Test di temporizzazione VCB e curve di viaggio: garantire l'affidabilità contro le interruzioni

I test di temporizzazione degli interruttori automatici sottovuoto (VCB) misurano la risposta meccanica durante le operazioni di apertura e chiusura: la velocità di movimento dei contatti, la fluidità del movimento e la conformità delle prestazioni alle specifiche del produttore. Questi test verificano che l'interruttore sia in grado di interrompere la corrente di guasto prima che si verifichino danni, che l'usura meccanica non abbia compromesso le prestazioni e che le ipotesi di coordinamento della protezione rimangano valide. Un VCB con un tempo di apertura nominale di 40 ms che si degrada gradualmente fino a 60 ms potrebbe non riuscire a eliminare i guasti prima che scatti la protezione di backup, creando errori di coordinamento. L'analisi della curva di spostamento rivela se i contatti accelerano correttamente, se i dashpot sono funzionanti e quando è necessario lubrificare o sostituire le molle prima che si verifichi un guasto catastrofico.

Il problema si manifesta durante la messa in servizio o la manutenzione periodica: si alimenta il set di prova di temporizzazione, si attiva un intervento e l'oscilloscopio mostra una separazione dei contatti a 50 ms invece dei 35 ms nominali. Si tratta di una variazione accettabile o di un segno di degrado meccanico? Influisce sulla capacità di interruzione dell'arco? L'interruttore deve rimanere in servizio o essere revisionato immediatamente? Senza comprendere IEC 62271-100 tolleranze di temporizzazione, requisiti di velocità di contatto e relazione tra curve di spostamento e fisica dell'interruzione, non è possibile prendere questa decisione, rischiando tempi di inattività non necessari (rimuovendo interruttori funzionanti) o guasti del servizio (lasciando in linea interruttori deteriorati).

Questa guida illustra le procedure di prova della temporizzazione VCB, l'interpretazione della curva di spostamento secondo gli standard IEC, i metodi di risoluzione dei problemi sul campo per le deviazioni di temporizzazione e la relazione critica tra la temporizzazione meccanica e la capacità di interruzione elettrica.

Perché l'orario di apertura influisce sulla capacità di interruzione

In caso di guasto, un VCB deve separare i contatti ed estinguere l'arco prima che: (1) l'energia dell'arco danneggi i contatti o (2) lo stress termico provochi la frattura dell'isolante ceramico. La norma IEC 62271-100 specifica i tempi massimi di apertura (in genere 30-50 ms) per garantire che questi limiti non vengano superati alla corrente di cortocircuito nominale.

Componenti dell'orario di apertura:
t_aperto = t_rilascio + t_contatto + t_arco

• t_rilascio: La bobina di scatto si eccita → il fermo si sgancia (5-15 ms)
• t_contatto: I contatti iniziano a muoversi → separazione completa (15-30 ms)
• t_arco: Arco avviato → passaggio per lo zero della corrente + estinzione dell'arco (5-10 ms)
Totale: 25-55 ms per interruttori tipici da 12 kV

Accumulo di energia dell'arco: Un guasto da 25 kA a 12 kV eroga circa 50 kW per contatto. Se il tempo di apertura aumenta da 35 ms a 50 ms, l'energia dell'arco aumenta da 1,75 kJ a 2,5 kJ (+43%), superando potenzialmente i limiti di erosione dei contatti e causando guasti prematuri.

Tolleranza temporale secondo IEC 62271-100: Tempo massimo di apertura ≤ valore nominale + 10%. Per un interruttore con valore nominale di 40 ms, sono accettabili 44 ms; 48 ms richiedono un'indagine e un possibile intervento di ripristino.

Comprensione Come funzionano gli interruttori automatici sottovuoto fornisce il contesto per spiegare perché la sincronizzazione meccanica influisce direttamente sulle prestazioni di interruzione elettrica.

Contatta Travel Curve Anatomy: Interpretazione della posizione rispetto al tempo

Una curva di corsa traccia la posizione di contatto (asse verticale, mm) rispetto al tempo (asse orizzontale, ms) durante l'apertura o la chiusura. La forma della curva rivela lo stato di salute meccanico: un'accelerazione regolare indica una forza elastica e una lubrificazione adeguate; cambiamenti improvvisi suggeriscono attrito, usura o guasto dell'ammortizzatore.

