Teste De Onda Íngreme vs. Teste De Impulso De Relâmpago Para Isoladores De Vidro Temperado

Para compradores deIsoladores de vidro de alta tensãoPor exemplo,O teste das ondas íngremes e o do impulso do relâmpago não são testes elétricos permutáveis-A. Embora ambos apliquem tensões de impulso para simular condições transientes severas, eles enfatizam um isolador de vidro de maneiras diferentes e fornecem informações diferentes sobre seu desempenho elétrico e qualidade de fabricação.

OO teste do impulso do relâmpago avalia primeiramente o desempenho externo da isolação e a capacidade do suporte do flashover do isolador, Enquanto oO teste de impulso dianteiro íngreme pode ser muito mais sensível a defeitos internos e ao risco de perfuração em unidades isoladoras de cerâmica ou vidro-A.

Para licitações internacionais e projetos EPC, portanto, a pergunta certa não é simplesmente se um fornecedor realizou um teste de impulso, masQual teste de impulso foi realizado, de acordo com qual padrão, em qual tensão e forma de onda e qual o critério de aceitação-A.

Para isoladores de linhas aéreas de cerâmica e vidro acima de 1.000 V, a IEC 60383-1:2023 é uma importante norma de referência que abrange definições, métodos de ensaio e critérios de aceitação. A edição atual inclui especificamente um teste de punção por impulso no ar entre suas mudanças técnicas. A IEC 61211:2004 também é especificamente dedicada ao teste de punção por impulso no ar para unidades isoladoras de cerâmica e vidro Classe B.

Um teste de impulso relâmpago usa um impulso padronizado do tipo relâmpago para avaliar o desempenho do isolamento sob um relâmpago simulado, enquanto um teste de impulso frontal íngreme usa um aumento de tensão muito mais rápido para impor um estresse elétrico mais severo que pode revelar fraquezas associadas à punção e construção interna.

ATeste do impulso do relâmpago, Muitas vezes chamado deImpulso relâmpago suportar testeOuTeste padrão do impulso do relâmpago, Usa uma onda impulso padronizado comumente expressa como1,2/50 μs-A. O primeiro valor representa o tempo aproximado da frente e o segundo representa o tempo para metade do valor na cauda do impulso. IEC 60071-1 define o impulso relâmpago padrão suportar tensão como parte da coordenação de isolamento.

ATeste onda íngreme, Mais precisamente chamado deEnsaio de impulso dianteiro íngreme, Aplica um impulso com uma taxa muito mais rápida de aumento de tensão. Para isoladores cerâmicos e de vidro, o teste frontal íngreme está associado ao desempenho da punção por impulso e destina-se a expor fraquezas que podem não ser evidentes durante um teste convencional de flashover por impulso relâmpago.

Esta distinção é particularmente importante ao comprarIsoladores de disco de alta tensão para linhas de transmissão, Porque dois produtos podem ter características aceitáveis do impulso do relâmpago ao mostrar a resistência diferente ao esforço elétrico íngreme-dianteiro.

O teste do impulso do relâmpago verifica primeiramente se o isolador pode suportar uma sobretensão transiente especificada sem falha elétrica inaceitável, com o flashover externo que é um fenômeno observado importante.

Raios sobre ou perto de linhas aéreas podem gerar sobretensões transitórias muito rápidas. O teste do impulso do relâmpago reproduz uma onda padronizada da tensão em um ambiente controlado do laboratório.

Para uma cadeia isolante, o teste ajuda a avaliar:

• Impulso relâmpago suportar desempenho
• Comportamento flashover externo
• Requisitos coordenação isolamento
• Afastamento elétrico e design isolamento
• Adequação a classes de tensão de transmissão especificadas
• Desempenho da configuração da corda isolante sob tensão de impulso

Para empreiteiros e utilitários EPC, o desempenho do impulso relâmpago está, portanto, intimamente relacionado aoDesign de isolamento a nível do sistema-A.

Por exemplo, ao avaliar isoladores de suspensão de vidro para um projeto de transmissão 110 kV, 220 kV, 400 kV ou superior, o comprador pode precisar verificar o especificadoTensão do suporte do impulso do relâmpago (LIWV)Do arranjo de isolamento completo em vez de simplesmente olhar para a carga mecânica nominal de falha de um disco individual.

