La prueba de integridad del vacío aplica una tensión elevada entre los contactos abiertos de cada botella de vacío para comprobar que sigue sellada. Una botella que perdió el vacío no puede interrumpir la corriente y puede fallar al abrir con carga. El valor de tensión y el criterio los da el fabricante del interruptor.
Qué es la prueba de integridad del vacío
En un interruptor de media tensión en vacío, cada polo tiene una botella sellada con un vacío muy alto. Ese vacío es lo que aísla los contactos abiertos y lo que permite que el arco, formado solo por vapor metálico, se apague en el cero de corriente. Si la botella pierde el vacío, deja de cumplir las dos funciones.
La pérdida de vacío no se ve desde afuera: la botella sigue igual y el interruptor sigue maniobrando. La prueba de integridad del vacío la detecta aplicando una tensión elevada entre los contactos abiertos de cada botella y observando si la soporta. Es una verificación pasa o no pasa, y forma parte de las pruebas de interruptores de potencia de media tensión.
Qué mide y qué defecto detecta
Hay dos formas de hacer la prueba, según lo que indique el fabricante:
- Con tensión alterna: se aplica la tensión entre contactos abiertos durante el tiempo indicado y se verifica que no haya descarga disruptiva.
- Con tensión continua: se aplica la tensión y se compara la corriente de fuga con un límite. Algunos equipos de prueba dedicados trabajan así, con un límite de corriente que fija el usuario según el manual del interruptor.
La prueba detecta:
- Pérdida de vacío por fuga en el fuelle metálico, en las soldaduras o en los sellos cerámica-metal.
- Botellas que ya no soportan la tensión entre contactos abiertos por otra causa interna.
Lo que no detecta:
- El desgaste de los contactos. Una botella sellada puede tener los contactos al final de su vida. Eso se evalúa con el indicador de desgaste, la carrera de contactos o la cuenta de operaciones e interrupciones de falla que el fabricante define.
- Una pérdida parcial de vacío si la tensión aplicada es baja. Una botella con aire a presión atmosférica entre contactos separados pocos milímetros todavía soporta cierta tensión. Por eso la prueba solo es concluyente al valor que define el fabricante, no a uno menor.
- El estado del mecanismo, que se ve con la prueba de tiempos de operación.
Por qué se pierde el vacío y cuándo se prueba
Las botellas se diseñan para conservar el vacío durante toda su vida útil, y los fabricantes las presentan como libres de mantenimiento hasta los límites de maniobras demostrados en los ensayos tipo; por eso montan la botella dentro de un polo que la protege de golpes. La pérdida es poco frecuente, y los momentos de riesgo son los que salen de esas condiciones: un golpe durante el transporte o el montaje, un interruptor que superó las maniobras para las que fue ensayado, con el fuelle como pieza más exigida, o un defecto de fabricación en un sello.
Por eso la prueba tiene sentido en momentos concretos: al recibir un interruptor nuevo o reparado, antes de energizar una celda que estuvo almacenada mucho tiempo, después de un golpe o de una caída del carro, después de interrumpir fallas severas y en el mantenimiento periódico que indique el fabricante. También es la primera prueba que se hace cuando un interruptor de vacío falló al despejar una falla y se quiere saber si la botella fue la causa.
A qué equipos y niveles aplica
| Nivel | Equipos | Fábrica | Puesta en servicio | Mantenimiento |
|---|---|---|---|---|
| BT | Contactores de vacío de baja tensión | Según el fabricante | Rara vez | Según el fabricante |
| MT | Interruptores de vacío en celdas, reconectadores, contactores, interruptores de vacío en RMU | Ensayos dieléctricos de rutina del interruptor | Sí | Sí, periódica |
| AT | Interruptores de vacío de alta tensión, como alternativas sin SF6 | Según el fabricante | Solo si el diseño permite el acceso | Según el fabricante |
| EAT | No habitual: en este nivel la interrupción se hace en gas | No | No | No |
La prueba es propia de la media tensión, donde el vacío domina en interruptores, contactores y reconectadores. En alta tensión ya hay interruptores con interrupción en vacío, pero la botella suele quedar dentro de un polo con gas aislante y el fabricante dice si se puede probar en campo y cómo.
Dónde no aplica: en interruptores de SF6, aceite o aire comprimido, que no tienen botella. En celdas con interruptores-seccionadores de SF6, la verificación equivalente es la del gas, descrita en el análisis de gas SF6.
Norma y criterios
Las normas de aparamenta, IEC 62271-1 e IEC 62271-100, incluyen los ensayos dieléctricos de rutina del interruptor en fábrica y un ensayo de emisión de rayos X para botellas de vacío. Para la prueba de campo, el criterio que se aplica es el del fabricante del interruptor:
- Valor de tensión, forma de onda y duración del manual del interruptor.
- Criterio de aceptación: sin descarga disruptiva en alterna, o corriente de fuga por debajo del límite en continua.
- Comparación entre botellas del mismo interruptor: una que se comporta distinto de las otras dos merece una segunda prueba.
No conviene inventar un valor genérico. La tensión de prueba depende de la tensión asignada del interruptor, de la distancia entre contactos y del diseño de la botella.
Qué puede falsear el resultado
- Superficie exterior de la botella o de los polos sucia o húmeda: la fuga por la superficie se suma a la lectura en continua y puede dar un falso rechazo. Se limpia y se seca antes.
- Interruptor no completamente abierto o carro en una posición intermedia.
- Equipos conectados al circuito: transformadores de tensión, descargadores, cables o indicadores que deben quedar desconectados.
- Corriente de carga capacitiva al inicio de la prueba en continua, que no es fuga.
- Tensión menor a la del fabricante, que puede aprobar una botella con aire.
Qué hacer si sale mal
Se limpia, se seca y se repite la prueba en esa botella. Si se confirma, la botella no se repara: se cambia, o se cambia el polo completo, según el fabricante. El interruptor no debe volver a servicio con una botella rechazada, porque podría no interrumpir una falla. Después del cambio se repiten la prueba de vacío, la resistencia de contactos y los tiempos, y se ajusta la carrera si el fabricante lo pide.
Pruebas de interruptores de vacío con Tiza Group
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Referencias
- IEC 62271-1:2017, High-voltage switchgear and controlgear – Part 1: Common specifications for alternating current switchgear and controlgear (emisión de rayos X y ensayo de radiación de botellas de vacío).
- IEC 62271-100:2021, High-voltage switchgear and controlgear – Part 100: Alternating-current circuit-breakers.
- IEEE Std C37.09, IEEE Standard Test Procedure for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se sabe si una botella de vacío perdió el vacío?
Con una prueba de tensión entre los contactos abiertos, en alterna o en continua, al valor y con el criterio del fabricante. Si la botella perdió el vacío, la tensión produce una descarga o una corriente de fuga por encima del límite.
¿Una botella que pasa la prueba de vacío está en buen estado?
Está sellada, pero eso no dice nada del desgaste de los contactos. El desgaste se evalúa con el indicador del fabricante, la carrera de contactos o la cuenta de operaciones y de corrientes interrumpidas.
¿La prueba de vacío produce rayos X?
Una botella de vacío con tensión elevada entre contactos abiertos puede emitir rayos X, y las normas de aparamenta incluyen un ensayo de radiación para las botellas. En campo se aplica solo la tensión del fabricante y se respetan las distancias que indiquen él y el fabricante del equipo de prueba.