Analizzatore di interruttori automatici EGIL200
Informazioni sul prodotto
L'analizzatore di interruttori automatici EGIL200 è stato sviluppato in risposta alle richieste di un analizzatore di interruttori automatici di fascia media, economico, veloce e facile da usare.
Lo sviluppo di EGIL200 è stato incentrato sulla facilità d'uso, consentendo di ridurre al minimo il tempo dedicato all'impostazione delle misurazioni. Con la modalità test rapido, tutte le impostazioni pertinenti sono visualizzate in un'unica schermata, pronte per la selezione e l'avvio del test.
Ideale per testare interruttori automatici ad alta e media tensione in sottostazioni e applicazioni industriali, questo versatile strumento offre un'ampia gamma di funzioni. Sono incluse tutte le misurazioni consigliate specificate negli standard IEEE C37 e IEC 62271.
EGIL200 è basato sulla tecnologia utilizzata nelle serie di analizzatori di interruttori automatici EGIL e TM leader del mercato di Megger, che combinano facilità d'uso e molte delle altre caratteristiche che le hanno rese così popolari. Queste caratteristiche includono la temporizzazione dei contatti PIR e le misurazioni della resistenza PIR, accurate anche in ambienti elettricamente rumorosi, grazie alla tecnologia di soppressione attiva delle interferenze.
Tra le caratteristiche principali di EGIL200 vi è la possibilità di generare report con un solo clic. È possibile caricare i risultati in un file PDF o inviarli direttamente a una stampante integrata opzionale. Grazie alla sua robusta costruzione, EGIL200 è perfetto per essere utilizzato anche in situazioni particolarmente difficili e impegnative sul campo.
Anche il collegamento all'oggetto da testare è stato semplificato, pertanto, per effettuare tutte le operazioni seguenti, basta collegare i puntali per test una sola volta:
1. Temporizzazione dei contatti principali e PIR
2. Analisi della corrente di bobina per bobine di chiusura, apertura 1 e 2
3. Misurazioni della tensione della stazione
4. Misurazioni del movimento
5. Misurazioni della resistenza, statica e dinamica
6. Misurazione della corrente del motore
7. Test della tensione di rilevamento minima per chiusura, apertura 1 e apertura 2
EGIL200 può essere fornito in versioni preconfigurate per le applicazioni standard, come ad esempio il test di interruttori a media tensione, alta tensione e a serbatoio morto oppure in una configurazione completamente personalizzabile che supporta fino a quattro interruzioni per fase e tre ingressi analogici.
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Interpretazione dei risultati del test
L'analisi dei tempi e della corsa consente di verificare il corretto funzionamento di un interruttore automatico. Garantisce che l'interruttore sia in grado di eliminare un guasto in pochi cicli. Se l'interruttore automatico è rimasto disinserito per mesi o addirittura anni, deve essere in grado di azionarsi immediatamente. Il modo più efficace per valutare i risultati della fasatura consiste nel confrontare i valori misurati con le specifiche fornite dal produttore. Le specifiche devono essere riportate nel manuale dell'interruttore automatico o in un elenco di controllo per la messa in funzione. I rapporti dei test di fabbrica vengono spesso forniti con l'interruttore automatico, con specifiche o una linea di base con cui poter fare un confronto.
Se le specifiche del produttore o i risultati della linea di base non sono disponibili:
- per generare una linea di base è necessario eseguire una misurazione iniziale dettagliata. Quando una rete ha più interruttori, è possibile generare valori nominali e una gamma mirata di specifiche da usare per un confronto, regolando eventuali valori anomali secondo necessità.
- le informazioni riportate di seguito possono essere utilizzate come linee guida generali, ma non sono applicabili a tutti gli interruttori automatici.
Negli interruttori automatici moderni, i tempi dei contatti sono misurati in millisecondi. Per gli interruttori automatici meno recenti, possono essere specificati in cicli. I contatti che vengono solitamente valutati includono i contatti principali, i contatti delle resistenze e i contatti ausiliari. Durante la fasatura vengono eseguite cinque diverse operazioni o sequenze: chiusura, apertura, chiusura-apertura, apertura-chiusura (richiusura) e apertura-chiusura-apertura.