Caratteristiche principali della curva:

1. Soggiorno iniziale: Contatti fissi mentre la bobina di viaggio si eccita e il fermo si sgancia (0-10 ms)
2. Fase di accelerazione: L'apertura della molla separa i contatti, la velocità aumenta (10-20 ms)
3. Velocità costante: Velocità massima raggiunta, ammortizzatore non ancora attivato (20-30 ms)
4. Decelerazione: Il dashpot assorbe l'energia, prevenendo gli urti meccanici alla fine della corsa (30-40 ms)
5. Posizione finale: Contatti completamente aperti, ammortizzatore compresso, movimento arrestato (40-45 ms)

Parametri tipici della curva di spostamento VCB a 12 kV:
• Corsa totale: 10-14 mm (distanza di separazione dei contatti)
• Velocità di picco: 0,8-1,2 m/s (raggiunto a 60-70% di corsa)
• Velocità media: 0,5-0,7 m/s (corsa / tempo di contatto)
• Inserimento del dashpot: Ultimi 20-30% della corsa
La norma IEC 62271-100 non specifica valori esatti: sono i produttori a definirli in base ai requisiti di interruzione dell'arco.

Deviazioni della curva che indicano problemi:

• Accelerazione lenta: Molla di apertura debole (sostituzione necessaria)
• Picchi di velocità: Vincolante nel collegamento (problema di lubrificazione o allineamento)
• Nessuna decelerazione del dashpot: Perdita di fluido dal serbatoio ammortizzatore, rischio di danni da urti meccanici
• Corsa ridotta: I contatti non raggiungono la posizione di completa apertura (distanza di arco inadeguata)

I test sul campo condotti su 120 VCB con un'età compresa tra 10 e 20 anni hanno evidenziato che 25% presentava un degrado del dashpot (nessuna decelerazione visibile), 15% presentava una corsa ridotta (<90% del valore nominale) e 8% presentava una temporizzazione superiore alla tolleranza IEC +10%.

Procedura di prova sul campo: attrezzature e misurazione

I test di temporizzazione richiedono apparecchiature specializzate per iniettare corrente continua nelle bobine di scatto/chiusura, misurare la posizione dei contatti tramite interruttori ausiliari o trasduttori lineari e registrare i tempi con una risoluzione dell'ordine dei microsecondi.

Apparecchiature di prova:

1. Analizzatore VCB (Omicron CB-1, Megger EZCT-2000, Doble TDR-500): Set di test integrato con alimentazione CC, misurazione dei tempi, interfaccia trasduttore di spostamento
2. Trasduttore di spostamento: Potenziometro lineare o encoder ottico collegato all'albero di contatto mobile (converte la posizione in segnale di tensione)
3. Temporizzazione contatto ausiliario: Utilizza gli interruttori ausiliari esistenti come riferimenti di posizione (meno precisi dei trasduttori, ma non richiedono alcun fissaggio meccanico).

Procedura dettagliata:

Fase 1: Sicurezza e preparazione (10 minuti)

1. Verificare che l'interruttore sia disinserito, che l'alimentazione di controllo sia scollegata e che i terminali ad alta tensione siano scarichi.
2. Collegare il trasduttore di spostamento all'albero di contatto mobile (seguire le istruzioni di montaggio del produttore).
3. Collegare l'uscita CC dell'analizzatore alla bobina di sgancio (rispettare la polarità)
4. Collegare gli ingressi dei contatti ausiliari all'analizzatore (contatti NO e NC)

Fase 2: Prova iniziale di viaggio (5 minuti)

1. Chiudere manualmente l'interruttore
2. L'analizzatore alimenta la bobina di scatto con tensione CC nominale
3. Tempo di apertura record (istante di eccitazione della bobina → cambiamento del contatto ausiliario)
4. Cattura curva di spostamento (posizione rispetto al tempo su una finestra di 0-100 ms)

Criteri di superamento: Tempo di apertura ≤ nominale + 10%, curva di corsa regolare con decelerazione visibile del dashpot

Fase 3: Test di variazione di tensione (15 minuti)

Testare a 80%, 100% e 110% della tensione nominale della bobina di sgancio. La norma IEC 62271-100 richiede il corretto funzionamento a una tensione compresa tra 70 e 110%.

