Pruebas a Equipos de Patio INTERRUPTORES 2012

Pow er Tran smis sion a nd Distri but ion

PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS INTERRUPTORES Y SECCIONADORES MIGUEL ANGEL PERDOMO SIEMENS S.A. COLOMBIA [email protected]

PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO OBJETIVO: Es verificar las características de diseño de los equipos de potencia, sean éstas eléctricas, funcionales o de a isla miento , y con esto g a ra nt iza r la con dición de lo s elementos probados. Estas pruebas se realizan al fabricarlos, antes de ponerlos en servicio o para monitorear su condición durant e su ci clo de vida .

PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO Prueb

a s e n fá brica (FAT)

Son las ejecutadas en fábrica para garantizar al cliente que el equipo que ha adquirido cumple con las especificaciones de diseño exigido por las norma s y por su req ueri miento pa rtic ula r.

PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO Pruebas

en sitio o de puesta en servicio (SAT)

Son las ejecutadas después de instalado el equipo en su s itio de operaci ón y an te s de pon erlo en serv icio, para g a ra nti zar que éste, ma nti ene l a s ca ra cter ísti cas medi da s en fá brica. Pruebas

durante mantenimiento

Son la s ej ecuta da s duran te e l ciclo d e vida del eq uipo para diagnosticar su condición en el tiempo y sus tendencias de deterioro como consecuencia de su uso, permitiendo tomar acciones preventivas o cor recti va s q ue ga ra ntic en su buen fun cion a miento.

EQUIPOS DE MANIOBRA

EQUIP OS DE MANIOB RA - Interruptorese dpotenci a Función básica Energizar o desenergizar una parte de un sistema de potencia eléctrico bajo condiciones normales de trabajo y desenergizar una par te de un sist ema de pote nc ia eléct rico baj o circunst anci as de falla.

¿Cómo logra hacer esto? Generalmente por medio de una cáma ra de interr upc ión, la

cual es un compa rtimiento ll eno de un m edio diel éctri co o vacío, que tiene la pr opiedad de extinguir el arco el éctri co q ue se presenta al trat a r de a brir el cam ino d e la corri ent e. Además de elementos mecánicos que operan de una forma muy rápi da y reducen al má ximo la energía inv olu crad a en la m an iobra.

Descripci on interruptor de pote ncia - vacio

9

1. 2. 3. 4. 5.

Interruptor de potencia. Pol o con con tacto . Tubo de maniobr a al vacío. Carro. Encla vamie nto me cánico para e l mando del c arro del aparato de ma nio bra.

6. Mando para desplazar el carro del aparato de maniobra. 7. Palanca de bloqueo para enclavar el carro en la celda. 8. Placa frontal del interruptor de potencia 3AH5 9. Soportes aisladores. Aislam ien to s en gener al.

Descr ipción física cá m a ra de va cio 1. Contacto f ijo. 2. Soporte contacto fijo. 3. Cubi erta aislante. 4. Cámara de arqu eo. 5. Tope metálico . 6. Guía con tacto Mobi l. 7. Contacto móvil . 8. Ba sta go movil.

Contacto cerrado

Contacto abierto

Pru eba de arco SF 6 – Vacío M T Interruptor SF6

Interruptor en Vacío

Tipos interruptor es de potencia ATSF6 Interruptor ATtanque vivo una cámara, accionamiento tripolar

Interrup to r ATta nq ue vivo d os Interruptor A Ttan q ue vivo una cáma ra acci ona miento cáma ra acci ona miento monopolar monopolar

