reconectador ovr-3 abb pasa severas pruebas ambientales

RE
RECONECTADOR
ECONECTADOR OVR-3 ABB PASA SEVERAS
PRUEBAS
PRUEB
BAS AMBIENTALES
AMB
BIENTALES
Los efectos ambientales
am
ambientale
m
les pueden reducir drásticamente la vida de
cualquier producto
producto
pr
r
to
o uuso exterior. Por esta razón han sido
desarrol
lla
lada
ad s pruebas
prruebas tales como la IEC 61109 para predecir la
desarrolladas
vida de
de unn pproducto
r ducto expuesto a radiación ultra violeta, ciclos
ro
frec
cuentes
es de
d humedecimiento y secado, condiciones de viento
frecuentes
vari
va
r abble
le, contaminantes y otras condiciones ambientales.
variable,
La norma IEC 61109, Anexo C proporciona un método para
La
comparar y seleccionar los aisladores de “mejor comportamiento”
en base de un determinado medio ambiente. Desafortunadamente,
las pruebas referidas en IEC 61109, ANSI C29.11, y otras normas
similares, no son capaces de reproducir adecuadamente el envejecimiento en ambientes con múltiples variantes
tales como Florida (USA), South África, y otras áreas de alta contaminación.
Como resultado de esto muchas empresas de servicio público ejecutan pruebas de envejecimiento natural en
ambientes severos ubicados dentro de sus territorios de servicio. Estas pruebas proporcionan resultados precisos
que demuestran la verdadera capacidad de un producto para soportar envejecimiento por múltiples factores
ambientales.
Uno de tales sitios de prueba es la Koeberg Insulator Pollution
Test Station (KIPTS), que es operada por ESKOM Electric
Utility. KIPTS está ubicada a 17 millas (27 km) al norte de
Cape Town, South África y se caracteriza por tener:
x Veranos secos
x Fuertes vientos
x Alta exposición a rayos ultra violeta Pluviosidad
estacional
x Niveles extremadamente altos de contaminación marina
e industrial (sal, etc.)
ambientalles y es
Esto hace de KIPTS un sitio ideal para pruebas ambientales
ssitio
itio
iti
reconocido como tal en todo el mundo como el primer si
natural de prueba de envejecimiento.
OVR-3 en KIPTS
Niveles dee contaminación
contami
c
minación
mi
i
En promedio,
pro
omedio,
o,, el
e índice de contaminación (conductividad de contaminación) en KIPTS promedia 2000 μS/cm
(5000 -cm).
-ccm)
m).
) Esto constituye un nivel de contaminación “Muy alto” según IEC 60815. De hecho, el índice de
co
ontam
min
inación en KIPTS es más menos seis veces más alto que el valor requerido para ser clasificado como nivel
contaminación
ddee ccontaminación
ontaminación “Muy alto”.
C
omparación de índices comunes de contaminación
Comparación
Nivel de
contaminación
(IEC 60815)
Liviano
Mediano
Alto
Índice de
contaminación
(µS/cm)
0 – 75
76 – 200
201 – 350
< 0.06
0.06 – 0.12
0.12 – 0.24
Muy alto
> 350
> 0.24
ESDD
(mg/cm2)
Distancia de fuga especifica
m1nima requerida (mm/kV1)
16
20
25
31 ABB OVR = 36 @ 27 kV
Envejecimiento de producto (Efectos ambientales combinados)
El envejecimiento del producto ocurre al doble de laa tasa2 de 5000 horas de la Prueba IEC 61109 en KIPTS.
Adicionalmente, toda prueba ambiental se ejecuta en una de las siguientes tensiones de sistema: 11 kV, 24 kV, 33
kV, 66 kV, y 132 kV.
Exámen visual
Los siguientes exámenes visuales se ejecutan cada tres meses:
x
x
x
x
x
Hidrofobicidad – De acuerdo con el método STRI.
Degradación de material - Cuarteado, rajado, descolorido, empolvado, descortezado y descascarado
Erosión eléctrica – Pérdida, rajadura, exposición de núcleo y cambios de superficie de material
Arqueo superficial – Rutas carbonizadas (ennegrecidas), conductivas formadas a lo largo de un ai
aaislador
isl
s ador
como resultado de la exposición a esfuerzos de campo eléctrico, contaminación e inadecuadaa selecciónn de
de
dieléctrico.