I contatti principali sono responsabili del trasporto della corrente quando l'interruttore automatico è chiuso e, soprattutto, dell'estinzione dell'arco e della prevenzione di una nuova ripresa della corrente quando l'interruttore automatico si apre per eliminare un guasto. I contatti dei resistori di pre-inserzione dissipano le sovratensioni che possono verificarsi durante la chiusura degli interruttori a tensione più elevata collegati a linee di trasmissione lunghe. I resistori di post-inserzione sono utilizzati sugli interruttori automatici Air Blast meno recenti per proteggere i contatti principali durante il funzionamento. I resistori di pre-inserzione e post-inserzione sono comunemente indicati dall'acronimo PIR. I contatti ausiliari (AUX) sono contatti che si trovano all'interno del circuito di controllo e forniscono informazioni sullo stato dell'interruttore automatico, aiutando a controllarne il funzionamento.
L'interruttore automatico è classificato in cicli e questo specifica il tempo necessario per eliminare un guasto. Il tempo di apertura dei contatti sarà inferiore al tempo nominale dell'interruttore automatico perché il tempo di apertura dei contatti è quando i contatti si separano effettivamente. Durante il funzionamento, dopo la separazione dei contatti, è ancora presente un arco che colma la distanza tra i contatti e che deve essere spento. Il tempo di apertura dei contatti deve essere inferiore a 1/2 - 2/3 del tempo di interruzione nominale dell'interruttore automatico, mentre i tempi di chiusura sono generalmente più lunghi rispetto ai tempi di apertura. La differenza temporale fra le tre fasi, nota come distribuzione tra poli o simultaneità tra fasi, deve essere inferiore a 1/6 di ciclo per le operazioni di apertura e inferiore a 1/4 di ciclo per le operazioni di chiusura, in conformità a entrambi gli standard IEC62271-100 e IEEE C37.09. Se l'interruttore automatico presenta più interruzioni in una fase, queste devono attivarsi quasi simultaneamente. Se un contatto funziona più velocemente degli altri, un'interruzione avrà una tensione significativamente più alta su questo rispetto agli altri, causando un guasto. IEC richiede una tolleranza inferiore a 1/8 di ciclo, mentre IEEE consente 1/6 di ciclo per questa distribuzione intra-polare. Anche con i limiti specificati da IEEE e IEC, la simultaneità della maggior parte degli interruttori automatici è spesso specificata in 2 ms o meno. Il rimbalzo dei contatti viene misurato anche con i canali di temporizzazione. Il rimbalzo dei contatti viene misurato in termini di tempo (ms) e spesso può comparire nelle operazioni di chiusura. Un rimbalzo eccessivo indica che la pressione della molla nei contatti si sta indebolendo.
I resistori e di pre-inserzione (PIR) vengono utilizzati insieme ai contatti principali durante la chiusura. Viene inserito prima il resistore per dissipare le sovratensioni, a seguire i contatti principali; successivamente, il contatto del resistore viene cortocircuitato o rimosso dal circuito. Il parametro principale da valutare qui è il tempo di inserzione del resistore ovvero il tempo di permanenza del contatto del resistore nel circuito prima della chiusura dei contatti principali. I tempi di inserzione tipici del resistore sono compresi tra mezzo ciclo e un ciclo completo. Se il contatto principale è più veloce del contatto del resistore, l'interruttore non funziona correttamente.
I contatti ausiliari (AUX) vengono utilizzati per controllare l'interruttore automatico e comunicarne lo stato. I contatti A seguono lo stato dei contatti principali: se l'interruttore è aperto, il contatto A è aperto e, se l'interruttore è chiuso, il contatto A è chiuso. I contatti B seguono lo stato opposto dell'interruttore: il contatto B è chiuso quando l'interruttore è aperto e viceversa. Non esistono limiti temporali generalizzati per la differenza tra il funzionamento dei contatti AUX e quello dei contatti principali. Tuttavia, è sempre di fondamentale importanza comprendere e controllare il funzionamento di questi dispositivi e compararlo ai risultati ottenuti in passato. I contatti AUX impediscono che le bobine aperte e chiuse vengano eccitate troppo a lungo e si brucino. I contatti AUX possono anche controllare il tempo di stazionamento dei contatti, ovvero il tempo di chiusura dei contatti principali durante un'operazione di chiusura-apertura.
Quando si esegue l'analisi dei tempi e della corsa, la curva di movimento fornisce più informazioni rispetto a qualsiasi altra misurazione. È fondamentale capire se l'interruttore automatico funziona correttamente o meno. Per misurare il movimento, collegare un trasduttore di corsa all'interruttore automatico, misurando la posizione del meccanismo o dei contatti in funzione del tempo. Il trasduttore misurerà una distanza angolare o lineare. Le misurazioni angolari vengono spesso convertite in una distanza lineare tramite una costante di conversione o una tabella di conversione. Una misura lineare può essere convertita in un'altra unità di misura anche utilizzando un rapporto. L'obiettivo è quello di convertire il movimento del trasduttore nel movimento effettivo dei contatti e determinare la corsa dei contatti principali. Dalla corsa, è possibile calcolare vari parametri. Se non è disponibile alcuna costante o tabella di conversione, la corsa e i relativi parametri possono ancora essere valutati così come sono, ma potrebbero non corrispondere alle specifiche del produttore.
