Pruebas Seccionador y Interruptor

Pru rue ebas a Equ Equip ipos os de Pa Patitio o de de Sub ube est sta aci cion one es Eléctr Eléctric ica as www.siemens.com/poweracademy

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6.- PRUEBA PRUEBAS S ELECTRICAS ELECTRICAS A INTERRUPTOR INTERRUPTOR Y SECCIONADO SECCIONADOR R

Interruptores y seccionadores 2013

Siemens Power Academy TD

C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0 1 3 . A l l r i g h t s r e s e r v e d .

PRUEBAS PRUEB AS A EQUIPOS DE PATIO PATIO OBJETIVO: Veri erific fic a r la s caracterí aracterísticas ticas de dis diseño de los equip equipos de potencia potencia , sea n ésta s eléctr eléctriica s, funcion funcion a les o d e a isla sla miento, y con esto esto garan garanti tizzar la la condi ondicción de los elem elemee ntos ntos probados. Esta s prueba prueba s se reali realizan a l fab ricarlos, carlos, a ntes de ponerlos ponerlos en servi servici cioo o para mon itorear su su condici condición ón d uran uran te su cic ciclo de vida.




PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO

• P r u e ba s en f á brica (FAT) Son la s ejecuta da s en fá brica pa ra ga ra ntizar a l cliente que el equipo que ha adquirido cumple con las especificaciones de diseño exigido por las normas y por su requerimiento particular.




PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO • Pruebasensitioo depuestaenservicio(SAT)

Son las ejecutada s después de insta lado el equipo en su sitio de operación y antes de ponerlo en servicio, para garantizar que éste, mantiene las características medidas en fábrica. • Pruebasdurantemantenimiento

So n la s e je cu t a da s d ura n te e l ciclo d e vid a d e l e q uipo pa ra d ia g n o st ica r su co nd ició n e n e l t ie m po y sus t en de ncia s d e deterioro como consecuencia de su uso, permitiendo tomar a c cio ne s pre ve nt iva s o co rre ct iva s q u e g a ra n tice n su b ue n funcionamiento.




EQUIPOS DE MANIOBRA




EQUIPOS DE MANIOBRA - Interruptores de potencia Función básica Energizar o desenergizar una parte de un sistema de potencia eléctrico bajo condiciones normales de trabajo y desenergizar una parte de un sistema de potencia eléctrico bajo circunstancias de falla.

¿Cómo logr a hacer esto? Generalmente por medio de una cámara de interrupción, la cual es un compartimiento lleno de un medio dieléctrico o vacío, que tiene la propiedad de extinguir el arco eléctrico que se presenta al tratar de abrir el camino de la corriente. Además de elementos mecánicos que operan de una forma muy rápida y reducen al máximo la energía involucrada en la maniobra.




Descripcion interruptor de potencia - vacio

1. 2. 3. 4. 5. 9

6. 7. 8. 9.

Interruptor de potencia. Polo con contacto. Tubo de maniobra al vacío. Carro. Enclavamiento mecánico para el mando del carro del aparato de maniobra. Mando para desplazar el carro del aparato de maniobra. Palanca de bloqueo para enclavar el carro en la celda. Placa frontal del interruptor de potencia 3AH5 Soportes aisladores. Aislamientos en general.




Descripción física cámara de vacio Contacto cerrado

Contacto abierto 1. Contacto fijo. 2. Soporte contacto fij o. 3. Cubierta aislante. 4. Cámara de arqueo. 5. Tope metálico. 6. Guía contacto Mobi l. 7. Contacto móvil . 8. Bastago movil . Interruptores y seccionadores 2013



Tipos interruptores de potencia AT - SF6 Interruptor ATtanque vivo una cáma ra, acciona miento tripolar

Interruptor ATta nq ue vivo dos Interruptor ATtanq ue vivo una cáma ra acciona miento monopolarcáma ra acciona miento monopolar