Variazione temporale prevista:
• A una tensione di 110%: il tempo di apertura si riduce di 5-10% (forza magnetica più forte, rilascio più rapido del fermo)
• A una tensione di 80%: il tempo di apertura aumenta di 10-15% (forza più debole, rilascio più lento)
• A una tensione di 70%: potrebbe non scattare (forza insufficiente per sganciare il fermo)
Se la variazione supera 20% nell'intervallo di tensione, verificare la resistenza della bobina o eventuali vincoli meccanici.

Fase 4: Test di chiusura (5 minuti)

Ripetere la procedura per l'operazione di chiusura. Il tempo di chiusura è in genere più rapido rispetto a quello di apertura (20-35 ms) poiché la molla di chiusura è più forte e deve superare il rimbalzo del contatto e la molla di compressione.

Fase 5: Test multi-operazione (30 minuti)

Eseguire 10 cicli consecutivi di apertura-chiusura a intervalli di 30 secondi. Registrare i tempi di ciascuna operazione.

Indicatori di degrado:

• Deriva temporale >5 ms su 10 operazioni: Lubrificazione inadeguata (aumento dell'attrito)
• Cambiamenti nella forma della curva di marcia: riscaldamento del dashpot (diminuzione della viscosità del fluido)

Per le procedure complete di collaudo sul campo, consultare Lista di controllo per la messa in servizio del VCB.

Risoluzione dei problemi relativi alle deviazioni di temporizzazione: cause principali e soluzioni

Quando i tempi misurati superano le specifiche, una diagnosi sistematica identifica se il problema è di natura meccanica (molle, dashpot, lubrificazione), elettrica (resistenza della bobina, magnete di chiusura) o legata alla regolazione.

Albero decisionale diagnostico:

Sintomo 1: tempo di apertura 10-20% più lento rispetto al valore nominale

Possibili cause:

1. Molla di apertura debole: Tensione della molla ridotta a causa dell'usura/fatica
   • Prova: Misurare la compressione della molla con un dinamometro (il valore deve corrispondere a quello riportato nella scheda tecnica ±10%)
   • Correzione: Sostituire il gruppo molla di apertura
2. Aumento dell'attrito: Perni secchi o leveraggi contaminati
   • Prova: Azionare manualmente l'interruttore, individuare i punti di resistenza
   • Correzione: Pulire e lubrificare nuovamente secondo le specifiche del produttore (in genere grasso al bisolfuro di molibdeno)
3. Sovrasmorzamento del dashpot: Fluido del dashpot troppo viscoso (tipo errato o temperatura troppo bassa)
   • Prova: La curva di marcia mostra una decelerazione precoce (il dashpot si attiva troppo presto)
   • Correzione: Sostituire il liquido del dashpot con uno del grado di viscosità corretto.

Sintomo 2: il tempo di apertura varia >15% tra le operazioni

Possibili cause:

1. Usura del fermo: Superficie del fermo di viaggio usurata, punto di rilascio non uniforme
   • Prova: Ispezione visiva per verificare la presenza di corrosione o deformazioni
   • Correzione: Sostituire il gruppo chiusura
2. Riscaldamento a serpentina: Aumento della resistenza della bobina di viaggio durante operazioni ripetute
   • Prova: Misurare la resistenza della bobina a freddo rispetto a quella a caldo (dovrebbe essere <15% di variazione)
   • Correzione: Se la variazione è superiore a 20%, sostituire la bobina.

Sintomo 3: la curva di spostamento non mostra alcuna decelerazione del dashpot

Possibili cause:

1. Perdita di fluido dal serbatoio di compensazione: Guarnizione del pistone difettosa, smorzamento perso
   • Prova: Ispezione visiva per verificare la presenza di residui di olio intorno al dashpot
   • Correzione: Ricostruire il dashpot con nuove guarnizioni e fluido
2. Regolazione del dashpot non corretta: Il pistone non si innesta correttamente
   • Prova: Verificare che la posizione di innesto corrisponda alle specifiche del produttore
   • Correzione: Regolare la posizione del dashpot secondo il manuale di manutenzione.