La velocità viene misurata sia nelle operazioni di apertura che di chiusura. Il parametro più critico da misurare sull'interruttore automatico è la velocità dei contatti di apertura. Un interruttore ad alta tensione è progettato per interrompere una specifica corrente di cortocircuito; ciò richiede un funzionamento a una velocità specifica per creare un flusso di raffreddamento adeguato di aria, olio o gas, a seconda del tipo di interruttore. Questo flusso raffredda l'arco elettrico quanto basta per interrompere la corrente al successivo punto di incrocio zero. La velocità viene calcolata tra due punti sulla curva di movimento. Esistono diversi modi per scegliere questi punti di calcolo della velocità: il più comune è quello di contatto/separazione e un tempo prima/dopo o a distanze inferiori alle posizioni di chiusura o apertura.
La curva di corsa sopra indicata rappresenta un'operazione di chiusura/apertura. La corsa dei contatti viene misurata dalla posizione di "riposo in apertura" alla posizione di "riposo in chiusura". Quando l'interruttore automatico si chiude, i contatti superano la posizione di chiusura; questo è noto come extra corsa. Dopo l'extra corsa, i contatti possono spostarsi oltre la posizione di riposo in chiusura (verso l'apertura); questo è il parametro di rimbalzo. Questi parametri (ad esempio, corsa, extra corsa e rimbalzo) vengono misurati anche durante l'operazione di apertura, ma sono riferiti alla posizione di "riposo in apertura" anziché alla posizione di chiusura.
L'operazione di apertura riportata nel grafico sopra mostra sia l'extra corsa sia il rimbalzo. Il grafico indica il punto in cui i contatti si toccano e si separano. La distanza dal contatto/separazione alla posizione di riposo in chiusura è indicata come wipe o penetrazione. La distanza attraverso la quale l'arco elettrico dell'interruttore viene spento è chiamata zona d'arco. Questa è la posizione sulla curva in cui si desidera calcolare la velocità di scatto di cui sopra. Poiché le operazioni di apertura si verificano ad alta velocità, spesso viene utilizzato uno smorzatore per rallentare il meccanismo verso la fine della corsa. La posizione in cui è attivo lo smorzatore è chiamata zona di smorzamento. In molti interruttori, è possibile misurare lo smorzamento dalla curva di corsa. Alcuni interruttori, tuttavia, potrebbero richiedere un trasduttore separato collegato per misurare lo smorzamento. È possibile misurare lo smorzamento sia nelle operazioni di apertura che di chiusura. Lo smorzamento può avere parametri di distanza o tempo associati alla curva.
La corsa dell'interruttore automatico è molto piccola per gli interruttori automatici a vuoto, circa 10 - 20 mm, e aumenta nella gamma 100 - 200 mm per gli interruttori automatici in SF6, con corse più lunghe necessarie per tensioni più elevate. Gli interruttori automatici a olio possono avere lunghezze della corsa superiori a 500 mm. Se si confronta la corsa di due interruttori automatici diversi, queste dovrebbero essere comprese entro pochi mm l'una dall'altra, purché siano dello stesso tipo e utilizzino lo stesso meccanismo. Se non si trovano limiti, è possibile confrontare l'extra corsa e il rimbalzo con la corsa dell'interruttore; dovrebbero essere inferiori a circa il 5% della corsa totale. È necessario esaminare l'eventuale rimbalzo eccessivo o extra corsa per evitare ulteriori danni ai contatti e al meccanismo di funzionamento; spesso la causa è un guasto nello smorzatore.
La misurazione periodica della tensione d'esercizio e della corrente di bobina può aiutare a rilevare potenziali problemi meccanici e/o elettrici nelle bobine di azionamento con largo anticipo rispetto alla loro comparsa come guasti veri e propri. L'analisi principale si concentra sulla traccia della corrente di bobina; la traccia della tensione di controllo rispecchierà la curva della corrente in funzione. Il parametro principale per la valutazione della tensione è la tensione minima raggiunta durante il funzionamento. La corrente massima di bobina (se consentito il raggiungimento del valore massimo) è una funzione diretta della resistenza e della tensione di attivazione della bobina.