Perforación – Una perforación creada en un material aislante después de un largo perio
periodo
odo
do de erosión.
eros
osió
sió
i n.
Relación de distancia de fuga del aislamiento
(fase a tierra) dividida para la máxima tensión
(fase a fase) aplicada el equipo de interés.
Según especificación ESKOM SCSPVAC13 – Rev 1A (página 2).
Exámen eléctrico
Se monitorea
monitorean
an co
ccorrientes
rrientes de ffuga
rr
uga para detectar cualquier degradación eléctrica que pueda haber experimentado el
m
mat
aterial
i de prueba
prueeba (sistema
(sistem
ma de aislamiento). Si la corriente de fuga resistiva de una muestra excede aunque sea
material
pocos mili¬am
mperios, ééste
mp
ste puede estar dañado. Las corrientes de fuga se muestrean a 2 kHz, y el registro de datos
st
mili¬amperios,
se inicia cu
uando las ccorrientes
orrientes de fuga se incrementan porr arriba de 1 mA. Las muestras se pueden energizar con
cuando
una de las
ass siguientes
siguien
eenntes tensiones de sistema: 11 kV, 24 kV, 33 kV, 66 kV, y 132 kV (La tensión real del sistema fue
13.9 kV
kV (24
( 4 kV/3)
(2
kV
fase a tierra para el reconectador OVR-3 de 27 kV).
KI
IPTS ha observado que muestras que conducen continuamente más de 600 mA de corriente de fuga a menudo
KIPTS
flam
fl
ameea
ea y pueden fallar. Por lo tanto, cualquier muestra que conduce una corriente de fuga mayor que 750 mA es
ean
flamean
re
eti
tirada del circuito energizado por un fusible. Si la muestra quema 3 fusibles, ésta falla la evaluación de KIPTS.
retirada
T
ambién se monitorea la carga eléctrica. Incrementos súbitos en carga eléctrica pueden predecir la ocurrencia de
También
actividad eléctrica indeseable tal como descargas corona y flameo de una muestra.
Parámetros de prueba del medio ambiente
x
x
x
x
x
x
x
La prueba en KIPTS se ejecuta como sigue para reconectadores de 27 kV:
Para ambientes con contaminación altaa a muy alta (ciclo de un año)
Para ambientes marino e industrial
Para ambientes con contaminación liviana a media (ciclo de invierno)
Para ambientes en tierra no costeros
Según especificaciones ESKOM SCSPVAC13 y SCSPVAC19
Energizado a 13.9 kV fase a tierra (24 kV fase a fase)
Los parámetros ambientales para la prueba del OVR-3 son como sigue:
x
x
x
x
x
x
Rango de temperatura: 32oF - 100oF (0oC - 38oC)
Radiación ultra violeta natural (UVB monitoreada – Típicamente 100-350 μW/cm2)
Pluviosidad: 0.2 - 1 in (5 - 26 mm) por día; Máx = 3.5 pulg (90 mm) por día
Rango de humedad: 15 – 95 %
Índice de contaminación: 2000 μS/cm (Ver arriba)
Condiciones de viento variable: 0 - 25 mph (0 - 11 m/s)
Dada la información de arriba, ABB ha decidido que KIPTS
proporciona el ambiente real más severo del mundo para probar el
reconectador OVR. El OVR-3 de 27 kV se probó en KIPTS durante un
año, entre Mayo 2004 a Abril 2005.
Sitio de prueba KIPTS
Resultados
R
esultados de p
prueba
rueba del OVR-3 ABB en KIPTS:
PASO – Probado
Pro
robado
ro
o
par
ara uso en ambientes marino e
para
industrial
al
PASO
O - No
No hay
hay reportes de señales de erosión, arqueo
su
uperficcia
ial, rajaduras o perforaciones de material.
superficial,
PA
ASO - No existe más de un ejemplo de corriente de
PASO
fu de aislamiento que exceda 750 mA (Únicamente se
fuga
permiten 3 ejemplos).
PASO – Prueba de contaminación alta a muy alta
Sin daños al actuador magnético
¾ APROBADO – Para ambientes marinos e industriales
¾ APROBADO – Para ambientes en tierra no marinos
¾ El gabinete de acero inoxidable de alta tensión y los
componentes internos no fueron corroídos aún con el
calentador apagado durante toda la prueba
Sin daños a borneras o indicadores.