Al margen de los problemas propios que pueden surgir en los mecanismos de acumulación de energía, los interruptores al vacío, debido a sus caracteristicas específicas, pueden fallar por algunas de las razones siguientes,:
a) Arqueo a través de los contactos abiertos, debido a pérdida de vacío o a alguna otra razón.
b) Imposibilidad para interrumpir, debido a la pérdida de vacío u otra causa.
c) Imposibilidad de los resortes para mantener la fuerza necesaria en los contactos cerrados.
Cuando ocurre un fallo, el análisis por parte del usuario puede hacerse como sigue:
a) Si el fallo es claramente fuera de las cámaras de interrupción, el usuario puede determinar las causas sin la ayuda del fabricante.
b) Si se sospecha que el fallo es dentro de las cámaras de vacío, la ayuda por parte del fabricante es primordial; ya que se requiere utilizar métodos y dispositivos de prueba muy especiales, además de un gran conocimiento de los detalles de construcción de las cámaras de vacío.
El usuario no debe intentar abrir las cámaras de vacío, ya que puede destruir información importante para el análisis y diagnóstico.
Fallo del medio aislante.
Los fallos externos pueden ser similares a las de otros tipos de interruptores, en donde están involucradas las boquillas, los aisladores, así como otras partes y componentes aislantes. Como las cámaras de vacío requieren muy poco espacio, las distancias aislantes externas son muy cortas; de manera que las cámaras de vacío, en algunos tipos de interruptores, se encapsulan en un medio aislante como resina epóxica o poliuretano, o bien se les aumenta la línea de fuga exterior a las cámaras de vacío para mejorar su rigidez dieléctrica superficial.
Interruptor de MT con cámaras de corte al vacío
El fallo de una parte aislante externa, puede ser analizada y diagnosticada por el usuario, aunque se recomienda la ayuda de un experto en aislamientos o del fabricante. Este tipo de fallos generalmente deja huellas fácilmente observables, pero la causa que dio lugar al fallo puede ser mas difícil de determinar, por lo que se sugiere la verificación cuidadosa de las partes aislantes, con la idea de buscar defectos, grietas o contaminación.
Si se sospecha que el fallo es dentro de la cámara de vacío, se sugiere hacer una prueba con alta tensión en corriente alterna, con base en las instrucciones del fabricante. Antes de hacer esta prueba se deben limpiar las partes externa con un trapo limpio y seco.
Fallos de interrupción.
Los fallos de interrupción, es decir el caso en que la cámara de vacío no logra interrumpir, son muy poco comunes, ya que el proceso de interrupción en vacío es muy eficiente y de larga vida.
Las causas de fallos de interrupción son:
a) Utilización incorrecta:
i) Corriente de corto circuito más elevada que la nominal del equipo.
ii) Tensión del sistema en los contactos abiertos, mayor que la nominal.
iii) TTR más rápida que la que soporta el equipo.
b) Pérdida de vacío (las fugas permiten la entrada de gas o líquido).
c) Partes rotas dentro de la cámara de vacío.
d) Velocidad de apertura muy lenta.
e) Fallo del mecanismo para mantener los contactos abiertos.
f) Contactos muy deteriorados al exceder la vida útil
g) Fallo dieléctrico externo a la cámara de vacío, causado por contaminación.
Los fallos de interrupción no siempre presentan evidencias visibles externas.
Cámara de corte de un interruptor de vacío
Dado que las distancias entre contactos dentro de las cámaras de interrupción en vacío, son más pequeñas que en otro tipo de interruptores, la energía liberada por el arco es también más pequeña, de manera que con corrientes bajas, con respecto a la nominal de interrupción, el arco se puede mantener durante algunas decenas de ciclos o hasta por algunos segundos, sin llegar a romper la cámara o causar algún daño visible, aún en el caso de no lograr interrumpir la corriente nominal de interrupción, con el arco sostenido por algunos ciclos, solamente se llega a fracturar la envolvente de porcelana.
Además, si el daño causado por el arco interno es pequeño, es posible que la cámara pueda seguir operando después del fallo y ni siquiera presente evidencias de lo ocurrido en el fallo.
La revisión de una cámara de vacío que haya fallado al no interrumpir, está limitada a dos posibles acciones por parte del usuario:
a) Buscar fracturas o huellas que pudieran indicar la ruptura de la envolvente de la cámara, y
b) Hacer unas pruebas simples y básicas:
i) Si al aplicar tensión alterna a través de los contactos abiertos, se produce un arco a un valor inferior al nominal, es una indicación de daño interno o de la ruptura de la envolvente y la pérdida del vacío.
ii) Si al medir la resistencia de contacto, con el interruptor cerrado, se obtiene un valor mayor que el reportado con anterioridad, puede ser indicio de un daño en los resortes de cierre, que estén débiles o rotos, o puede ser debido a una deformación, movimiento anormal de los contactos o a un cambio metalúrgico superficial de los contactos.
Si se sospecha que hay un daño interno, se puede solicitar tomar fotografías de rayos X con el fin de buscar cambios físicos de las partes internas.
Fallo del mecanismo de operación.
Una pérdida de energía en los resortes en la posición cerrada, puede a su vez causar una falta de presión en los contactos. Estos resortes, generalmente localizados en cada polo, pueden ser considerados como una parte del mecanismo.
Una fuerza insuficiente puede dar como resultado problemas en la conducción de la corriente por calor excesivo o por alta resistencia de contacto, o puede llegar a suceder que se suelden los contactos, sobre todo si llega a pasar una corriente de corto circuito.
FUENTE:
Diagnóstico e Investigación de Fallas en Interruptores de Potencia (Carlos L. Cabrera Rueda Genaro Ruíz Rodríjuez) - CFE- LAPEM
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