Analizzatori di interruttori automatici TM1800
Informazioni sul prodotto
La serie TM1800 di analizzatori di interruttori automatici Megger è stata realizzata sulla base di oltre 30 anni di esperienza con oltre 6000 unità consegnate. La struttura modulare permette di configurare l'analizzatore TM1800 per misurazioni su tutti i tipi di interruttori automatici noti attualmente utilizzati nel settore dell'energia elettrica.
Il design robusto della serie TM1800 contiene una potente tecnologia che semplifica i test degli interruttori automatici. I sofisticati moduli di misurazione consentono un notevole risparmio di tempo grazie alla possibilità di misurare contemporaneamente molti parametri senza dover ogni volta procedere a una nuova configurazione. Inoltre, la serie TM1800 può essere utilizzata adottando la modalità di test con doppio collegamento a terra insieme al modulo DCM (Dynamic Capacitive Measurement). La tecnologia DualGround™ rende i test sicuri e consente di ridurre i tempi mantenendo l'interruttore automatico collegato a terra su entrambi i lati per tutta la durata del test.
La serie TM1800 è disponibile in quattro modelli: Standard, Standard per DualGround™, Expert, ed Expert per DualGround™. È possibile ordinare il modello standard per misurare il tempo e la corsa di un interruttore automatico con due interruzioni per fase e tre singoli meccanismi di funzionamento. È quindi possibile personalizzare lo strumento TM1800 con numerose opzioni nei moduli DCM (DualGround™), digitale, Aux e persino un modulo stampante. È possibile aggiungere moduli di controllo extra, analogici e di temporizzazione in base alle necessità per una vasta gamma di opzioni.
Tutte le configurazioni sono dotate di tastiera e mouse con rotella di scorrimento e di uno schermo per esterni da 8 pollici, di facile lettura anche in condizioni di luce solare intensa.
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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 temporizzazione 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 report dei test condotti in fabbrica sono spesso allegati all'interruttore automatico e contengono le specifiche o i valori di riferimento utili per effettuare dei confronti.
In caso le specifiche o i valori di riferimento non siano disponibili:
- è necessario eseguire una misurazione iniziale dettagliata per generare i valori standard. Quando una rete ha diversi interruttori automatici dello stesso tipo, è possibile generare i valori nominali e un intervallo di specifiche da confrontare, regolando eventuali valori anomali secondo necessità.
- Le informazioni riportate di seguito possono essere utilizzate come linee guida generali, ma non devono essere considerate valide per 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 temporizzazione vengono eseguite cinque diverse operazioni o sequenze: chiusura, apertura, chiusura-apertura, apertura-chiusura 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-inserimento 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-inserimento sono utilizzati sugli interruttori automatici Air Blast meno recenti per proteggere i contatti principali durante il funzionamento.
I resistori di pre-inserimento e post-inserimento 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; questo valore specifica il tempo necessario per eliminare un guasto. Il tempo di apertura dei contatti è inferiore al tempo nominale dell'interruttore automatico perché il tempo di apertura dei contatti misura quando i contatti sono effettivamente separati. Durante il funzionamento, dopo la separazione dei contatti, è ancora presente un arco che colma la distanza tra i contatti e che deve essere estinto. 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. Lo standard IEC richiede una tolleranza inferiore a 1/8 di ciclo, mentre lo standard IEEE consente 1/6 di ciclo per questa distribuzione intra-polare. Anche con i limiti specificati dagli standard IEEE e IEC, la simultaneità della maggior parte degli interruttori automatici è spesso specificata in 2 ms o meno. Anche il valore del rimbalzo dei contatti viene misurato 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 di pre-inserimento (PIR) vengono utilizzati insieme ai contatti principali al momento della chiusura. Viene inserito prima il resistore per dissipare le sovratensioni, a seguire i contatti principali; successivamente, il contatto del resistore viene messo in cortocircuito o rimosso dal circuito. Il parametro principale da valutare in questo caso è il tempo di inserimento del resistore ovvero il tempo di permanenza del contatto del resistore nel circuito prima che i contatti principali vengano chiusi. I tempi di inserimento 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 automatico 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 controllare anche il tempo di permanenza, ovvero per quanto tempo i contatti principali rimangono chiusi in 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 convertire il movimento del trasduttore nel movimento effettivo dei contatti e determinare la corsa dei contatti principali. Utilizzando il valore della 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 di apertura dei contatti. 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 della 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 (ossia, corsa, extra corsa e rimbalzo) vengono misurati anche durante l'operazione di apertura, ma fanno riferimento 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 a cui l'arco elettrico dell'interruttore viene estinto è chiamata zona d'arco. Questa è la posizione sulla curva in cui si desidera calcolare la velocità di sgancio di cui sopra. Poiché le operazioni di apertura si verificano ad alta velocità, spesso viene utilizzato un dissipatore viscoso per rallentare il meccanismo verso la fine della corsa. La posizione in cui è attivo il dissipatore viscoso è chiamata zona di smorzamento. In molti interruttori, è possibile misurare lo smorzamento dalla curva della corsa. Alcuni interruttori, tuttavia, potrebbero richiedere un trasduttore separato collegato per misurare lo smorzamento. È possibile misurare lo smorzamento sia in fase di apertura che in fase 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 di vecchio tipo possono avere lunghezze della corsa superiori a 500 mm. Se si confronta la corsa di due interruttori automatici diversi, queste devono differire l'una dall'altra di pochi millimetri, 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; questi valori devono essere inferiori di circa il 5% rispetto alla corsa totale. È necessario indagare le cause dell'eventuale rimbalzo eccessivo o extra corsa per evitare ulteriori danni ai contatti e al meccanismo di funzionamento; spesso la causa è un guasto nel dissipatore viscoso.