3AP1FG

Interruptor A Ttan q ue mu erto 3AP1 DT

3AP2FI 3AP1FI

Inte rruptores enca psul ad os

Otros Sopl ado mag néti co



Bajo y g ran volumen



de Aceite Simple en Aire



Int errupto r 3AP1 FG – Cá m a ra d e extinc ión

Cá ma ra ruptora de a utoco mpr esi ón princi pio de exti nci ón

Portacontactos Tobera Contacto principal Contacto de arco

Cilindro de caldeo Soporte

CERRADO

Apertura Contacto principal abierto

Apertura Contacto de arco abierto

ABIERTO

Unida d rupto ra pri ncipi o de extinci ón de a rco

EQUIP OS DE MANIOBRA - Seccionadores

Función básica Permite ais lar o abri r una par te del si stema de potenc ia eléctr ico baj o condiciones normales de trabajo para mantenimiento de equipos esta ma niobra “nunca” se debe ej ecutar baj o condic iones de ca rg a. Ofrece corte visible y da seguridad para que no existan tensiones pel igrosas durant e los trabaj os de ma ntenimi ento . Permite efectuar variadas formas de conexión entre las líneas y los ba rrajes, según l a con figuraci ón de las subesta ciones

EQUIP OS DE MANIOBRA -Seccionadores

Pantografo. Una col umna gir at oria. gir at orias. Dos columnas Cuchi lla d e puest a a tierr a  

TIPO DE PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO INTERRUPTORES

Prueba

s de a isla mient o



Resistencia deslamiento ai



Factor de potencia –



Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6

Resistencia de contactos



Tiempos de operación



Discrepancia de polos



Pureza



Humedad


Prueba

s de a isla mient o









Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO La resistencia de aislamiento de un material es el termino usado para definir la relación que existente entre la aplicación de un voltaje directo y la corriente que se srcina debido a la diferencia de pot enci a l. Norma s de ref. Norma IEEE Std 43, y IEEE Std 62

La prueba de resi sten cia de a isla miento tiene como ob jetiv o ver ificar l a s cond icion es de a isla miento en ca da una de las secci on es (Cá ma ra – Aisla do r) del inte rrupto r ba jo prueba (E l Aisla miento es Bueno o Ma lo). Identificar el incremento de envejecimiento. Ident ific a r la causa de este envej eci mient o  Ident ific a r, si es posi ble, las a ccion es má s ade cuad a s para corregir esta situación.  

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Los va lores míni mo s acepta bles de resi stenci a de a islam iento serán t oma dos ba jo e l criter io d e un Mega -ohmn io (M ) por ca da kilo-vo ltio (KV) de operaci ón d el eq uipo en pr ueba . En la practica l as m edi da s obten ida s en eq uipos nuevos o us ados con buenas condici ones de aisl am iento so n super iores a un Giga- ohm nio. Para int erruptores de pot encia el nivel típico d e prueba es d e 5000 V-DC durante un minuto. Para interr uptores ba ja y media tensi ón los niv eles de voltaje apli ca dos serán de 500 o 1000 V -DC, esto s vol ta jes serán a plica dos de acuerdo al ni vel de tensión nominal en el que opera cad a uno de esto s interruptores. La prueba se debe reali zar con el inter rup tor a bier to y en una escala d e tensi ón ad ecuada. Tensión nominal De opera ción V - AC

Tensión de prueba V - DC

> 5000

5000

1000 - 5000

1000 - 5000

500 - 1000

500 - 1000

< 500

500

Las mediciones de cada una de las diferentes pruebas se realizaran durante un per iodo de ti empo i gua l a 60 segundos.

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

MEDIDA DE AISLAMIENTO DE LA CAMARA

MEDIDA DE AISLAMIENTO DEL AISL ADOR SOPORTE

MEDIDA DE AISLAMIENTO TOTAL

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIEMTO M.T.

Interr uptor a bierto

C. FIJO-TIER RA


MÓVIL-TIERRA

Interr uptor ab ierto

C. FIJO-MÓVIL


Prueba

s de a isla mient o






Factor de potencia



Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA A.T. La prueba tiene co mo ob jet o de termina r las pérdidas d ieléctri ca s y la s capacitancias de las cáma ras de inter rupción y de las columnas sopor te y per didas en el tan q ue paras los que a pliq ue, soporte a islado res y aisl am ientos en ge neral, comparando con los val ores de fá brica, res ulta dos previos y/o co mpa raciones de unidade s similares pa ra po der diag no sticar el esta do y la vida rema nen te d e los a isla mient os de l inte rrupto r. (mi li-Wa tios)

PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA M.T.