É por isso que as características elétricas devem ser avaliadas juntamente com:

• Carga mecânica nominal falha
• Tensão seca do withstand da potência-frequência
• Tensão úmida do withstand da potência-frequência
• Características impulso relâmpago suportar/flashover
• Distância Creepage
• Distância do arco
• Desempenho poluição
• Desempenho Corona e RIV quando especificado

O teste do impulso íngreme-dianteiro aplica a tensão em uma taxa muito mais rápida do que um impulso convencional do relâmpago e é particularmente útil para avaliar a resistência da punção e a qualidade da fabricação de unidades cerâmicas e do vidro do isolador.O parâmetro chave não é simplesmente a tensão máxima.OTaxa de aumento da tensão, Ou inclinação da frente de impulso, é extremamente importante.

Um impulso relâmpago convencional pode atingir seu pico em uma escala de tempo de aproximadamente microssegundos. Um impulso de frente íngreme sobe muito mais rapidamente. Para isoladores cerâmicos e de vidro, a informação publicada do teste refere geralmente uma inclinação ao redor2.500 kV/μs, Embora os parâmetros exatos do teste e os critérios da aceitação devam sempre ser tomados da norma aplicável ou da especificação do projeto.

Este aumento rápido da tensão muda como o campo elétrico se desenvolve através e ao redor do isolador.Consequentemente, o teste pode ser particularmente valioso para identificar fraquezas associadas a:

• Defeitos internos
• Concentração de campo elétrico localizada
• Inconsistências do fabrico
• Imperfeições materiais
• Interfaces internas
• Vidro defeituoso ou corpos cerâmicos
• Áreas fracas ao redor do conjunto cap-and-pin
• Condições que podem aumentar o risco

Para os compradores, isso torna o teste de impulso dianteiro mais do que outro teste elétrico de rotina. Pode servir como umFerramenta de peneiramento de qualidade para designs críticos de isoladores de vidro-A.

O aumento de tensão muito mais rápido de um impulso frontal íngreme altera a distribuição de tensão elétrica e pode tornar certas fraquezas internas mais detectáveis do que sob um impulso relâmpago convencional.Uma diferença importante é o caminho esperado falha.

Durante um teste convencional do impulso do relâmpago, a tensão aplicada pode produzir umFlashover externo através do ar circundante-A. O isolador pode evitar com sucesso a punção interna mesmo que a tensão aplicada seja extremamente alta.Sob um impulso frontal íngreme, no entanto, a mudança de tensão muito rápida pode produzir diferentes tensões elétricas dentro do isolador.

Para um isolador de tampa e pino de vidro, isso pode tornar o teste sensível à qualidade do corpo isolante e às interfaces associadas aos acessórios metálicos.

Uma maneira útil para os compradores pensarem sobre os dois testes é:

Teste de impulso relâmpago → "O sistema de isolamento pode suportar um transiente do tipo relâmpago sem comportamento inaceitável de flashover?"Teste de impulso frontal íngreme → "O isolador pode suportar um impulso ascendente muito rápido sem punção interna ou evidência de uma fraqueza séria na fabricação/projeto?"

Isso não significa que cada flashover impulso relâmpago representa uma falha do produto, nem que um teste de frente íngreme substitui todos os outros testes elétricos. A norma aplicável define critérios específicos de aceitação.

Os dois testes diferem principalmente na forma de onda, taxa de aumento de tensão, mecanismo de falha primária de interesse e o tipo de informação de qualidade do produto que eles fornecem.

O ponto importante para a contratação internacional é queUm fornecedor não deve descrever um teste de impulso relâmpago como equivalente a um teste de impulso frontal íngreme-A. Eles estão relacionados, mas servem a propósitos técnicos diferentes.

Isoladores de disco de vidro são particularmente adequados para este tipo de avaliação porque o teste pode ajudar a expor fraquezas no corpo isolante e no processo de fabricação que não são totalmente representadas por testes de impulso mecânicos ou convencionais.

