ES2216254T3 - Metodo de control y de diagnostico del funcionamiento de un aparato electrico de alta tension. - Google Patents
Metodo de control y de diagnostico del funcionamiento de un aparato electrico de alta tension.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO QUE SE EMPLEA DURANTE LA APERTURA Y EL CIERRE DEL APARATO, EN PARTICULAR UN DISYUNTOR AISLADO ELECTRICAMENTE, Y CONSISTE EN: I) REGISTRAR UNA SEÑAL (4A1) REPRESENTATIVA DE LA EVOLUCION TEMPORAL DE LA PRESION EN LA CAMARA DE CORTE CON AYUDA DE UN DETECTOR DISPUESTO EN EL EXTERIOR DE DICHA CAMARA Y MONTADO PARA COMUNICAR CON EL GAS A PRESION CONTENIDO EN LA CAMARA MENCIONADA; II) REGISTRAR UNA SEÑAL (4A2) REPRESENTATIVA DE LA EVOLUCION TEMPORAL DEL CONTACTO MOVIL CON AYUDA DE UN DETECTOR DISPUESTO EN EL EXTERIOR DE LA CAMARA DE CORTE Y MONTADO PARA DETECTAR EL DESPLAZAMIENTO DE UNA VARILLA DE MANDO; E III) COMPARAR LAS SEÑALES ANTERIORES CON LAS SEÑALES CORRESPONDIENTES (2A1, 2A2) REPRESENTATIVAS DE UN FUNCIONAMIENTO DE REFERENCIA DEL APARATO ELECTRICO DE ALTA TENSION PARA CONTROLAR SU BUEN FUNCIONAMIENTO O DETECTAR UN MAL FUNCIONAMIENTO, EN PARTICULAR EL BLOQUEO DE UNA VALVULA EN LA CAMARA DE CORTE DEL DISYUNTOR.
Description
Método de control y de diagnóstico del
funcionamiento de un aparato eléctrico de alta tensión.
La invención se refiere a un método de control y
de diagnóstico del funcionamiento de un equipo eléctrico de alta
tensión, que comprende, en el interior de una cámara de corte que
contiene un gas a presión, contactos de los que al menos uno móvil
es desplazado por una varilla de maniobra.
La invención se aplica, más en particular, al
control y al diagnóstico del funcionamiento de disyuntores
denominados de nueva generación, de baja energía de comando, y
puede aplicarse a otros aparatos tales como un seccionador o un
seccionador de puesta a tierra si la tecnología de estos aparatos es
similar a la de los disyuntores denominados de nueva
generación.
Hasta ahora, para controlar el funcionamiento de
la parte activa de un disyuntor, se desmonta la cámara de corte, lo
que inmoviliza este disyuntor durante un cierto tiempo.
El objeto de la invención consiste en proponer un
método no-intrusivo de control y diagnóstico del
funcionamiento de un disyuntor, es decir, que no necesite que se
desmonte la cámara de corte de este último.
A este efecto, la invención tiene por objeto un
método de control y de diagnóstico del funcionamiento de un equipo
eléctrico de alta tensión que comprende, en el interior de una
cámara de corte que contiene un gas a presión, contactos de los que
al menos uno es móvil y es desplazado por una varilla de maniobra,
que consiste, durante la apertura o el cierre del equipo aislado
eléctricamente, en:
- i)
- registrar una señal representativa de la evolución temporal de la presión en la cámara de corte con la ayuda de un captador dispuesto por el exterior de la cámara de corte, y montado de modo que comunica con el gas a presión de esta cámara,
- ii)
- comparar la señal anterior con una señal de referencia, correspondiente a un buen funcionamiento del equipo eléctrico de alta tensión, para controlar el buen funcionamiento o para detectar un mal funcionamiento del equipo eléctrico.
Un mal funcionamiento puede dar como resultado,
por ejemplo, un bloqueo en posición abierta o cerrada de una
trampilla de la cámara de corte del disyuntor, o incluso un choque
mecánico anormalmente elevado de los contactos móviles con la
apertura o el cierre del disyuntor.
Ventajosamente, en el método según la invención
se registra, además de la señal representativa de la evolución
temporal de la presión, una señal representativa de la evolución
temporal del desplazamiento del contacto móvil con la ayuda de un
captador dispuesto en el exterior de la cámara de corte y montado
para detectar el desplazamiento de la varilla de maniobra.