Quando si applica una tensione su una bobina, la curva di corrente mostra prima una transizione rettilinea, la cui velocità di aumento dipende dalle caratteristiche elettriche della bobina e dalla tensione di alimentazione (punti 1 - 2). Quando l'indotto bobina (che aziona il dispositivo di blocco sul gruppo energetico del meccanismo di azionamento) inizia a muoversi, il rapporto elettrico cambia e la corrente di bobina diminuisce (punti 3 - 5). Da questo punto in poi, la bobina e il sistema di blocco hanno completato la relativa funzione di rilascio dell'energia immagazzinata nel meccanismo. Quando l'indotto raggiunge la posizione di fine corsa meccanico, la corrente di bobina aumenta fino a raggiungere la corrente proporzionale alla tensione di bobina (punti 5 - 8). Il contatto ausiliario apre quindi il circuito e la corrente di bobina scende a zero con un decadimento di corrente causato dall'induttanza presente nel circuito (punti 8 - 9).
Il valore di picco del primo picco di corrente inferiore è correlato alla corrente di bobina completamente saturata (corrente massima) e questa relazione fornisce un'indicazione della diffusione alla tensione di attivazione più bassa. Se la bobina dovesse raggiungere la corrente massima prima dell'inizio del movimento dell'indotto e del dispositivo di blocco, l'interruttore non scatterebbe. Se questo picco cambia rispetto alle misurazioni precedenti, la prima cosa da controllare è la tensione di controllo e il valore minimo raggiunto durante il funzionamento. Tuttavia, è importante notare che la relazione tra i due picchi di corrente varia, in particolare, con la temperatura. Questo vale anche per la tensione di attivazione più bassa. Se il tempo tra i punti 3 - 5 aumenta o la curva si sposta verso l'alto o verso il basso in questa area, ciò indica un dispositivo di blocco difettoso o una bobina difettosa. La causa più comune è la mancanza di lubrificazione del sistema di blocco; si consiglia pertanto di pulire e lubrificare il dispositivo di blocco.
AVVERTENZA: Seguire i protocolli di sicurezza dell'interruttore automatico durante gli interventi di manutenzione. Come requisito minimo, prima di un intervento di manutenzione, l'alimentazione di controllo dell'interruttore deve essere disattivata e l'energia del meccanismo deve essere scaricata o bloccata.
Se il sistema di blocco è lubrificato correttamente, il passo successivo consiste nel verificare la resistenza delle bobine di chiusura e apertura per assicurarsi che sia corretta e sostituirla secondo necessità.
Le tabelle seguenti indicano le modalità di guasto tipiche associate alle misurazioni di tempo e corsa sugli interruttori automatici ad alta tensione nonché le possibili soluzioni al problema.
AVVERTENZA: Seguire i protocolli di sicurezza dell'interruttore automatico durante gli interventi di manutenzione. Come requisito minimo, prima di un intervento di manutenzione, l'alimentazione di controllo dell'interruttore deve essere disattivata e l'energia del meccanismo deve essere scaricata o bloccata.
Tempo di chiusura | Tempo di apertura | Tempo di smorzamento | Motore di carica | Possibile causa della condizione di guasto |
|---|---|---|---|---|
Più veloce/Più lento | Normale | Normale | Normale | Variazione nella caratteristica del sistema di chiusura. Il sistema di blocco è bloccato. |
Più veloce | Normale | Normale | Normale | Il sistema di carica delle molle utilizzate per la chiusura è difettoso. |
Più lento | Normale | Normale | Normale | Il sistema di carica delle molle utilizzate per la chiusura è difettoso. |
Normale | Più lento | Normale | Normale | Variazione nella caratteristica del sistema di chiusura. Il sistema di blocco è bloccato. |
Più veloce | Più lento | Normale/Più lento | Normale/Più lento | Riduzione della forza esercitata dalle molle di apertura. Una delle molle di apertura è rotta. |
Più lento | Più lento | Normale/Più lento | Normale/Più lento | Aumento dell'attrito su tutto l'interruttore causato (ad esempio) dalla corrosione nel sistema di collegamento. |
Normale | Più veloce | Normale | Normale | Sistema puffer malfunzionante o pressione SF6 estremamente bassa |
Normale | Normale | Più veloce | Più veloce | Smorzatore di apertura danneggiato. Olio insufficiente nel dissipatore. |
Normale | Normale | Più lento | Più lento | Smorzatore di apertura danneggiato. Aumento di attrito nel dissipatore. |
Parametro testato | Risultato |
|---|---|
