Wesentliche Typ- Routine- und Standortabnahmetests für moderne umweltfreundliche RMUs

1. Typenprüfungs-System und -Normen

Die Typenprüfung überprüft die Konstruktionsrationalität und Sicherheit von umweltfreundlichen isolierten Ringklemmschaltanlagen (RMUs) basierend auf IEC 62271-200 und GB/T 3906 und umfasst:

• Isolierleistung: Für 12kV-RMUs beträgt die Spannungsfestigkeit bei Netzfrequenz 42kV (1 min) für Hauptkreise und 48kV für Schalter. Die Blitzimpulsfestigkeit beträgt 75kV (12kV-System) oder 125kV (24kV-System), mit 15 Standardimpulsen (1.2/50μs) pro Polung. Die partielle Entladung muss bei 1,2-facher Nennspannung ≤10pC betragen – strenger als bei SF₆-Einheiten aufgrund der geringeren Isolationsstärke von Umweltgasen (z.B. Stickstoff, ~1/3 von SF₆). Es werden auch Gasisolationsstärketests durchgeführt, einschließlich der Bewertung des "Hump-Phänomens" im Stickstoff.

• Mechanische Leistung: Schaltgeräte müssen 5.000 Betriebszyklen standhalten, Isolatoren ≥2.000. Mechanische Charakteristika (Zeit, Geschwindigkeit, Synchronität) werden gemessen. Der interne Bogenprüfung erfordert das Standhalten von 20–50kA für 0,1–1s, wobei der interne Druck ≤50kPa und die Gehäuseintegrität gewährleistet bleiben. IP67-Schutz wird mittels Doppel-EPDM-Dichtungen und Edelstahl überprüft.

• Umweltanpassung: Temperatur- und Feuchtigkeitszyklus (40°C/93%RF für 56 Tage) begrenzt den Abfall der Isolationswiderstand auf &le;50%. Salznebelprüfung (IEC 60068-2-52) erfordert 500 Stunden mit Korrosion <0,1μm/Jahr. Hochlandbetrieb (1.000–1.800m) erfordert eine Absenkung um 5–15% pro 1.000m. Erdbebenprüfungen bei 0,5g stellen die strukturelle Integrität sicher und die Kontaktwiderstandsfluktuation <3%.

2. Routineprüfungen und Durchführung

Routineprüfungen stellen sicher, dass jede Einheit den grundlegenden Anforderungen entspricht:

• Widerstand des Hauptkreises: Gemessen über DC-Spannungsabfall oder Brückenmethode; Werte müssen den Spezifikationen entsprechen und höchstens 20% vom Typenprüfresultat abweichen.

• Spannungsfestigkeit bei Netzfrequenz: 42kV (12kV-System) für 1 Sekunde angewendet; kein Durchschlag oder Funkenübersprung. Hilfs- und Steuerkreise werden bei 2kV/1min getestet.

• Dichtigkeitsprüfung: Kritisch für gasisolierte Einheiten. Leckrate &le;1×10⁻⁷ Pa·m³/s (IEC 62271-200), überprüft durch 24-Stunden-Drucküberwachung oder Heliumleckdetektion für höhere Präzision.

• Mechanischer Betrieb: 5–10 Betriebszyklen überprüfen die Flexibilität und korrekte Funktion mechanischer Verriegelungen ("Fünf-Verhütungs"-Regeln).

• Visuelle und elektrische Prüfungen: Inspektion von Erscheinungsbild, Beschichtung, Kennzeichnungen, Befestigungselementen und elektrischen Verbindungen. Feste-isolierte Einheiten (z.B. Epoxidharz-beschichtete Module) erfordern besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich der Isolationsintegrität (keine Risse oder Schäden).

3. Akzeptanz am Standort und spezielle Umwelttests

Endgültige Überprüfung nach der Installation:

• Isolationswiderstand: >1.000 MΩ (gemessen mit Megohmmeter). Kritisch zur Erkennung von Feuchtigkeit, Verunreinigungen oder Defekten – besonders wichtig für gasisolierte Einheiten in feuchten Umgebungen.

• Schutzfunktionstest: Simulation von Überstrom und Erdfehlern, um die Reaktion und Zuverlässigkeit der Schutzeinrichtungen zu überprüfen.

• Temperaturanstiegstest: Bei Nennstrom beträgt der Temperaturanstieg der Stromleiter &le;70K und der Kontakte &le;80K (GB/T 3906). Kritisch aufgrund der schlechten Wärmeableitung von Umweltgasen (thermische Leitfähigkeit ~1/4 von SF₆).

• Spezielle Umwelttests:

• Hochgebirge: Reduzierung der Spannungsfestigkeit (z.B. 42kV ×1,15 ≈48,3kV bei 1.800m).

• Hohe Luftfeuchtigkeit: Anti-Kondensationsprüfung, um die innere Trockenheit sicherzustellen.

• Niedrige Temperaturen: Betriebstests bei -40°C, um ein zuverlässiges Schalten zu gewährleisten.

4. Spezialisierte Prüfungen des Gassystems

Kernunterschied zu SF₆-basierten Einheiten:

• Dichtigkeitsprüfung: Heliumleckdetektion (nach Vakuumbildung und Heliumeinspritzung) erreicht eine Empfindlichkeit von 1×10⁻⁷ Pa·m³/s. Der Druckabfallverfahren verwendet eine 24-Stunden-Überwachung.

• Druck-Isolations-Beziehung: Für stickstoffisolierte Einheiten (0,12–0,13MPa Arbeitsdruck) wird die Isolierleistung bei reduziertem Druck (z.B. <90% Nennwert) getestet und das "Hump-Phänomen" unter Impulsspannung bewertet.

• Gasreinheit und -feuchtigkeit: Feuchtigkeit in trockenen Luftsystemen muss <150ppm betragen. Verwendung von Taupunktmetern oder Feuchtigkeitssensoren zur Überwachung.

• Integrität des Gasraums: Röntgenprüfung der Schweißqualität (keine Poren/Risse), mechanische Lasttests zur Deformationsbeständigkeit und langfristige Drucküberwachung zur Siegelstabilität.

5. Thermische Stabilität und Innovationen

Kritisch aufgrund der schlechten Wärmeableitung von Umweltgasen (z.B. Stickstoff):

• Temperaturanstiegstest: Langzeitbetrieb bei Nennstrom; Messung der Temperaturen an Stromleitern, Kontakten und Verbindungen. Muss den Grenzwerten von GB/T 3906 entsprechen (&le;70K für Stromleiter, &le;80K für Kontakte).

• Kurzschluss-Temperaturanstiegstest: Anwendung des Nennkurzzeitstroms (z.B. 20kA/3s); Überprüfung des Temperaturanstiegs und der thermischen Verteilung bei kompakten Designs.

• Innovative Kühllösungen:

• Strahlungskühlbeschichtungen: Reduzieren die Oberflächentemperaturen um bis zu 30,9°C; langlebig und korrosionsresistent.

• Intelligente Kühl- und Entfeuchtungssysteme: Lüfter- und Entfeuchtungssysteme senken die Temperatur um 40% und die Luftfeuchtigkeit um 58%.

• Designverbesserungen: Optimierte Belüftung und Isolierungsmaterialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbessern die gesamte Wärmeableitung.