Um disco isolante de vidro não é simplesmente um pedaço de vidro com tampa metálica e pino. Seu desempenho depende da interação de:

• Corpo do vidro temperado
• Boné
• Alfinete
• Sistema do cimento ou da ligação
• Geometria metal-vidro
• Distribuição de campo elétrico
• Processo fabril
• Tratamento térmico
• Precisão dimensional
• Qualidade do material interno

Um defeito em qualquer área crítica pode afetar a confiabilidade elétrica. O teste de frente íngreme, portanto, fornece informações adicionais sobre a robustez do isolador acabado.

Isso é particularmente relevante ao comprarIsoladores de alta tensão do disco do vidro temperado para a linha de transmissão, Onde um grande número de unidades idênticas pode ser instalado em longas cadeias. Uma pequena fraqueza de fabricação que aparece em apenas uma pequena porcentagem de unidades pode se tornar uma grande preocupação de confiabilidade quando milhares ou dezenas de milhares de isoladores são fornecidos.

Flashover duriUm teste de impulso especificado corretamente não significa automaticamente que o isolador falhou; o comprador deve avaliar o resultado em relação ao padrão de teste aplicável e critérios de aceitação.Essa é uma distinção importante para as equipes.

O teste de impulso de alta tensão é projetado intencionalmente para criar estresse elétrico severo. Para muitos testes de isolamento, o comportamento esperado do flashover externo faz parte do procedimento de teste.Portanto, a questão crítica não é simplesmente:"Flashover ocorreu?"

Em vez disso, a equipe deve perguntar:

• A tensão do impulso especificada foi alcançada?
• A onda estava dentro da tolerância?
• O flashover foi externo?
• Houve algum furo?
• Houve danos físicos visíveis?
• O teste foi repetido de acordo com o padrão?
• A amostra satisfez os critérios de aceitação?
• Os resultados foram registrados com equipamentos adequados?

Essa distinção evita um erro comum de aquisição: tratarFlashover e punção como o mesmo tipo de falha-A.Eles não são.

Um teste de frente íngreme pode fornecer evidências valiosas sobre a consistência do corpo de vidro, interfaces e processo de fabricação, especialmente quando o comprador está preocupado com a resistência à perfuração.Para um fabricante de isolantes de vidro, o teste pode ser visto como um controle de qualidade exigente.Potenciais deficiências podem originar-se de:

Qualidade do corpo 1.Glass

O vidro deve ter características físicas e elétricas consistentes. Fabricar defeitos ou fraquezas localizadas pode influenciar o comportamento avaria.

2. Conjunto do tampão e do pino

A relação entre os acessórios metálicos e o corpo isolante é importante. Inconsistências dimensionais ou de montagem podem afetar a concentração do campo elétrico.

3. cimentação e interface qualidade

O processo de cimentação deve produzir uma estrutura mecânica e elétrica confiável. Vazios, posicionamento inadequado ou processamento inconsistente podem criar condições locais indesejáveis.

4. processamento térmico

O vidro temperado requer tratamento térmico controlado. Variações no processo de fabricação podem influenciar as propriedades finais do vidro.

5. Consistência geométrica

Mudanças nas dimensões, distâncias dos eletrodos ou geometria crítica da superfície podem alterar a distribuição do campo elétrico.

Por esse motivo, você não deve avaliar o desempenho da frente íngreme como um número laboratorial isolado. Deve ser considerado junto com o fabricante do isolador de vidroControle do processo e garantia da qualidade-A.

Não necessariamente; se é exigido depende do padrão do produto aplicável, especificação do projeto, requisitos do comprador e categoria de teste.Isto é particularmente importante em concursos internacionais.Nem todos os testes elétricos se aplicam a todos os pacotes de aquisição exatamente da mesma maneira.

A IEC 60383 fornece a estrutura geral atual para isoladores de cerâmica e vidro para aplicações relevantes de catenárias e inclui um teste de punção por impulso no ar entre suas provisões.IEC 61211:2004 aborda especificamenteTeste punção impulso no arPara a classe B cerâmica e vidro isolador unidades.

Portanto, um contratante EPC não deve simplesmente copiar um nome de teste de outro projeto e assumir que o mesmo procedimento, tensão e critério de aceitação se aplicam.Em vez disso, a documentação do concurso deve especificar claramente:

1. Aplicável IEC/IEEE/CSA ou padrão nacional

2. Tipo do produto

3. Tensão nominal

4. Categoria do teste

Quantidade 5.Sample

6.Waveform

7. Teste a tensão

8. polaridade

9. Número de impulsos

10. Aceitação critérios

11. Relatório do teste exigido
12. Testemunha ou requisitos de inspeção de terceiros

A importância de cada teste aumenta com a criticidade do projeto de transmissão, mas os valores de teste necessários devem sempre ser determinados a partir da coordenação de isolamento aplicável e das especificações do produto, e não apenas da classe de tensão.