Corrente di bobina | Varia in base alla resistenza della bobina e alla tensione di controllo. |
Tensione di controllo | L'aumento della caduta di tensione indica un aumento della resistenza dei cavi di alimentazione della bobina. Deve essere misurata per ottenere la tracciabilità delle misurazioni della corrente di bobina e delle misurazioni di temporizzazione. |
Resistenza della bobina | Una variazione potrebbe indicare la presenza di una bobina bruciata o di un cortocircuito tra gli avvolgimenti. Può essere calcolata dalla tensione di controllo e dalla corrente di picco. |
Tempo di arresto dell'indotto | Un tempo maggiore indica un aumento della resistenza meccanica nel sistema di blocco o nell'indotto della bobina. |
Corrente di avviamento dell'indotto | Un aumento del flusso di corrente indica un incremento della resistenza meccanica nell'indotto della bobina. Fornisce un'indicazione della tensione di funzionamento più bassa (rilevamento bobina). |
Corrente massima del motore | Varia in base alla resistenza dell'avvolgimento, alla tensione di alimentazione e alla forza applicata. Corrente di avviamento non presa in considerazione. |
Tensione del motore | L'aumento della caduta di tensione indica un incremento della resistenza nei cavi di alimentazione del motore. |
Tempo di avvio del motore di carica delle molle | Tempo di chiusura del contatto ausiliario per il motore di carica delle molle. |
Tempo di arresto del motore di carica delle molle | L'aumento del tempo mostra, ad esempio, un maggior attrito meccanico. |
Le misurazioni in micro-ohm, dette comunemente anche misurazioni della resistenza statica (SRM) o test DLRO (ohmmetro a bassa resistenza digitale) (talvolta chiamate anche test Ducter™), vengono eseguite sull'interruttore automatico mentre i contatti sono chiusi per rilevare la possibile degradazione o presenza di danni nei contatti principali. Se la resistenza dei contatti principali è troppo elevata, si verifica un riscaldamento eccessivo che può danneggiare l'interruttore automatico. I valori tipici sono inferiori a 50 μΩ sugli interruttori automatici di distribuzione e trasmissione, mentre i valori degli interruttori automatici del generatore sono spesso inferiori a 10 μΩ. Se il valore è eccessivamente alto, potrebbe essere necessario ripetere il test più volte o applicare la corrente per 30 - 45 secondi per eseguire il "burn in" dei contatti; questo aiuterà a forzare l'ossidazione o il grasso che potrebbe essere presente sui contatti. I risultati del test in micro-ohm per tutte e tre le fasi devono essere compresi entro il 50% l'una dall'altra ed eventuali valori anomali devono essere esaminati. Verificare sempre che i collegamenti siano corretti e ripetere il test quando i valori sono alti. IEC richiede una corrente di prova di 50 A o superiore, mentre IEEE richiede 100 A o più.
Le funzionalità di EGIL200 possono essere facilmente estese aggiungendo software e accessori. Esempi noti di funzioni aggiuntive sono DualGround™,SDRM e First Trip.
Con le misurazioni DRM, è possibile stimare in modo affidabile la lunghezza del contatto d'arco negli interruttori SF6 senza smontare l'interruttore automatico. Negli interruttori SF6, il contatto d'arco è comunemente realizzato in Wolfram (tungsteno). Questo contatto si spegne e si riduce a ogni interruzione della corrente di carico. (*)
Vengono eseguiti test iniettando corrente CC attraverso il contatto principale dell'interruttore e misurando la caduta di tensione e corrente mentre l'interruttore è azionato. L'analizzatore di interruttori calcola e traccia la resistenza in funzione del tempo. Il movimento dei contatti viene registrato contemporaneamente, rendendo possibile la lettura della resistenza in ogni posizione del contatto. Questo metodo viene utilizzato per la diagnosi dei contatti e, in alcuni casi, viene utilizzato anche per misurare il tempo. (*)
Affinché l'interpretazione del DRM sia affidabile, si richiede un'elevata corrente di test e un analizzatore di interruttori automatici con una buona risoluzione di misurazione. Gli analizzatori di interruttori automatici Megger sono dotati di entrambe questa caratteristiche. (*)
DRM è un metodo affidabile per stimare la lunghezza/l'usura del contatto d'arco. SDRM fornisce corrente elevata e EGIL200 fornisce una misurazione precisa con un'ottima risoluzione. Nell'esempio riportato sopra, la lunghezza del contatto d'arco è pari a 16,1 mm.
