Normas actuales para interruptores automáticos de baja tensión montados en postes

Como importante dispositivo de protección en la red de distribución, el rendimiento y la calidad de los interruptores automáticos de baja tensión montados en poste afectan directamente la estabilidad del sistema eléctrico. Para estandarizar el diseño, la fabricación y la aceptación de los productos, mi país ha establecido un sistema de normas técnicas multinivel que abarca aspectos clave como el rendimiento de los equipos, los métodos de prueba y las normas de aceptación, lo que contribuye eficazmente al desarrollo de alta calidad de la industria.
La norma nacional GB/T 3804-2017 "Interruptores de carga de CA de alta tensión de 3,6 kV a 40,5 kV" estipula claramente los indicadores de vida útil mecánica de los interruptores automáticos de poste con tensión de 12 kV. El artículo 5.2 de la norma exige que el número de maniobras mecánicas supere las 5000 veces y que la desviación de la presión de contacto se controle dentro de un rango de ±10 %. El artículo 7.3.2 de la GB/T 1984-2014 "Interruptores automáticos de CA de alta tensión" enfatiza específicamente que la corriente nominal de corte en cortocircuito debe completar la acción de apertura completa en 0,3 segundos, la velocidad de separación de los contactos no debe ser inferior a 2,8 m/s y el tiempo de arco debe controlarse dentro de los 15 ms. En cuanto al rendimiento del aislamiento, la norma estipula que la tensión soportada relativa a frecuencia industrial debe alcanzar los 42 kV (valor efectivo) y el valor pico de la tensión soportada al impulso tipo rayo no debe ser inferior a 95 kV.
La norma de la industria eléctrica DL/T 402-2023, "Condiciones técnicas para reconectadores automáticos de CA de alta tensión de 12 kV", añade nuevos requisitos de monitorización inteligente. El artículo 4.5 de la norma establece claramente que el reconectador debe integrar un módulo de monitorización en línea de las características mecánicas, capaz de recopilar 12 parámetros, como la forma de onda de la corriente de la bobina de apertura y cierre y la corriente de trabajo del motor de almacenamiento de energía en tiempo real. La frecuencia de muestreo de datos no debe ser inferior a 10 kHz. El artículo 6.2.3 de la norma DL/T 403-2023, "Condiciones técnicas para el pedido de interruptores automáticos de vacío de alta tensión de 12 kV a 40,5 kV", establece requisitos estrictos para el interruptor de vacío. El grado de vacío debe mantenerse por debajo de 6,6 × 10-3 Pa, se garantiza que la vida mecánica del fuelle sea más de 20 000 veces y el contenido de cromo en el material de contacto se controla dentro del rango de 30 % ± 2 %.
La norma IEC 62271-100:2021 de la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) establece nuevos requisitos de adaptabilidad climática. El artículo 5.101 estipula claramente que el equipo debe poder funcionar de forma fiable a una temperatura ambiente de -40 °C a +70 °C, y que la adaptabilidad a la humedad debe cumplir los requisitos de una humedad relativa diaria ≤95 % y una humedad relativa media mensual ≤90 %. Para aplicaciones en zonas costeras, la norma añade requisitos de ensayo de niebla salina. Tras 96 horas de ensayo continuo en condiciones de concentración de niebla salina del 5 % ± 1 % y una temperatura de 35 °C ± 2 °C, el área de corrosión de las piezas metálicas no debe superar el 5 %.
En la fase de verificación de la prueba, la prueba de tensión no disruptiva a frecuencia industrial se realizará de acuerdo con el Artículo 6.2 de GB/T 11022-2020. La tensión de prueba se aplica entre los cortes del interruptor automático y con respecto a tierra durante 60 segundos, y la descarga parcial debe ser inferior a 20 pC. La prueba de aumento de temperatura se basa en el Apéndice B de DL/T 403-2023. Cuando la corriente nominal es 1,1 veces mayor, el aumento de temperatura del circuito conductor no debe superar los 65 K durante 4 horas, y el límite de aumento de temperatura de la superficie de la carcasa es de 30 K. La prueba de funcionamiento mecánico requiere 2000 operaciones consecutivas de apertura y cierre. Durante el funcionamiento, la fluctuación de la corriente de trabajo del motor de almacenamiento de energía no supera el ±5 %, y la discreción del tiempo de apertura se controla dentro de ±0,5 ms.
En cuanto a las reglas de aceptación, la prueba de tipo incluye 12 elementos principales y 43 subelementos de prueba, entre los cuales la prueba de ruptura por cortocircuito debe completar siete métodos de prueba: T100a, T100s, T60, T30, T10, OP1 y OP2. El plan de muestreo para pruebas en fábrica implementa la norma GB/T 2828.1-2012, utilizando el nivel de inspección general II y un NCA de 1,0. La prueba de entrega in situ requiere la medición de la resistencia de bucle, que debe ser ≤55 μΩ para cada fase y ≤20 % para la tasa de desequilibrio trifásico.
En aplicaciones reales, la unidad de operación y mantenimiento debe prestar especial atención al nivel de protección de la caja del mecanismo. Según la norma GB/T 4208-2017, los productos para exteriores deben alcanzar el nivel de protección IP65. Para aplicaciones en zonas de temperaturas muy frías, el mecanismo hidráulico debe utilizar aceite hidráulico de aviación con un punto de fluidez ≤-45 °C, y el material de sellado debe cumplir con los requisitos de elasticidad a baja temperatura de -50 °C. En zonas con alta contaminación, la línea de fuga del aislamiento externo debe ser ≥31 mm/kV, y la estructura del faldón de paraguas debe adoptar un diseño alternado de paraguas grandes y pequeños, con una separación entre paraguas no inferior a 70 mm.
El trabajo de estandarización continúa avanzando. El Comité Nacional de Normalización de Aparatos de Aparamenta de Alta Tensión está formulando las "Especificaciones Técnicas para Interruptores Automáticos Inteligentes Montados en Poste", que prevén aumentar los requisitos de capacidad de computación en el borde y estipulan que los equipos deben tener capacidades de análisis de fallas de 5 ms, ser compatibles con el protocolo de comunicación GOOSE y estar equipados con al menos 2 interfaces de fibra óptica gigabit. El nuevo borrador de norma exige una función integrada de registro de fallas para registrar la forma de onda de la corriente desde 200 ms antes de la falla hasta 300 ms después de la falla, con una frecuencia de muestreo no inferior a 10 kHz y una capacidad de almacenamiento de datos de no menos de 1000 registros de eventos.