3AP1FG Interruptor ATtanque muerto 3AP1 DT

3AP2FI Interruptores encapsulados

3AP1FI Otros Soplado magnético Bajo y gran volumen de Aceite Simple en Aire




EQUIPOS DE MANIOBRA - Seccionadores

Función básica Permite aislar o abrir una parte del sistema de potencia eléctrico bajo condiciones normales de trabajo para mantenimiento de equipos esta maniobra “nunca” se debe ejecutar bajo condiciones de carga. Ofrece corte visible y da seguridad para que no existan tensiones peligrosas durante los trabajos de mantenimiento. Permite efectuar variadas formas de conexión entre las líneas y los barrajes, según la configuración de las subestaciones




EQUIPOS DE MANIOBRA - Seccionadores


• Pantografo. • Una columna giratoria. • Dos columnas giratorias. • Cuchilla de puesta a tierra Interruptores y seccionadores 2013


Razones p ar a hacer p ru ebas

Falla Catastrófica en TC de 5·50 k V



TIPO DE PRUEBAS A EQUIPOS DE PATIO INTERRUPTORES Cierres, aperturas, bloqueos,

•Prueba s funciona les

alarmas, etc. Enclavamientos electromecánicos Resistencia de aislamiento

•Prueba s de a isla miento

Factordepotencia– (perdidas)

• Prueba s eléctrica s

Resistencia de contactos

Hi-pot en ACy DC

Tiempos de operación

•Prueba s dinám ica s

Discrepancia de polos Pureza

•Prueba s de g a s SF6

Humedad Materialesdedescomposición SO2 Interruptores y seccionadores 2013



PRUEBAS FUNCIONALES Son pruebas que deben efectuarse a cada uno de los equipos de maniobra, conforme a métodos establecidos en las normas correspondientes, par a verificar la corresp ondi ente funcionalidad y enclavamientos electromecánicos de cada uno de ello s y a los equipos asociados. IEC 62271 Metal – enclosed 1 KV hasta 52 KV IEC 60056 / 62271-100 Interruptores H.V.




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 origina debido a la diferencia de potencial. La prueba de resistencia de aislamiento tiene como objetivo verificar las Condiciones de aislamiento en cada una de las secciones (Cámara – Aislador) del interruptor bajo prueba. • Identificar el incremento de envejecimiento. • Identificar la causa de este envejecimiento • Identificar, si es posible, las acciones más adecuadas para corregir esta situación.




PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Los valores mínimos aceptables de resistencia de aislamiento serán tomados bajo el criterio de un Mega-ohmnio (MO) por cada kilo-voltio (KV) de operación del equipo en prueba. En la practica las medidas obtenidas en equipos nuevos o usados con buenas condiciones de aislamiento son superiores a un Giga- ohmnio. Para interruptores de potencia el nivel típico de prueba es de 5000 V-DC durante un minuto. Para interruptores baja y media tensión los niveles de voltaje aplicados serán de 500 o 1000 V-DC, estos voltajes serán aplicados de acuerdo al nivel de tensión nominal en el que opera cada uno de estos interruptores. La prueba se debe realizar con el interruptor abierto y en una escala de tensión adecuada.

Tensión nominal De operación V – AC > 5000 1000 - 5000 500 - 1000 < 500

Tensión de prueba V – DC 5000 1000 - 5000 500 - 1000 500

Resisten cia de Aislamiento (Hot-spot), NETA 20 09, Ta bla 1 00 .1 Valor recomendado: > 100 G-Ohm, para equipos iguales o mayores a 34,5 kV.

Las mediciones de cada una de las diferentes pruebas se realizaran durante un periodo de tiempo igual a 60 segu nd os. Interruptores y seccionadores 2013



PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A.T. CONEXIONES


MEDIDA DE AISLAMIENTO DE LA CAMARA

MEDIDA DE AISLAMIENTO DEL AISLADOR SOPORTE


MEDIDA DE AISLAMIENTO TOTAL


PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIEMTO M.T. Interruptor abierto

C.FIJO-TIERRA

Interruptor abierto

MÓVIL-TIERRA

Interruptor abierto

C.FIJO-MÓVIL




PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIEMTO SECCIONADORES Seccionador cerrado

Seccionador abierto




PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA A.T. La prueba tiene como objeto determinar las pérdidas dieléctricas y las capacitancias de lass cámaras de interrupción y de las columnas soporte, y aislamientos en general, comparando con los valores de fábrica, resultados previos y/o comparaciones de unidades similares para poder diagnosticar el estado y la vida remanente de los aislamientos del interruptor.