Correzione della tempistica vs decisione di sostituzione:
• Regolare: Tempistica compresa tra 80 e 110%, costante durante tutte le operazioni, lubrificazione minima necessaria
• Ristrutturare: Tempistica 110-125% nominale, degrado della molla/ammortizzatore ma nessun danno strutturale
• Sostituisci: Temporizzazione >125% nominale, guasti multipli (molle + scatto + contatti) o rotture meccaniche

I test effettuati su 85 sottostazioni hanno evidenziato che 70% di deviazioni di temporizzazione sono state risolte con la lubrificazione e la manutenzione del dashpot, 20% hanno richiesto la sostituzione delle molle e 10% hanno necessitato di una revisione completa del meccanismo.

Relazione tra l'ora di chiusura e il rimbalzo dei contatti

Le operazioni di chiusura non devono solo raggiungere il tempo di chiusura nominale (in genere 20-35 ms), ma anche ridurre al minimo il rimbalzo dei contatti, ovvero la separazione temporanea dei contatti dopo il contatto iniziale dovuta all'energia cinetica. Un rimbalzo eccessivo crea un pre-arco (i contatti si saldano insieme prima della completa compressione della molla) e accelera l'usura meccanica.

La norma IEC 62271-100 definisce il rimbalzo come un'apertura ≥0,3 mm dopo la chiusura iniziale del contatto. I moderni VCB utilizzano ammortizzatori idraulici e molle di ritegno per limitare il rimbalzo a <0,1 mm.

Misurazione del rimbalzo tramite curva di corsa:

1. Acquisizione della curva di chiusura con alta risoluzione (campionamento ≥10 kHz)
2. Identificare il primo contatto (la posizione smette di aumentare)
3. Misurare ogni successivo aumento di posizione (indica rimbalzo/riapertura)
4. Calcola la distanza e la durata del rimbalzo

Limiti di rimbalzo accettabili:
• Distanza: <0,3 mm (limite IEC), <0,1 mm (preferibile per una maggiore durata)
• Durata: <2 ms (durata maggiore → energia pre-arco maggiore)
• Conte: È accettabile un singolo rimbalzo, mentre rimbalzi multipli indicano uno smorzamento inadeguato.

Cause di rimbalzo eccessivo:

• Molla di chiusura troppo rigida (eccesso di energia cinetica)
• Smorzamento del dashpot inadeguato (viscosità del fluido errata)
• Superficie di contatto irregolare (i segni lasciati da precedenti archi elettrici creano un contatto irregolare)

I dati raccolti sul campo da 60 VCB hanno mostrato che il rimbalzo dei contatti aumenta in modo lineare con la durata di servizio: le unità nuove hanno una media di 0,05 mm, quelle di 10 anni hanno una media di 0,15 mm, quelle di 20 anni hanno una media di 0,35 mm (superando i limiti IEC). La revisione con rifacimento della superficie dei contatti e manutenzione del dashpot ripristina il rimbalzo a <0,1 mm.

Frequenza dei test di tempistica e conservazione dei dati

Le norme IEC 62271-100 e IEEE C37.09 raccomandano di eseguire periodicamente test di temporizzazione per rilevare il degrado graduale prima che si verifichi un guasto. La frequenza dei test dipende dall'uso dell'applicazione e dall'età dell'interruttore.

Intervalli di prova raccomandati:

1. Messa in servizio: Analisi completa della temporizzazione e della curva di spostamento prima dell'alimentazione
2. Annuale (primi 5 anni): Solo misurazione del tempo di apertura (test rapido sul campo)
3. Biennale (6-15 anni): Orari di apertura/chiusura + curve di viaggio
4. Annuale (>15 anni o uso intensivo): Analisi completa che include variazioni di tensione e test multi-operazione

Conservazione critica dei documenti: Mantenere le curve di riferimento dalla messa in servizio e i dati di tendenza che mostrano l'evoluzione temporale. Un interruttore il cui tempo di apertura è aumentato da 32 ms (nuovo) a 38 ms (anno 10) a 44 ms (anno 15) mostra un degrado prevedibile: programmare la revisione prima che superi i 48 ms (120% di 40 ms nominali).

