semplici e funzionali.
Se decidete di investire in un'apparecchiatura di verifica dell'iniezione primaria, dovrete essere certi che sia in grado di far fronte a un'ampia gamma di carichi poiché, in caso contrario, potrebbe non essere in grado di erogare la corrente di test richiesta, anche se rientra nella sua potenza nominale. Una buona apparecchiatura di verifica provvede a ciò aumentando la tensione di uscita dei generatori di corrente a spese della corrente di uscita, in modo che la potenza che l'apparecchiatura deve erogare non aumenti eccessivamente.
Un'altra opzione molto utile è un timer integrato che può essere impostato per iniettare la corrente di test per un periodo di tempo che può essere controllato con precisione. Ciò facilita l’iniezione delle correnti di guasto effettive per eseguire dei test sui tempi di sgancio per l'interruttore automatico, il relè e i trasformatori di corrente. L'apparecchiatura di verifica deve inoltre disporre di ingressi ausiliari per la misurazione di tensione e corrente, in modo che sia facile testare i trasformatori di corrente. Le migliori apparecchiature di verifica forniscono un'ampia gamma di dati, tra cui impedenza, resistenza, potenza virtuale, potenza attiva, potenza reattiva e fattore di potenza, naturalmente insieme al rapporto di spire e alla polarità.
Quando si vuole selezionare un'apparecchiatura di verifica dell'iniezione primaria, si scopre rapidamente che ne esistono due tipi principali: unità sofisticate completamente automatiche, come il modello SPI225 di Megger, e unità più semplici ad azionamento manuale come quelle della gamma EDEN di Megger. La scelta giusta dipende dall'applicazione. Per i test che richiedono la registrazione di più risultati e il confronto automatico con curve di sgancio standard in base alle impostazioni di un relè di protezione, l’utilizzo di un'unità controllata da computer intelligente (SPI225) rende i test e la generazione dei report più rapidi e semplici. Lo stesso accade per i test su più MCCB.
Tuttavia, per le applicazioni semplici, si consiglia soprattutto l'uso di apparecchiature di verifica dell'iniezione primaria manuali. Innanzitutto, è necessaria una formazione minima per usarle in modo efficace e il loro funzionamento è ampiamente intuitivo. Megger ha scoperto che, in media, è necessario meno di un'ora per imparare a utilizzare un'apparecchiatura di verifica manuale e che l'help desk tecnico dell'azienda raramente riceve domande su questi strumenti. Altri vantaggi sono che non è necessario collegare le apparecchiature di verifica manuali a un computer per utilizzarle e, naturalmente, costano molto meno delle loro controparti automatizzate.
Come abbiamo visto, c’è molto da dire riguardo i test dell'iniezione primaria. I test sono eseguiti su tutti i componenti dello schema di protezione e, contemporaneamente, riproducono fedelmente le condizioni di funzionamento reali, più di quanto non facciano i test di iniezione secondaria. Le più recenti apparecchiature di verifica compatte sono molto più portatili e gestibili dei loro predecessori e il meglio di questi strumenti offre un'ampia gamma di funzionalità. Quindi, se state pensando di investire in apparecchiature per testare gli schemi di protezione dei relè, una moderna apparecchiatura di verifica dell'iniezione primaria potrebbe essere la vostra opzione migliore.