UST: CAMARA


GSTgA: BUJE SUPERIOR


GSTgA: BUJE INFERIOR

Interr uptor cerrad o

GST: TOTAL


Prueba

s de a isla mient o









Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

PRUEBAS DE Hi-Pot en AC yDC Definición Los ensa yos hi -pot, o de a lto pote nci a l, son a plicad os a los a isla mient os de los disti nt os eq uipos eléctri cos con el fi n de eva lua r la cond ición de el ais la miento . Este t ipo d e prueba s es de ca rá cter destructi vo, vale deci r, el a isla miento de l eq uipo se consi dera rá en buena s condic ione s si no sufr e ruptur a con la a plicaci ón de una prueba hi-pot .

ayuda

La meto dologí a de este tipo de e nsayos consi ste en a plicar una t ensi ón a lterna o conti nua de ma gn itud superi or a l valor nom ina l de volta je del eq uipo, e n la a isla mient o a tier ra , duran te un perí od o de t iem po q ue, por l o g enera l, varí a ent re 1 y 30 minuto s, depe ndiendo d el eq uipo eléc tri co a prob a r. De este mo do, pa ra un cabl e de poder de media ten sión el per íodo de prueba es de 15 mi nuto s para ensayo hi-pot con cor riente cont inua y de 30, para uno co n corr ient e a lterna . En el c a so de transformad ores, i nterr uptor es y má q uina s rota tori a s este perí odo se r educe a 1 minuto. La co nexión de prueba

es si mila r a las prueba s de resis te ncia de aislamiento


Prueba

s de a isla mient o









Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

RESISTENCIA DE CONTACTOS A INTERRUPTORES PRUEBA DE RESIST ENCIADE CONTAC TOS OBJETIVO DE LA PRUEBA : Verificar el estado de los cont acto s, para dete rminar si su v alor esta dent ro de r ang os acepta bles en referenci a a l valor nom inal . Para interru pto res en gran volumen de a ceite, los va lores son d el orden de 100-300 micr oo hms. Pa ra interr uptores de los ti pos peq ueño volumen de a ceite, vacío y SF 6, los valores de res isten cia de cont acto s acepta bles son del orden de 30-80 mic roohm s.

Cond iciones para ejecut ar la prueba Interr uptor desconect ado de la red 

Seccionadores adyacentes abiertos 

v A

A V



Inte rrupto r cerr a do



Respeta r cond icion es de pr ueb a s



Inyección = < 100 A

RESISTENCIA DE CONTACTOS SECCIONADORES

CONCIDERACONES ESPECIALES PARA LA PRUEBA La prueba deb e rea liza rse con inyecci ón de corr ient e en a mb os sentidos con el fi n de a nul a r la inte rferenci a de lectura de los vol ta jes g a lva nicos. 

La lectu ra f ina l es e l prom ed io d el resul ta do ob teni do de res istenci a de cont a cto en la s dos 

inyecciones. Aseg urarse de rea liza r la s prueb a s en l a s mis ma s condici one s con la s q ue se reali za ron los resul ta dos con l os q ue se v a n a compa ra r para l levar una tra za bilida d d el la prueba . 


Prueba

s de a isla mient o









Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

PRUEBAS DINAMICAS 1.

Tiempo s de o pera ción

2.

Análisis de comportamiento dinámico (Mecánico)

3.

Con sumo de corr iente s de bob ina s de control

4.

Tiem pos de con ta cto s a uxilia res

5.