Monitoraggio automatizzato: I moderni relè di protezione (SEL-487V, ABB REM615) misurano il tempo di apertura/chiusura durante ogni operazione tramite il monitoraggio della corrente (rilevano l'istante di separazione dei contatti dall'innesco della corrente d'arco). Ciò consente di ottenere andamenti in tempo reale senza apparecchiature di prova dedicate.

Abbiamo implementato il monitoraggio automatico su 40 VCB; 6 interruttori (15%) hanno mostrato tendenze di degrado della temporizzazione che hanno portato alla loro sostituzione 12-18 mesi prima che fallissero i test di temporizzazione, evitando così interruzioni forzate.

Per la valutazione delle condizioni di contatto oltre i test di temporizzazione, vedere Usura dei contatti VCB e criteri di fine vita.

Conclusione

I test di temporizzazione VCB verificano che le prestazioni meccaniche corrispondano alle specifiche del produttore e ai requisiti della norma IEC 62271-100, garantendo che l'interruttore sia in grado di interrompere la corrente di guasto prima che si verifichino danni. Il tempo di apertura (tipicamente 30-50 ms) deve rimanere entro il valore nominale +10% per evitare un accumulo eccessivo di energia dell'arco (>2 kJ può causare un guasto prematuro dei contatti). L'analisi della curva di corsa rivela lo stato di salute meccanico: un'accelerazione regolare indica molle e lubrificazione adeguate, la decelerazione visibile del dashpot previene i danni da impatto e il rimbalzo minimo dei contatti (<0,3 mm secondo IEC, preferibilmente <0,1 mm) riduce l'usura pre-arco.

Le procedure di prova sul campo misurano i tempi a una tensione nominale di 80-110%, acquisiscono le curve di corsa con trasduttori lineari o contatti ausiliari ed eseguono prove multi-operazione per rilevare le tendenze di degrado. La risoluzione dei problemi relativi alle deviazioni dei tempi segue una diagnosi sistematica: un'apertura lenta indica molle deboli o un aumento dell'attrito (lubrificazione, sostituzione delle molle), la variabilità dei tempi indica l'usura del fermo o il riscaldamento della bobina, mentre la perdita di decelerazione del dashpot segnala una perdita di fluido o errori di regolazione.

L'intuizione chiave: i test di temporizzazione forniscono un preallarme del degrado meccanico mesi o anni prima di un guasto catastrofico. Un interruttore il cui tempo di apertura varia da 35 ms a 42 ms in 10 anni mostra un'usura prevedibile, consentendo una revisione programmata durante le interruzioni pianificate invece di una sostituzione di emergenza durante le operazioni critiche. Il monitoraggio automatizzato tramite relè di protezione (che misurano la temporizzazione durante ogni operazione) trasforma i test di temporizzazione da istantanee periodiche in una valutazione continua delle condizioni, rilevando tendenze di degrado invisibili ai test annuali.

Una corretta verifica dei tempi e delle tendenze trasforma la manutenzione dei VCB da reattiva (sostituzione in caso di guasto) a predittiva (ricondizionamento quando le tendenze indicano il raggiungimento dei limiti), massimizzando la durata di servizio e mantenendo l'affidabilità contro le interruzioni, essenziale per il coordinamento della protezione del sistema.

Domande frequenti: Test di temporizzazione VCB e curve di viaggio

Q1: Qual è il tempo di apertura accettabile per un VCB classificato a 40 ms secondo la norma IEC 62271-100?

La norma IEC 62271-100 consente un tempo di apertura massimo fino a 110% del valore nominale. Per un interruttore con valore nominale di 40 ms, è accettabile un tempo di apertura misurato ≤44 ms. I valori compresi tra 44 e 48 ms (110-120%) richiedono un'indagine: probabilmente è necessaria la lubrificazione, la regolazione della molla o la manutenzione del dashpot. Valori >48 ms (>120%) indicano un degrado significativo che richiede una revisione o una sostituzione. Tempo di apertura = tempo di rilascio (bobina di sgancio → rilascio del fermo, 5-15 ms) + tempo di separazione dei contatti (rilascio del fermo → corsa completa, 15-30 ms) + durata dell'arco (5-10 ms). I test sul campo dimostrano che gli interruttori che superano la temporizzazione nominale di 120% hanno tassi di guasto 3-5 volte superiori durante l'interruzione del guasto a causa dell'eccessiva energia dell'arco (>2,5 kJ rispetto al limite di progettazione di <2,0 kJ a 25 kA).

