Rompere gli schemi nei test degli interruttori automatici

Verificare le prestazioni degli interruttori automatici ad alta tensione utilizzati nei sistemi di trasmissione non è semplice. Poiché i meccanismi di contatto sono sempre completamente chiusi, l'ispezione visiva è impossibile senza smontare l'apparecchiatura, un'operazione costosa e che richiede molto tempo. Anche i test elettrici sono problematici, non da ultimo a causa delle tensioni pericolose che possono essere indotte nell'interruttore sottoposto a test dalle linee adiacenti.

Per risolvere questi problemi di sicurezza, si stanno diffondendo sempre di più i test con doppia messa a terra, in cui entrambe le estremità dell'interruttore automatico sono collegate a terra durante i test. In effetti, alcuni servizi di pubblica utilità hanno già reso obbligatorio questo test per i lavori effettuati sugli impianti.

Tuttavia, non tutte le apparecchiature di verifica sono adatte per essere usate con una doppia messa a terra, mentre altre presentano limitazioni in termini di prestazioni, portabilità e facilità d'uso. Per risolvere questi problemi, sono state sviluppate nuove tecnologie, alcune delle quali sono oggetto di brevetti detenuti da Megger.

Eseguire misurazioni accurate della resistenza sui contatti degli interruttori automatici in condizioni dinamiche, ossia mentre i contatti sono in funzione, implica l'iniezione di correnti elevate, specialmente in condizioni di doppia messa a terra, in cui una parte sostanziale della corrente di prova può essere deviata sul percorso fornito dai due collegamenti a terra.

Sono inoltre necessarie correnti elevate per distinguere tra il punto in cui entrano in azione i contatti principali e il punto in cui entrano in azione i contatti d'arco.

In passato, la fonte di corrente per questi test era tipicamente un alimentatore pesante o una ingombrante batteria secondaria. Tuttavia, negli sviluppi più recenti viene utilizzata una delle nuove generazioni di supercondensatori come fonte di corrente. Disponibili con capacità fino a centinaia di farad, questi condensatori sono molto più leggeri e più compatti delle batterie secondarie, e sono comunque in grado di generare facilmente correnti elevate per il tempo necessario a effettuare un test di resistenza sull'interruttore automatico.

Ad esempio, il nuovo modulo di resistenza statica e dinamica SDRM202 di Megger, che utilizza questa tecnologia ed è progettato per l'uso in combinazione con la linea di analizzatori di interruttori automatici, pesa solo 1,8 kg, ed è comunque in grado di generare una corrente di uscita di 200 A quando viene utilizzato con i cavi per test in dotazione. Il condensatore è continuamente in carica e richiede meno di un minuto per completare la ricarica dopo un test della durata standard di 1,6 secondi; è inoltre possibile eseguire più test senza dover attendere la ricarica completa.

Oltre ai test di resistenza, una necessità comune per gli interruttori automatici ad alta tensione è eseguire test di temporizzazione per garantire che tutti i gruppi di contatti funzionino il più simultaneamente possibile. Sebbene la temporizzazione possa essere dedotta dai test di resistenza, spesso è possibile ottenere risultati accurati più facilmente utilizzando la misurazione dinamica della capacità (DCM), una tecnica completamente compatibile con i test di doppia messa a terra.

Con la tecnica DCM, i contatti dell'interruttore automatico vengono trattati come un condensatore variabile che, durante il test, viene utilizzato per formare parte di un circuito risonante in serie. In condizioni di pre-test, il circuito viene configurato per emettere una risonanza alla frequenza applicata dall'apparecchiatura di verifica, che rientra generalmente nell'intervallo dei 4 MHz come nella maggior parte degli strumenti si trova.

Man mano che i contatti si muovono, la variazione della capacità tra loro cambia lafrequenza di risonanza, determinando una variazione significativa della corrente di prova. L'apparecchiatura di verifica converte automaticamente questa variazione di corrente nello stato dei contatti.

Anche se molto soddisfacente nelle prestazioni e ampiamente utilizzata, la tecnica DCM descritta non è applicabile agli interruttori automatici che includono condensatori di livellamento. Questi condensatori deviano i contatti dell'interruttore automatico e possono avere valori di 500 pF o più, comportandosi, a frequenze intorno ai 4 MHz, come un cortocircuito a fini pratici. Non è quindi possibile ottenere risultati significativi sulla variazione della capacità tra i contatti durante il loro movimento.

Una soluzione innovativa, sviluppata e brevettata da Megger, adatta la tecnica DCM in modo da utilizzare un segnale di test a frequenza variabile e per configurare il circuito per la risonanza in parallelo anziché in serie. Con questa configurazione, la risonanza viene raggiunta a una frequenza molto più bassa; il condensatore di livellamento non viene quindi più percepito come un cortocircuito. Di conseguenza, i test di temporizzazione possono essere eseguiti facilmente su tutti i tipi di interruttori, indipendentemente dal fatto che siano montati o meno condensatori di livellamento.

Con entrambi i lati collegati a terra, la corrente indotta non passa attraverso lo strumento di verifica.

Tutte le sottostazioni sono dotate di accoppiamento capacitivo proveniente da conduttori ad alta tensione, che induce correnti in tutti i conduttori paralleli. Attraverso un interruttore automatico scollegato, con un lato collegato a terra e entrambi i sezionatori aperti, questa corrente può raggiungere valori mA a due cifre. La corrente indotta è talvolta denominata corrente di "ronzio". Questa corrente può essere sufficientemente grande da causare lesioni o essere letale per gli esseri umani.

Gli strumenti Megger saranno i primi a utilizzare questa tecnica di misurazione innovativa per la temporizzazione degli interruttori automatici.

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