Potencia de perdidas /Facto r de pote ncia, NETA 2009, Ítem 7. 6 Va lor recom enda do: < 150 m W, < 0, 7 % Interruptores y seccionadores 2013


PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA A.T. TIPOS DE PRUEBA FP Y CONEXION

Interruptor abierto

UST A : CAMARA GSTg A: AISLADOR SOPORTE GST: TOTAL




PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA M.T. Interruptor abierto

UST-A: CAMARA Interruptor abierto

GSTg A: BUJE SUPERIOR

Interruptor abierto

GSTgA: BUJE INFERIOR

Interrupt or cerrado

GST: TOTAL




PRUEBAS DE Hi-Pot en AC y DC Definición Los ensayos hi-pot, o de alto potencial, son aplicados a los aislamientos de los distintos equipos eléctricos con el fin de evaluar la condición de el aislamiento.


Este tipo de pruebas es de carácter destructivo, vale decir, el aislamiento del equipo se considerará en buenas condiciones si no sufre ruptura con la aplicación de una prueba hi-pot.



PRUEBAS DE Hi-Pot en AC y DC La metodología de este tipo de ensayos consiste en aplicar una tensión alterna o continua de magnitud superior al valor nominal de voltaje del equipo, en la aislamiento a tierra, durante un período de tiempo que, por lo general, varía entre 1 y 30 minutos, dependiendo del equipo eléctrico a probar.


De este modo, para un cable de poder de media tensión el período de prueba es de 15 minutos para ensayo hi-pot con corriente continua y de 30, para uno con corriente alterna. En el caso de transformadores, interruptores y máquinas rotatorias este período se reduce a 1 minuto.

Laconexión de pruebaessimilara laspruebasde resistenciade aislamiento Interruptores y seccionadores 2013


RESISTENCIA DE CONTACTOS A INTERRUPTORES OBJETIVO DE LA PRUEBA: Verificar el estado de los contactos, para determinar si su valor esta dentro de rangos aceptables en referencia al valor nominal. Para interruptores en gran volumen de aceite, los valores son del orden de 100-300 microohms. Para interruptores de los tipos pequeño volumen de aceite, vacío y SF6, los valores de resistencia de contactos aceptables son del orden de 30-80 microohms.

Con dicione s para ejecut ar la prueba Interruptor desconecta do de la red Seccionadores adyacentes abiertos Interruptor cerrado Respeta r condicione s de prueba s Inyección = < 100 A

Resistencia d e contacto s, NETA 2009 , Ítem 7.6 Va lor recom enda do: < 100 u-oh m




PRUEBA RESISTENCIA DE CONTACTOS AT


Interruptorcerrado=<100 A Interruptores y seccionadores 2013


PRUEBA RESISTENCIA DE CONTACTOS MT


Interruptorcerrado=<100 A



RESISTENCIA DE CONTACTOS SECCIONADORES

Seccionadores C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0 1 3 . A l l r i g h t s r e s e r v e d .

Los contactos estacionarios y móviles están construidos de materiales que proporcionan una excelente resistencia al arco Si a los contactos no se les realiza mantenimiento regular, la corrosión va en detrimento de su buen desempeño. Una forma de verificar la condición de los contactos es aplicar una corriente DC, y medir la resistencia de contactos (o caída de tensión) a través de los contactos cerrados (ej. < 300 uOhm Max.)