Para um110 kV transmissão linha, Os compradores podem se concentrar em:

• Nível exigido do isolamento
• Desempenho impulso relâmpago
• Desempenho poluição
• Distância Creepage
• Carga mecânica
• Qualificação do fornecedor

Para umProjeto 220 kV, O comprador pode exigir um pacote de qualificação mais abrangente, especialmente para seções críticas de linha e subestações.

Para um400 kV ou maior transmissão projeto, O desempenho elétrico de cada componente principal torna-se cada vez mais importante porque uma falha pode ter consequências significativas para:

• Grid confiabilidade
• Comissionamento do projeto
• Substituição do custo
• Custo interrupção
• Calendário construção
• Obrigações contratuais EPC

No entanto, seria incorreto dizer que uma tensão de transmissão específica requer automaticamente uma tensão de teste frontal íngreme específica.OA especificação do projeto e o padrão aplicável devem determinar os requisitos do teste-A.

Nenhum teste substitui universalmente o outro. O teste do impulso do relâmpago é fundamental para a coordenação da isolação e o desempenho transiente do suporte, quando o teste íngreme-dianteiro fornecer a informação adicional sobre a resistência da punção e a qualidade de produto.Para fins de aquisição, pense neles como respondendo a perguntas diferentes.

1. Teste do impulso do relâmpago

Pergunta principal:O sistema de isolamento pode suportar o transiente do tipo relâmpago especificado?

2. Ensaio íngreme-dianteiro

Pergunta principal:O isolador permanece resistente à punção sob um estresse de impulso muito mais rápido?

3. Teste mecânico da falha-carga

Pergunta principal:O isolador pode suportar a carga mecânica especificada?

Teste do withstand 4. Power-frequência

Pergunta principal:O isolador pode suportar a tensão CA especificada sob as condições secas ou úmidas prescritas?

Teste 5. Pollution

Pergunta principal:Pode o isolador manter o desempenho adequado do isolamento sob condições especificadas da contaminação?

Uma especificação de aquisição de alta qualidade deve, portanto, usar umCombinação de testes complementares-A.

1. Um teste de ondas íngremes é o mesmo que um teste relâmpago?

Não, ambos são testes de tensão de impulso, mas a forma de onda e a taxa de aumento de tensão são diferentes. Um impulso frontal íngreme sobe muito mais rápido e pode fornecer informações diferentes sobre a resistência à perfuração e a qualidade do produto.

2. Qual é a onda padrão de impulso relâmpago para isolamento de alta tensão?

O impulso relâmpago padrão comumente usado é1,2/50 μs-A. Os requisitos exatos do teste dependem do padrão aplicável e do equipamento sob teste.

3. Qual é o objetivo de um teste de impulso frontal para isoladores de vidro?

Ele é usado para avaliar a capacidade das unidades isoladoras de cerâmica ou vidro de suportar tensões de impulso crescentes muito rapidamente e, em procedimentos relevantes, avaliar a resistência à punção por impulso.

4. Pode um isolador de vidro passar um teste do impulso do relâmpago mas falhar um teste íngreme-dianteiro?

-Sim. Os testes impõem diferentes tensões elétricas, portanto, passar um não demonstra automaticamente conformidade com o outro.

5. O teste do impulso do relâmpago causa o flashover?

Pode sim. Dependendo do procedimento de teste, o flashover externo pode ser um fenômeno esperado. A questão crítica é se o comportamento observado satisfaz os critérios de aceitação aplicáveis.

6. Por que o teste frontal íngreme é útil para isoladores de vidro?

Ele pode fornecer informações adicionais sobre a robustez do corpo de vidro, interfaces e processo de fabricação sob um impulso crescente muito rápido.

7. São necessários testes frontais íngremes para cada isolador de suspensão de vidro?

Não necessariamente. O requisito depende do padrão do produto aplicável, especificação do concurso e requisitos do projeto.