El registro simultáneo de las dos señales de
presión y de desplazamiento permite detectar cualquier mal
funcionamiento con seguridad incrementada, sirviendo la señal
representativa del desplazamiento para confirmar el diagnóstico
basado en la señal representativa de la presión.
Otras características y ventajas de la invención,
se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción de un
modo de realización del método según la invención, ilustrado
mediante los dibujos.
La Figura 1 muestra una cámara de corte, en
sección transversal, con un captador de presión y un captador de
posición montados por el exterior de esta cámara;
Las Figuras 2a y 2b ilustran un registro de
presión y un registro de posición correspondientes a un
funcionamiento de referencia de un disyuntor, respectivamente en el
cierre y en la apertura;
Las Figuras 3a y 3b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor, atribuido a un bloqueo en posición
abierta de trampillas dispuestas sobre una corona trasera del
disyuntor, respectivamente en el cierre y en la apertura;
Las Figuras 4a y 4b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo, en posición
cerrada, de trampillas dispuestas sobre una corona trasera del
disyuntor, respectivamente en el cierre y en la apertura;
Las Figuras 5a y 5b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo en posición
abierta de trampillas dispuestas sobre una corona delantera del
disyuntor, respectivamente en el cierre y en la apertura;
Las Figuras 6a y 6b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo en posición
cerrada de trampillas dispuestas sobre una corona delantera del
disyuntor, respectivamente en el cierre y en la apertura, y
Las Figuras 7a a 7c ilustran un registro de
presión que refleja un choque mecánico respectivamente normal,
anormalmente elevado al final de la apertura, y anormalmente
elevado durante la apertura del disyuntor.
La invención proporciona un método de control y
de diagnóstico del funcionamiento de un equipo eléctrico de alta
tensión, y en particular de un disyuntor.
La Figura 1 muestra un disyuntor llamado de nueva
generación, de baja energía de comando, que comprende, en una
cámara de corte definida por una envolvente estanca 5 rellena de un
gas dieléctrico, tal como SF_{6}, bajo una presión de algunos
bares, un contacto 1 principal tubular fijo que coopera con un
contacto 3 tubular principal móvil, siendo el contacto 3 móvil según
la dirección axial D. El contacto 1 principal fijo es solidario con
un contacto 7 en arco fijo que coopera con un contacto 9 en arco
móvil solidario con el contacto 3 principal móvil. Los contactos
móviles 3 y 9 son desplazados según la dirección D por una varilla
de maniobra 11 que sale por el lado 5A de la envolvente 5. La
varilla de maniobra está guiada, durante el deslizamiento, por un
bloque soporte 13 montado de forma fija en el interior de la
envolvente, apoyado sobre el lado 5A.
El contacto 3 principal móvil y el contacto 9 en
arco móvil, son coaxiales y están dispuestos paralelamente a la
dirección longitudinal D. Una corona 15 delantera se encuentra
dispuesta entre los dos contactos móviles 3 y 9, en un plano
perpendicular a la dirección longitudinal D. Aquella es solidaria
con los dos contactos móviles 3 y 9, y se abre por medio de
trampillas 151 y 152 hacia un volumen de inyección V1 cerrado por
medio de un tubo de inyección 17.
Una corona 19 trasera, se encuentra dispuesta
entre los dos contactos móviles 3 y 9, en un plano perpendicular a
la dirección longitudinal D. Aquella desliza con relación a los dos
contactos móviles y se abre por medio de dos trampillas 191 y 192
hacia un volumen de compresión - depresión V2 cerrado por la corona
15 delantera.
Un resorte 20 apoya por un extremo sobre el
bloque de soporte 13 y por el otro extremo sobre la cara de la
corona 19 trasera que no lleva las trampillas 191 y 192.
El método según la invención utiliza un primer
captador que registra la evolución temporal de la presión que
impera en la cámara de corte durante la apertura o el cierre del
disyuntor.
En la Figura 1, el captador de presión 21 para
registrar la evolución temporal de la presión en la cámara de corte
es, por ejemplo, un captador de membrana elástica. De forma
ventajosa, se utiliza un captador de presión compensada en
temperatura, que se comporta como un captador de presión durante
los cambios rápidos de presión en el interior de la cámara de corte
debido a la inercia térmica de un captador de este tipo, y que
permite por otra parte mantener la densidad del gas dieléctrico 6.
El captador de presión se fija por el exterior a la envolvente
metálica 5 del disyuntor. El gas 6 presente en la cámara de corte
se pone en comunicación con el captador de presión 21 por medio de
un conducto 23 formado en el espesor de la envolvente metálica
5.