RESISTENCIA DE CONTACTOS SECCIONADORES




CONCIDERACONES ESPECIALES PARA LA PRUEBA • La prueba debe realizarse con inyección de corriente en ambos sentidos con el fin de anular la interferencia de lectura de los voltajes galvanicos. • La lectura final es el promedio del resultado obtenido de resistencia de contacto en las dos inyecciones. • Asegurarse de realizar las pruebas en las mismas condiciones con las que se realizaron los resultados con los que se van a comparar para llevar una trazabilidad del la prueba .




PRUEBAS DINAMICAS 1. 2. 3. 4. 5.

Tiempo s de ope ración Aná lisis de comport a miento dinám ico (Mecá nico) Consum o de corrient es de bo bina s de cont rol Tiempos de cont a ctos a uxiliares Discrepa ncia de polos




Tiempos de maniobra (datos generales) AT y MT Tipo Tensión nominal

3AP1 [kV]

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

72,5 normal

[ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms]

52 ± 5 32 ± 2 15 80 70 ± 10

145

245

normal rápido normal rápido 5 ±8 5 ±4 3 23 0 80

46 ± 8 23 ± 4 23 80

300 normal rápido

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

49 ± 5 26 ± 3

0 ± 10 30 ± 10 60 ± 10 60 ± 10 77 ± 5

77 ± 5

80

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Tiempos de opera ción y corriente de co nsum o de las b ob ina s, NETA 2009 , Ítem 7.6 Tiempo de a pertura , valor recom enda do: < 45-60 ms Tiempo de cierre, valor recom enda do: < 150 ms Interruptores y seccionadores 2013


Ciclos de maniobra / tiempos de maniobr a




Rangos de operación

Rango de operacio nes Consiste en un número preestablecido de operaciones a intervalos programados de tiempo. Según las recomendaciones de la IEC, la secuencia de operación se expresa de la siguiente forma:




TIEMPOS DE OPERACIÓN INTERRUPTORES conexiones




PROPIEDADES GAS SF6 Es un gas inerte, artificial con altísima caracacterística de estabilidad térmica y quimica, con exelentes propiedades de aislamiento. C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0 1 3 . A l l r i g h t s r e s e r v e d .

-Es un gas incoloro. - Es un gas inodoro . - No toxico e incombustible. - Es 5 veces más pesado que el aire.



SF6_neues_Layout.ppt

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 C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0 1 3 . A l l r i g h t s r e s e r v e d .

No hay signos de intoxicación transcurridas 24 horas




Aspect Asp ectos os de segu s eguri ridad dad GAS SF6

- Solamente Solamente personal cali ficado fic ado y entrenado. entrenado. - Utiliza Utili zarr equipo equiposs adecuados adecuados y en buen estado.


- No No ingerir ing erir alimentos alimentos o bebidas. bebi das. - No fumar. - Asegurar Asegurar adecuada adecuada vent ventilació ilación. n. - Realiza ealizarr pruebas pruebas de calidad calidad en :

- Recipientes Recipientes usados. - Equipos en servic servicio. io. - Desonoc Desonocida ida procede pro cedencia ncia




USOS GAS SF6

- En la industria indu stria en procesos procesos de d e fundició fund ición n y manofactur manofactura a

de partes partes automot rices.


- En medicina en procedimiendos qui rurgicos. rurgi cos. - En la industria indus tria militar - En electricidad electricidad como agente agente aislante y extinto r de arcos arcos

eléctrico eléctricoss en: - Interrupt ores de potencia - Transformadores Transformadores de potencia - Transformadores Transformadores de corriente corri ente y tensión tensión - Ductos de barras. - Condensadores. Interruptores y seccionadores 2013



GAS SF6 EN INTERRUPTORES DE POTENCIA

- Como medio asilante, su capacidad dielectrica es entre 2.5 a 3 veces mayor que la del aire. - Los recintos son cargados con sobr epresión con respecto

a la


presión atmosferica.

- Como agente extintor de arco eléctrico sus exelentes

propiedades dieléctricas permiten un rápido r establecimi ento del aislamiento, en el instante inmediatamente posterior al cero natural de corr iente.




Controles gas SF6

- Valores de llenado. - Control de la presión.