Discrepa ncia de po los

Tiem pos de ma niob ra (da to s g ene ra les) ATy Va cio Tipo

3AP1

Tensión nominal [kV]

72,5

Disparador Tiempo de cierre Tiempo de apertura Tiempo de arco Duración mín. de

normal [ms] [ms] [ms] [ms] [ms]

comando Tiempo cierre-apertura [ms] Tiempo muerto [ms]

52 ± 5 32 ± 2  15 80 70 ± 10  300

145

245

300

normal rápido normal rápido normal rápido 55 ± 8 30 ± 4  23 80

46 ± 8 23 ± 4  23 80

58 ± 8 49 ± 8 58 ± 6 36 ± 4 28 ± 4 34 ± 4  19  19  21 80 80 80

49 ± 5 26 ± 3  21 80

30 ± 10 30 ± 10 60 ± 10 60 ± 10 77 ± 5  277  277  277  276  277

77 ± 5  276

Ciclos de ma niob ra , defini cion tiempos de ma niob ra

Rangos de operación

Rango de operaciones Consiste en un número preestablecido de operaciones a int erva los pro g ra ma do s de t iem po . Seg ún la s recomendaciones de la IEC, la secuencia de operación se expr esa de la si g uient e fo rma:


Prueba

s de a isla mient o









Hi-pot en AC y DC



Prueb a s

eléctri ca s

Pruebas

dinámicas

Prueba

s de g a s SF6










Pureza



Humedad

EXAFLUORURO DE AZUFRE, SF 6 Es un ga s: incolor o, inodoro, no tóxi co, incombusti ble, ais lant e y refri gerante. Es cinco vec es más pes ado/denso que el air e, es uno de los gase s más pe sados que se c onoc en. 1900 P rimera oper ación ( Fr ancia) 1937 P rimera pat ente c omo gas aislante ( Cooper ) 1938 P rimera patente como gas extint or de arc o ( Gro sse) 1948 Inic io de pr oduc ci ón indus tr ial ( USA) 1960 Pr imer interruptor de potencia en SF6 (

Westingh ouse)

1964 P rimer inter rupto r de potenc ia SF6 ti po puffer ( Siemens) 1968 Primer sist ema encapsulado GIS aislado en S F6 ( Siemens) 1974 P rimer sist ema-GIL SF6 ( Siemens) 1995 P rimer interruptor de potencia SF 6 de A utoc ompresión ( Siemen s) Ven ta ja s:

Empaque:

- Alt a rig ide z di el ec tric a - Capac idad de re generac ió n - Bajo inc rement o de la p res ión , en caso de rup tur a. Especificaci ones de acu er do con D IN IEC-6037 6 Cilindros de acero de 5, 10, 20, 40 o 50 kg Contenedo res con 460 o 600 k g

SF6_neues_Layout.ppt

PROPIEDADES GAS SF6 Es un gas inerte, rtifi a cial con ltí a simacaracacterís ticade estabilidad térmicay quimica , con exelentes propiedadesde aislam iento. -Es un gas incoloro. - Es un gasinodoro. - No toxicoe incombustible. - Es 5 veces máspesado que el aire.


PROPIEDADES ELECTRICAS Voltaje de ruptura en SF6 en un campo homogéneo en función de la distancia entre dos electrodos

Voltaje ruptura

Aceite Vacío

Aire

Separación electrodos


TOXICIDAD DEL GAS SF6 IEC 376

SF6 0, 25 MPA

No ha y si gnos de intox icaci ón transcur ridas 24 horas


Aspec tos de segur ida d GAS SF6

- Solamentepersonal calificado y entre nado. - Utilizarequiposadecuados y en buen estado. - No ingerir alimentoso bebidas. - No fumar. - Asegurar adecuada ventilación. - Realizar pruebasde calidad en : - recipient esusados. - Equiposen servicio. - Desonocidaprocedencia


USOS GAS SF6

- En la ind ustria en procesosde fundicióny manofactura de partesautomotrices. - En medicinaen procedimiendosquirurgicos . - En la industria militar - eléct En elec tricid adcomo agente aislante y extintor de arcos ricos en: - Interruptoresde potencia - Transformadores de potencia - Transformadores de corrientey tensión - Ductosde barras. - Condensadores.


GAS SF6 EN INTERRUPTORES DE POTENCIA - Como medioasilante, su capacidaddielectrica esentre 2.5a 3 vecesmayorquela delaire. - Losrecintos soncargados consobrepre siónconrespecto a la presiónatmosferica . - Como agenteextintorde arco eléctrico sus exelentes propiedadesdieléc tricas permitenun rápidorestablecimiento del aislam iento, en el insta nteinmedia tamenteposterior al cero natural de corriente. -


Control es ga s SF6 - Valoresde llenado. - Contro l de lapresión. - Alarmas, disparosy bloqu eos. - Detecciónde fugas: - Detectoresde gas - Detectoresinfrarr ojos. -- De tec toresradiactivos Aero soles - Aguajabonos a. - Instalación de filtr os.