Según un modo particularmente ventajoso, el
método según la invención utiliza un segundo captador que registra
la evolución temporal de la posición del, o de los,
contacto(s) móvil(es) durante la apertura o el cierre
del disyuntor.
En la Figura 1, un captador de posición 25 para
registrar una evolución temporal de posición del, o de los,
contacto(s) móvil(es) en la cámara de corte es, por
ejemplo, una célula óptica, o incluso un captador de desplazamiento
inductivo o de efecto Hall. Aquel ha sido fijado por el exterior de
la envolvente metálica 5, por ejemplo por el lado 5A de la
envolvente, para detectar el desplazamiento de la varilla 11 según
la dirección D.
Las señales P y L producidas por los dos
captadores de presión 21 y de posición 25, son suministradas a una
unidad 30. La unidad 30 puede ser una unidad de presentación y/o de
tratamiento de datos. Mediante comparación de las señales P y L
registradas durante una operación de apertura y de cierre del
disyuntor aislado eléctricamente, con los registros de referencia,
se puede controlar el buen funcionamiento o detectar un mal
funcionamiento del disyuntor como se explica a continuación
En la Figura 2a, un funcionamiento de referencia
en el cierre del disyuntor se traduce en un registro de referencia
de presión 2a1 en forma plana y en un registro de referencia de
posición 2a2 en forma de rampa de subida como se ha indicado
mediante la flecha Fm.
Durante el cierre, el volumen de compresión -
depresión V2 es inicialmente nulo, estando las coronas delantera 15
y trasera 19 en contacto. El registro de presión 2a1 se explica por
el hecho de que el desplazamiento del contacto móvil 9 en el
sentido indicado por la flecha f de la Figura 1, provoca la apertura
de las trampillas 191 y 192 de la corona 19 trasera, las cuales
permiten que circule libremente el gas dieléctrico de modo que no
se crea depresión alguna en la cámara de corte. Al terminar el
recorrido, las trampillas se vuelven a cerrar, estando el disyuntor
listo para la apertura.
Se debe apreciar que el registro 2a1 termina
mediante oscilaciones relativamente rápidas de la presión que
reflejan la onda sonora generada por el choque mecánico del
contacto 3 principal móvil con el contacto 1 principal fijo.
En la Figura 2b, un funcionamiento de referencia
en la apertura del disyuntor se traduce en un registro de
referencia de presión 2b1 curvo, y en un registro de referencia de
posición 2b2 en forma de rampa descendente como se ha indicado
mediante la flecha Fd.
Durante la apertura, el volumen de
compresión-depresión V2 es inicialmente máximo,
estando las coronas delantera 15 y trasera 19 separadas por una
distancia máxima. El registro de presión 2b1 se explica por el hecho
de que el desplazamiento del contacto 9 móvil en el sentido
indicado por la flecha o de la Figura 1, va acompañado de una
compresión del gas contenido en el volumen de compresión -
depresión V2 que corresponde a una depresión en la cámara de corte,
y de una compresión del gas contenido en el volumen de inyección V1
definido por el tubo de inyección 17. A aproximadamente medio
recorrido, las trampillas 151 y 152 de la corona 15 delantera se
abren para igualar la presión del gas en los dos volúmenes de
compresión-depresión V2 y de inyección V1, y
permitir que escape una parte del gas comprimido a través del tubo
de inyección para extinguir un eventual arco eléctrico cuando la
apertura se produce en carga.
Se debe apreciar que el registro 2b1 termina en
oscilaciones relativamente rápidas, portadas por una oscilación más
lenta de la presión, que reflejan la onda sonora generada por el
choque mecánico de la corona 15 delantera con la corona 19
trasera.
Las Figuras 3a, 4a, 5a, 6a representan registros
de presión y de posición en el cierre de un disyuntor bajo control.
Las Figuras 3b, 4b, 5b, 6b representan registros de presión y de
posición en la apertura de este disyuntor bajo control. Estos
registros reflejan un mal funcionamiento del disyuntor.
Así, en la Figura 3a, el cierre del disyuntor
bajo control se traduce en dos registros de presión 3a1 y de
posición 3a2, similares a los registros de referencia 2a1 y 2a2. En
cambio, en la Figura 3b, la apertura del disyuntor bajo control se
traduce en un registro de presión 3b1 diferente del registro de
referencia 2b1 indicado con línea discontinua, siendo el registro de
posición 3b2 similar al registro de referencia 2b2. La diferencia
entre los registros 2b1 y 3b1 refleja un bloqueo en posición
abierta de las trampillas 191 y 192 de la corona 19 trasera. Esta
diferencia puede ser detectada fácilmente de forma automática
mediante un programa en la unidad 30 de tratamiento de datos.
