현대적인 친환경 RMU를 위한 필수 유형 테스트 루틴 및 현장 수락 테스트

1. 형식 시험 시스템 및 표준

형식 시험은 IEC 62271-200 및 GB/T 3906 기준을 기반으로 친환경 절연 링 메인 유닛(RMUs)의 설계 합리성과 안전성을 검증하며, 다음과 같은 내용을 포함합니다:

• 절연 성능: 12kV RMUs의 경우, 주 회로의 전원 주파수 내압은 42kV(1분)이며, 차단기의 경우 48kV입니다. 번개 충격 내압은 12kV 시스템의 경우 75kV, 24kV 시스템의 경우 125kV이며, 각 극성당 15회의 표준 충격(1.2/50μs)이 필요합니다. 부분 방전은 정격 전압의 1.2배에서 10pC 이하여야 하며, SF₆ 유닛보다 엄격한 기준을 요구합니다(예: 질소는 SF₆의 약 1/3의 절연 강도). 가스 절연 강도 시험 또한 수행되며, 특히 질소의 "hump phenomenon" 평가가 포함됩니다.

• 기계적 성능: 차단기는 5,000회 작동 사이클, 격리는 2,000회 이상을 견뎌야 합니다. 기계적 특성(타이밍, 속도, 동시성)이 측정됩니다. 내부 아크 시험에서는 0.1~1초 동안 20~50kA를 견뎌내며, 내부 압력은 50kPa 이하이고, 외부 구조의 무결성이 유지되어야 합니다. IP67 수준의 보호는 이중 EPDM 실리콘 및 스테인리스 스틸을 사용하여 검증됩니다.

• 환경 적응성: 온도/습도 순환 시험(40°C/93%RH, 56일)에서는 절연 저항 감소가 50% 이하여야 합니다. 소금물 분무 시험(IEC 60068-2-52)은 500시간 동안 부식이 0.1μm/년 미만이어야 합니다. 고고도 작동(1,000~1,800m)의 경우 1,000m 당 5~15%의 용량 감소가 필요합니다. 0.5g의 지진 시험에서는 구조적 무결성과 접촉 저항 변동이 3% 미만이어야 합니다.

2. 일상적인 시험 및 실행

일상적인 시험은 각 유닛이 기본 요구사항을 충족하는지 확인합니다:

• 주 회로 저항: 직류 전압 강하 또는 교차법을 통해 측정되며, 값은 사양에 맞아야 하며 형식 시험 결과와 20% 이내의 차이가 있어야 합니다.

• 전원 주파수 내압: 12kV 시스템의 경우 42kV를 1초 동안 적용하며, 붕괴나 플래시오버가 발생하지 않아야 합니다. 보조/제어 회로는 2kV/1분 동안 시험됩니다.

• 밀봉 시험: 가스 절연 유닛에 중요합니다. 누출률은 1×10⁻⁷ Pa·m³/s 이하(IEC 62271-200)이며, 24시간 압력 모니터링 또는 헬륨 누설 탐지를 통해 더 정밀하게 검증할 수 있습니다.

• 기계적 작동: 5~10회의 작동 사이클을 통해 기계적 잠금 장치("five prevention" 규칙)의 유연성과 올바른 작동을 확인합니다.

• 시각적 및 전기적 점검: 외관, 도장, 라벨, 고정부, 전기 연결 등을 점검합니다. 고체 절연 유닛(예: 에폭시 코팅 모듈)의 경우 절연 무결성(균열이나 손상 없음)에 특별한 주의가 필요합니다.

3. 현장 수용 및 특수 환경 시험

설치 후 최종 검증:

• 절연 저항: >1,000MΩ(메가옴미터로 측정). 습기, 오염 또는 결함을 탐지하는데 중요하며, 특히 습도가 높은 환경에서 가스 절연 유닛에 중요한 역할을 합니다.

• 보호 기능 시험: 과전류 및 접지 고장 시뮬레이션을 통해 보호 장치의 응답과 트리핑 신뢰성을 검증합니다.

• 온도 상승 시험: 정격 전류에서 버스바의 온도 상승은 70K 이하, 접점의 온도 상승은 80K 이하(GB/T 3906)여야 합니다. 친환경 가스의 열 방출 능력이 떨어짐(열 전도율은 SF₆의 약 1/4)으로 인해 중요합니다.

• 특수 환경 시험:

• 고고도: 내압을 낮춥니다(예: 1,800m에서 42kV ×1.15 ≈48.3kV).

• 고습도: 내부 건조를 위한 결로 시험.

• 저온: -40°C에서 작동 시험을 통해 신뢰성 있는 스위칭을 확인합니다.

4. 가스 시스템 전문 시험

SF₆ 기반 유닛과의 주요 차별점:

• 밀봉 시험: 진공 상태에서 헬륨을 주입한 후 헬륨 누설 탐지를 통해 1×10⁻⁷ Pa·m³/s의 감도를 달성합니다. 압력 감소 방법은 24시간 모니터링을 사용합니다.

• 압력-절연 관계: 질소 절연 유닛(0.12~0.13MPa 작동 압력)의 경우, 압력을 줄인 상태(예: 정격의 90% 미만)에서 절연 성능을 시험하고, 임펄스 전압 하에서 "hump phenomenon"을 평가합니다.

• 가스 순도 및 습도: 건조 공기 유닛의 경우 습도는 150ppm 미만이어야 합니다. 이슬점 계측기 또는 습도 센서를 사용하여 모니터링합니다.

• 가스 챔버 무결성: 용접 품질(X-레이 검사, 기공/균열 없음), 기계적 하중 시험(변형 저항), 장기 압력 모니터링(밀봉 안정성)을 통해 검증합니다.

5. 열 안정성 및 혁신

친환경 가스(예: 질소)의 열 방출 능력이 떨어짐으로 인해 중요합니다:

• 온도 상승 시험: 정격 전류에서 장기간 작동하며, 버스바, 접점, 접합부의 온도를 측정합니다. GB/T 3906 한도(버스바 70K 이하, 접점 80K 이하)를 충족해야 합니다.

• 단락 회로 온도 상승 시험: 정격 단시간 전류(예: 20kA/3s)를 적용하고, 컴팩트 설계 하에서의 온도 상승 및 열 분포를 검증합니다.

• 혁신적인 냉각 솔루션:

• 방사 냉각 코팅: 표면 온도를 최대 30.9°C까지 낮추며, 내구성이 있으며 부식에 강합니다.

• 스마트 냉각/제습: 팬 및 제습기 시스템을 통해 온도를 40%, 습도를 58% 감소시킵니다.

• 설계 개선: 최적화된 통풍 및 고열전도성 절연 재료를 통해 전체적인 열 방출을 향상시킵니다.