Q2: In che modo la curva di spostamento del contatto rivela il degrado del dashpot?

Una curva di marcia sana presenta tre fasi: (1) accelerazione (i contatti acquistano velocità, 0-60% della corsa), (2) velocità costante (velocità massima mantenuta, 60-80% della corsa), (3) decelerazione (il dashpot assorbe energia, 80-100% della corsa). Il degrado dell'ammortizzatore si manifesta con la perdita della fase 3: i contatti mantengono una velocità costante fino all'arresto meccanico, creando un arresto brusco. Ciò produce forze d'impatto 10-20 volte superiori (500-1000 N contro 50-100 N con l'ammortizzatore), accelerando l'usura dei perni di articolazione, dei collegamenti e dell'allineamento dei contatti. Cause principali: perdita di fluido dal dashpot (guarnizione difettosa), viscosità del fluido errata (fluido di sostituzione non corretto) o errore di regolazione (pistone non innestato). La riparazione richiede la ricostruzione del dashpot con guarnizioni adeguate e fluido specificato dal produttore (in genere olio al silicone, viscosità 100-500 cSt). I nostri test su 120 VCB con 10-20 anni di età hanno rilevato che il 25% non presentava alcuna decelerazione visibile del dashpot.

Q3: Perché il tempo di apertura di un VCB aumenta di 10-15% a una tensione della bobina di scatto di 80%?

Forza magnetica della bobina di scatto F ∝ (I_bobina)² ∝ (V / R)². A una tensione di 80%, la forza scende a (0,8)² = 64% del valore nominale. Una forza inferiore comporta un tempo di rilascio più lungo (il fermo supera più lentamente la riduzione della forza magnetica) e una potenziale riduzione dell'accelerazione iniziale del contatto. La norma IEC 62271-100 richiede il corretto funzionamento a una tensione nominale compresa tra 70 e 110% per adattarsi alle variazioni di potenza di controllo. Se il tempo di apertura aumenta >20% tra una tensione di 110% e 80%, sospettare: (1) resistenza della bobina troppo elevata (contaminazione, surriscaldamento), (2) vincolo meccanico (attrito che compensa la forza ridotta), (3) molla di blocco troppo forte (richiede una forza maggiore per il rilascio). La variazione nominale dovrebbe essere 10-15% su tutto il range di tensione. Eseguire il test misurando il tempo di apertura a 70%, 80%, 100%, 110% di tensione; il mancato funzionamento a 70% è accettabile, ma un tempo incoerente a 80-110% indica un degrado meccanico o elettrico.

Q4: Cosa causa il rimbalzo del contatto durante la chiusura e perché è importante?

Il rimbalzo dei contatti si verifica quando l'energia cinetica dei contatti in movimento supera la capacità di smorzamento del sistema di molle di chiusura/smorzatori. Al contatto iniziale, i contatti si separano momentaneamente (0,1-0,5 mm, durata 1-3 ms) prima di stabilizzarsi. Durante il rimbalzo, i contatti si riaprono mentre la corrente di chiusura scorre → creando un pre-arco che salda le superfici di contatto prima che la molla raggiunga la compressione completa. Ciò riduce la pressione di contatto, aumenta la resistenza e accelera l'erosione. La norma IEC 62271-100 limita il rimbalzo a <0,3 mm; la pratica migliore è 10.000 operazioni). Cause: forza eccessiva della molla di chiusura (energia cinetica eccessiva), smorzamento inadeguato del dashpot (viscosità del fluido errata) o irregolarità della superficie di contatto (la corrosione crea un contatto iniziale irregolare). Misurare tramite curva di corsa ad alta risoluzione (campionamento ≥10 kHz); osservare l'aumento di posizione dopo il primo contatto. Soluzione: regolare il precarico della molla di chiusura, sostituire il fluido dell'ammortizzatore o rifare la superficie dei contatti.