Las Figuras 4a y 4b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo en posición
cerrada de las trampillas 191 y 192 de la corona 19 trasera.
También se han representado en estas Figuras los registros de
referencia con líneas punteadas. Se aprecia que la detección del mal
funcionamiento se realiza mediante detección de la diferencia entre
los registros 4a1 y 2a1, y 4a2 y 2a2.
Se debe apreciar que durante el cierre, el
registro de posición 4a2 traduce la existencia de una fuerza de
retención importante ejercida por una depresión creada en el
volumen de compresión - depresión V2, y sirve para confirmar el
diagnóstico de bloqueo en posición cerrada de las trampillas 191 y
192.
Las Figuras 5a y 5b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo en posición
abierta de las trampillas 151 y 152 de la corona 15 delantera. Se
aprecia que la detección del mal funcionamiento se realiza por
detección de una diferencia entre los registros 5b1 y 2b1, 5b2 y
2b2.
Las Figuras 6a y 6b ilustran un mal
funcionamiento del disyuntor atribuido a un bloqueo en posición
cerrada de las trampillas 151 y 152 de la corona 15 delantera. Se
aprecia que la detección del mal funcionamiento se hace por
detección de una diferencia entre los registros 6b1 y 2b1, 6b2 y
2b2.
Se debe observar también que durante la apertura,
el registro de posición 6b2 traduce la existencia de una fuerza de
retención importante ejercida por una compresión creada en el
volumen de compresión - depresión V2, y sirve para confirmar el
diagnóstico de bloqueo en posición cerrada de las trampillas 151 y
152.
Se comprende así que el método según la invención
permite localizar el elemento defectuoso del disyuntor si se hace
referencia a los ejemplos de las Figuras 3a - 3b a 6a - 6b. Estas
Figuras ilustran registros de evoluciones temporales típicas que
pueden variar en función de la topología del disyuntor o del equipo
eléctrico de alta tensión.
Por otra parte, un análisis de frecuencia y de
amplitud de las oscilaciones de los registros de presión al final,
o durante, la apertura o el cierre del disyuntor, permite controlar
un choque mecánico normal, o diagnosticar un choque mecánico
anormal elevado entre los contactos móviles y fijos, o entre las
coronas delantera y trasera.
La Figura 7a representa un registro de presión
representativo de un choque mecánico normal durante un
funcionamiento de referencia del disyuntor. Las Figuras 7b y 7c son
datos de los registros de presión que muestran, por comparación con
el registro anterior, respectivamente un choque mecánico anormal
elevado al final de la apertura y un choque mecánico o una vibración
anormal en el transcurso de la apertura.
Claims (3)
1. Un método de control y de diagnóstico del
funcionamiento de un equipo eléctrico de alta tensión que comprende
una cámara de corte (5), llena de un gas dieléctrico a presión,
provista de un captador (21) que está dispuesto por el exterior de
esta cámara y que se ha montado para que comunique con el gas a
presión de esta cámara, y que contiene contactos (1, 3, 7, 9) de los
que al menos uno es móvil y es desplazado por una varilla de
maniobra (11), en el que se compara una señal de presión (P)
suministrada por el captador (21) con una señal de referencia,
correspondiente a un buen funcionamiento del equipo eléctrico, que
se caracteriza porque se registra la señal de presión (P)
durante el desplazamiento de dicho contacto móvil para representar
la evolución temporal de la presión en la cámara de corte (5)
durante la apertura o el cierre del equipo aislado eléctricamente,
y se compara con un registro de referencia, de modo que la
diferencia entre estos registros permite localizar un elemento
defectuoso del equipo.
2. El método según la reivindicación 1, que
consiste por otra parte en registrar una señal (L) representativa
de la evolución temporal del contacto móvil con la ayuda de un
captador (25) dispuesto también por el exterior de la cámara de
corte y montado para detectar el desplazamiento de la varilla de
maniobra, y para comparar esta señal (L) con una señal de
referencia, correspondiente a un buen funcionamiento del equipo
eléctrico de alta tensión.
3. El método según la reivindicación 1 ó 2, que
consiste por otra parte en analizar las oscilaciones de presión de
la señal de presión (P) a los efectos de control o de diagnóstico
de choques mecánicos entre los elementos del equipo.
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