Health estimation of trip coils in medium voltage circuit breakers

Trip coils are electromagnetic actuators employed in circuit breakers to trigger opening operations. In particular, protection relays operate by powering the trip coil of the circuit breaker bound to open when a fault is detected. Due to their function, trip coils are a very critical component, as their malfunctioning can prevent the interruption of a short circuit current. Hence, the techniques able to assess health condition of trip coils on field are required. This work focuses on diagnostics of trip coils used in Medium Voltage circuit breakers. In the method described herein, by measuring the current supplying the coil, and computing relevant indexes from the waveform of such current, an indication of health condition of the coil can be obtained. Experimental validation of the described method has been successfully performed. Test setup and procedures are presented, and results are discussed.

Le bobine di sgancio (trip coil) sono attuatori elettromagnetici utilizzati per avviare l'operazione di apertura degli interruttori. In particolare, i relè di protezione operano alimentando la bobina di sgancio dell'interruttore che deve aprire il circuito in caso di guasto. Data la loro funzione, le bobine di sgancio sono componenti estremamente critici, perché un loro malfunzionamento può impedire l'interruzione della corrente in caso di corto circuito. Da qui l'importanza di tecniche capaci di stimare le condizioni delle bobine una volta installate sul campo. Questo lavoro ha per oggetto un metodo diagnostico per le bobine di sgancio utilizzate negli interruttori di media tensione. Il metodo qui descritto è basato sulla misura della corrente che alimenta la bobina: sulla base della variazione della corrente nel tempo vengono calcolati alcuni indici che danno indicazioni sulle condizioni della bobina. Il metodo descritto è stato validato sperimentalmente con successo: i metodi di prova utilizzati e i relativi risultati sono qui presentati e discussi.