- Alarmas, disparos y bloqueos. - Detección de fugas: - Detectores de gas - Detectores infrarrojos. - Detectores radiactivos - Aerosoles - Agua jabonosa. - Instalación de filtros.




Curva de llenado y valores de operación del monit or de densidad gas SF6





Monitor de densidad, vista en corte

Microcontactos

1

a 20°C Señal 1: 5,2 kPa

2

Señ al 2: 5,0 kPa

3

Seña l 3:

kPa

SF6-de referencia 6 bar a 20°C diafragma Gas SF6 del equipo


Carcaza




Prueba valores de operación del monitor de densidad

Monitor de d ensidad

Interruptor

Monitor de d ensidad

Equ ipo d e llen a do

interruptor

Raco r de prueb a W2

A vá lvula de llena do W1



Rac or de prueb a W2

A vá lvula de llena do W1



Conexiones SF6

W2 Conexion de prueba C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0 1 3 . A l l r

W1 Conexion

gi h llenado sr t e s e r v e d .



Equipo de llenado y prueba dencimetro gas SF 6




Equipo de llenado gas SF 6 A3




Conexión de equipo prueba dencimetro y llenado SF 6


Prueba dencimetro gas SF 6


LLenado gas SF6


Sobreprecion SF6




Reutilización de el gas SF6




Reutilización de el gas SF6 Equipos de servicio gas SF6

C o p y r i g h t © S i e m e n s A G 2 0



Detector de fugas de gas SF6 Verificación de la hermeticidad Equipo para detección de Fuga de Gas SF6 Con este equipo debe verificarse que no existan fugas en: •Conexiones

de tubería de gas.

•Juntas

de unidades ruptoras y aisladores, bushing, Tapas.

• Unión

de tuberías, entre otros.




Prueba del punto de rocio Prueba punto de rocío del gas (humedad)

Medición del Punto de rocío •

Valor límite c rítico de humedad

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

-10°C (+ 14 °F)




Prueba pureza gas SF6 Prueba medicion contenido de aire (pureza del gas SF6)

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 %)




Valores limites gas SF6 reutil izacion

SIEMENS

V a l o r e s l i m i t e s l E C 6 0 4 8 0 p a r a l a r e u t i l iz a c i ó n d e l g a s SFs

M e d ia t e n s i ó n :

-23 oc p u n t o d e r o c í o c o n p r e s i ó n a t m o s f é r i c a

Contaminación

Especificación

airey / oCF4

3 vo l.-o/o

H20

95 mg/kg (ppmw)

aceite mineral

10 mg/kg (ppmw)

tota l de productos de descompos ición gaseosos y con capacidad de reaccionar

50 J.JI /1

A .lt a t e n s i o n : Contami;nación

(ppmv) total o 12 J.JI/1 (ppmv) para (S02 +SOF2 ) o 25 J.JI/1 (ppmv) HF

-3 6° C p u n t o d e r o c í o c o n p r e s i ó n a t m o s f é r i c a

Specifi.cació n

aire y 1 o CF4

3 vol.-o/o

H20

25 mg/kg (ppmw)

aceite mineral

10 mg/kg (ppmw)

tota l de productos de descompos ición gaseosos y con capacidad de reaccionar

50 J.JI /1 (ppmv) total o 12 J.JI/1 (ppmv) para

(S02 +SOF2 ) o 25 J.JI/ 1 (ppmv) HF



Productos de descomposición gas SF6 En presencia de arcos internos se producen: - Gases inertes como el CF4


- Gases tóxicos como - SO2 picante - SOF2 Huevos podridos ácido - HF - SF4

Reconocidos por el olfato en muy bajas concentraciones Que no son nocivas para la salud.




Pruebas de calid ad gas SF6


SIEMENS


SF6 y MEDIO AMBIENTE

- EFECTO INVERNADERO

GAS

Aporte relativo al efecto invernadero en %

CO2

85 - 89

CH4

85 – 89

N2O

85 - 89

CFC11, CFC12

10 - 15

SF6

0,07





Pruebas Seccionador y Interruptor

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