Curvas de l lenado y val or es de op era ción del moni tor de dens idad ga s SF6


Mon ito r de densi da d, vista e n corte

a 20°C Microcontactos

1

Señal 1: 5,2 kPa

2

Señal 2: 5,0 k Pa

3

Señal 3:

k Pa

SF6- de referenci a 6 bar a 20°C diafragma Ga s SF6 del eq uipo Carcaza


Prueb a val or es de op eraci ón del moni tor de den sida d

Monitor de den sida d

Interruptor

Monitor de den sida d

interruptor

Equip o de ll ena do

Racor de pr ueba W2

A válvu la de llena do W1

Racor de prueba W2

A válv ula de llena do W1


Conexiones SF

6

W2 Conexion de prueba

W1 Conexion llenado

Equi po de llenado ga s SF 6 A3

Equi po de llenado ga s SF 6 A3

SF6 filling devi ce A101 i n use

Prueba dencimetro gas SF 6

LLenado gas SF 6

llena do ga s SF6 – video exp loci on sobr epr ecion

Reu tiliza ción d e e l ga s SF6

Reu tiliza ción d e e l g a s SF6 Eq uipos de servi cio g a s SF6

Detector de fuga s de ga s SF6 Verificación d e la hermet icidad

•Con este equipo debe verificarse que no existan fugas en: • Revisión de conexiones de tubería de gas. • Juntas de un idades ruptoras y aisladores, bushing. • Tapas. • Unión de tuberías, entre otros.

Prueba del punto d e roci o Prueba punto de rocí o del gas (humedad)

Medición del Punto de rocío

• Valor límite crítico de humedad

-5°C (+ 23 °F). • Humedad máxima admisible en la puesta en servicio

-10°C (+ 14 °F)

Prue ba pu rez a ga s S F6 Prueba medici on contenido de

air e (pur eza del gas SF 6)

Medición del contenido de aire del gas hexafluoruro de azufre SF6 • Al efectuar una carga de gas y después de los trabajos de mantenimiento, la proporción

de aire no debe de exceder del 5%. • El instrumento mide el volumen del SF6 (mínimo 95 %)

Productos de descompos ición ga s S F6 En presenciade arcosinternos se producen: - Gases inertes como el CF4 - Gases tóxicoscomo - SO2 picante - SOF2 Huevospodridos - HF ácido - SF4 Reconocidosporel olfatoen muy bajasconcentraciones Queno son nocivasparala salud.


Prueba s de ca lida d g a s SF6

SF6 y MEDIO AMBIENTE - EFECTO

INVERNADERO

GAS

Aporterelativoal efectoi nvernaderoe n%

CO2

- 89 85

CH4

– 8985

N2O

- 89 85

CFC11, CFC12 SF6

10 - 15 0,07


SF6 y MEDIO AMBIENTE

Teniend o en cuenta que el gas SF6 puede ser sistematicam ente recuperado, reciclado y reutilizado , la contribu ciónde este gas al calentamiento global hasta fin del próximo siglono va a aumentar más del0,2% enlo querespectaa equipamentoeléctrico.


SF6 ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE - Gas líquidoa presión. - Cilindros de acerode 5– 10– 20– 40– 50 y 52 Kg. (600 Kg) - No deben ser almacenados expuestosdirectamenteal sol. - Evitarconstantesgirosy rodamientode loscilindros . - Garantizar protecciónde lasroscas de la válvula. - Colores según norma: Gris Verde Beige


Conc luc iones prue ba s eq uipos de pati o

RECUERDE PRIMERO LA “SEGURIDAD ”

GRACIAS POR SU ATENCION

Pruebas a Equipos de Patio INTERRUPTORES 2012

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