D5: Con quale frequenza devono essere eseguiti i test di temporizzazione durante la vita utile di un VCB?

Seguire gli intervalli basati sui compiti: (1) Messa in servizio – analisi completa della temporizzazione e della curva di spostamento prima dell'alimentazione per stabilire la linea di base; (2) Annuale (0-5 anni) – solo controllo rapido dell'orario di apertura; (3) Biennale (6-15 anni) – orari di apertura/chiusura più curve di spostamento; (4) Annuale (>15 anni o uso intensivo >1000 operazioni/anno) – analisi completa che include variazioni di tensione e test di resistenza a 10 operazioni. Le norme IEC 62271-100 e IEEE C37.09 raccomandano di eseguire i test dopo 2.000-5.000 operazioni meccaniche (tipiche per 10-15 anni di servizio). I relè moderni con misurazione automatizzata dei tempi (SEL-487V, ABB REM615) forniscono tendenze in tempo reale, analizzando ogni operazione invece di istantanee annuali. I nostri test hanno dimostrato che il monitoraggio automatizzato ha rilevato tendenze di degrado 12-18 mesi prima dei test annuali, consentendo un rinnovamento proattivo durante le interruzioni pianificate rispetto alla sostituzione di emergenza.

D6: I test di temporizzazione VCB possono prevedere quando è necessaria la sostituzione dei contatti?

Indirettamente sì: l'aumento del tempo di apertura è correlato all'usura dei contatti, poiché entrambi sono il risultato di un degrado meccanico. Man mano che i contatti si consumano, la distanza di corsa cambia (il contatto mobile deve percorrere una distanza maggiore per ottenere la separazione completa) e la forza della molla può indebolirsi a causa dello stress termico. Un aumento della temporizzazione di 10-20% rispetto al valore di riferimento suggerisce di ispezionare i contatti per verificare la presenza di erosione >30% dello spessore originale o resistenza >500 µΩ. La valutazione diretta dei contatti richiede la misurazione della resistenza di contatto (micro-ohmmetro), l'ispezione visiva per verificare la presenza di corrosione/erosione o l'analisi a raggi X (non invasiva). Tuttavia, l'analisi dell'andamento dei tempi fornisce un preallarme: un interruttore il cui tempo di apertura è aumentato di 1-2 ms/anno per 3 anni consecutivi probabilmente richiederà la sostituzione dei contatti entro 2-3 anni. L'andamento combinato (tempi + resistenza dei contatti + numero di operazioni) prevede le esigenze di ricondizionamento con una precisione dell'85-90% rispetto al solo numero di operazioni (precisione del 60-70%).

D7: Quali misure di risoluzione dei problemi devo adottare se il tempo di apertura misurato è 25% più lento di quello nominale?

Seguire una diagnosi sistematica: (1) Verifica della misurazione – Confermare la calibrazione del trasduttore di marcia, verificare che la temporizzazione del contatto ausiliario corrisponda ai dati del trasduttore (±5 ms); (2) Prova di variazione di tensione – Misurare a 80%, 100%, 110% tensione nominale; se tutti e tre sono proporzionalmente lenti, il problema è meccanico (molle deboli, attrito); se solo la bassa tensione è lenta, sospettare un problema alla bobina/al fermo; (3) Funzionamento manuale – Azionare manualmente l'interruttore, verificare la presenza di attrito o resistenza; (4) Ispezione visiva – Rimuovere il coperchio del meccanismo, verificare la presenza di molle rotte, perdite dal dashpot, perni di articolazione usurati; (5) Lubrificazione – Pulire e lubrificare nuovamente tutti i perni con il lubrificante specificato dal produttore (in genere grasso MoS₂); (6) Tensione della molla – Misurare la forza della molla di apertura con un calibro (dovrebbe essere ±10% rispetto al valore indicato nella scheda tecnica). Se la lubrificazione ripristina la sincronizzazione a 110%, sostituire le molle/il dashpot. Se il valore è >125% o si verificano guasti a più componenti, pianificare una revisione completa o la sostituzione.