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 della 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 della corrente mostra prima una transizione rettilinea, la cui velocità di salita dipende dalle caratteristiche elettriche della bobina e dalla tensione di alimentazione (punti 1 - 2). Quando l'indotto della bobina (che aziona il dispositivo di blocco sul gruppo energetico del meccanismo di azionamento) inizia a muoversi, il rapporto elettrico cambia e la corrente della 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 della bobina aumenta fino a raggiungere un valore di corrente proporzionale alla tensione della bobina (punti 5 - 8). Il contatto ausiliario quindi apre il circuito e la corrente della bobina scende a zero con un decadimento di corrente causato dall'induttanza nel circuito (punti 8 - 9).
Il valore del primo picco di corrente inferiore è correlato alla corrente della bobina completamente satura (corrente massima); questo rapporto fornisce un'indicazione dell'estensione fino alla tensione di sgancio 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. Ciò vale anche per la tensione di sgancio 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 sostituire le bobine 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 del guasto |
|---|---|---|---|---|
| Più veloce / Più lento | Normal | Normal | Normal | Variazione nella caratteristica del sistema di chiusura. Il sistema di blocco è inceppato. |
| Più veloce | Normal | Normal | Normal | sistema di carica molla utilizzato per la chiusura è difettoso. |
| Più lento | Normal | Normal | Normal | Il sistema di carica della molla utilizzato per la chiusura è difettoso |
| Normal | Più lento | Normal | Normal | Modifica nella caratteristica del sistema di chiusura. Il sistema di blocco è inceppato. |
| Più veloce | Più lento | Normal / Più lento | Normal / Più lento | orza ridotta esercitata dalle stringhe di apertura. Guasto in una delle stringhe di apertura. |
| Più lento | Più lento | Normal / Più lento | Normal / Più lento | Maggiore attrito sull'intero interruttore automatico causato ad esempio da corrosione del sistema di leverismi. |
| Normal | Più veloce | Normal | Normal | Guasto nel sistema puffer o pressione SF6- estremamente bassa |
| Normal | Normal | Più veloce | Più veloce | Smorzatore di apertura danneggiato. Olio insufficiente nel dissipatore viscoso. |
| Normal | Normal | Più lento | Più lento | Smorzatore di apertura danneggiato. Aumento di attrito nel dissipatore viscoso. |
| Parametro da testare | Risultato |
|---|---|
| Corrente della bobina | Varia con la resistenza e la tensione di controllo della bobina. |
| Tensione di controllo | na maggiore caduta di tensione indica resistenza nei cavi di alimentazione della bobina. Questo parametro deve essere misurato per ottenere la tracciabilità delle misurazioni della corrente della bobina e delle misurazioni della temporizzazione. |
| Resistenza della bobina | Un cambiamento potrebbe indicare una bobina bruciata o un cortocircuito tra le spire dell'avvolgimento. Questo parametro può essere calcolato utilizzando la tensione di controllo e la corrente di picco. |
| Tempo di arresto dell'indotto | Un aumento del tempo indica un aumento della resistenza meccanica nel sistema di blocco o nell'indotto della bobina. |
| Corrente di avvio dell'indotto | Un aumento della corrente indica un aumento della resistenza meccanica nell'indotto della bobina. Fornisce un'indicazione della tensione di funzionamento più bassa (innesco bobina). |
| Corrente massima del motore | Varia in base alla resistenza dell'avvolgimento, alla tensione fornita e alla forza applicata.Corrente di avviamento non presa in considerazione. |
| Tensione del motore | Un aumento della caduta di tensione indica un aumento della resistenza nei cavi di alimentazione del motore. |
| Tempo di avvio del motore di carica della molla | Tempo di chiusura del contatto ausiliario del motore di carica della molla. |
| Tempo di arresto del motore di carica della molla | Un aumento del tempo mostra ad esempio un maggiore 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. Lo standard IEC richiede una corrente di test di 50 A o superiore, mentre lo standard IEEE richiede 100 A o più.
Il metodo di test DRM è stato sviluppato come test diagnostico per valutare l'usura del contatto d'arco negli interruttori automatici SF6. Il test viene condotto applicando una corrente CC, di circa 200 A o superiore, su un interruttore automatico e misurando la caduta di tensione e la corrente quando l'interruttore automatico viene azionato. Un test DRM non deve essere confuso con una misurazione della resistenza statica (misurazione microohm), che misura la resistenza del contatto quando l'interruttore automatico viene chiuso.
L'analizzatore degli interruttori automatici calcola e traccia la resistenza in funzione del tempo, insieme al movimento, se si utilizza un trasduttore adatto. Quando contemporaneamente viene registrato un movimento del contatto, è possibile leggere la resistenza in ciascun punto di contatto. Poiché vi è una differenza significativa nella resistenza tra il contatto principale e il contatto ad arco, il grafico della resistenza e il grafico del movimento indicheranno la durata del contatto d'arco. In alcuni casi, i produttori di interruttori automatici possono fornire curve di riferimento per il tipo di contatto in questione.
