Essencjalne testy typu Essential Type Test Routine i Site Acceptance Tests dla nowoczesnych ekologicznych RMU

1. System typowy i standardy

Testowanie typowe weryfikuje racjonalność projektu i bezpieczeństwo ekologicznych izolowanych pierścieniowych jednostek rozdzielczych (RMU), oparte na IEC 62271-200 i GB/T 3906, i obejmuje:

• Właściwości izolacyjne: Dla RMU 12kV, przepustowość napięcia zmiennego prądu jest 42kV (1 min) dla głównych obwodów i 48kV dla przełączników. Przepustowość impulsu grzmotowego wynosi 75kV (system 12kV) lub 125kV (system 24kV), z 15 standardowymi impulsami (1.2/50μs) na każdy polarność. Wyładowanie częściowe musi być ≤10pC przy 1.2× napięciu znamionowym – surowsze niż dla jednostek SF₆ ze względu na niższą siłę izolacji gazów ekologicznych (np. azot, ~1/3 SF₆). Wymagane są również testy siły izolacji gazu, w tym ocena „zjawiska pagórka” w azocie.

• Właściwości mechaniczne: Przełączniki muszą wytrzymać 5 000 cykli pracy, izolatory ≥2 000. Mierzone są charakterystyki mechaniczne (czas, prędkość, synchroniczność). Testowanie łuku wewnętrznego wymaga wytrzymania 20–50kA przez 0.1–1s, z wewnętrznym ciśnieniem ≤50kPa i zachowaniem integralności obudowy. Weryfikowana jest ochrona poziomu IP67 za pomocą podwójnych uszczelnień EPDM i nierdzewnej stali.

• Przystosowanie do środowiska: Cykliczne testowanie temperatury/wilgotności (40°C/93% RH przez 56 dni) ogranicza spadek oporu izolacyjnego do ≤50%. Testowanie solankowe (IEC 60068-2-52) wymaga 500 godzin z korozją <0.1μm/rok. Działanie na dużej wysokości (1 000–1 800 m) wymaga redukcji o 5–15% na każde 1 000 m. Testowanie sejsmiczne przy 0.5g zapewnia integralność strukturalną i fluktuację oporu kontaktowego <3%.

2. Testy rutynowe i ich wykonanie

Testy rutynowe zapewniają, że każda jednostka spełnia podstawowe wymagania:

• Opór głównego obwodu: Mierzony za pomocą metody spadku napięcia DC lub mostka; wartości muszą być zgodne ze specyfikacjami i różnić się ≤20% od wyników testu typowego.

• Przepustowość napięcia zmiennego prądu: 42kV (system 12kV) zastosowane przez 1 sekundę; nie ma przebicia ani błyskawicy. Obwody pomocnicze/kontrolne testowane przy 2kV/1min.

• Test szczelności: Kluczowy dla jednostek izolowanych gazem. Współczynnik przecieku ≤1×10⁻⁷ Pa·m³/s (IEC 62271-200), zweryfikowany przez 24-godzinny monitoring ciśnienia lub detekcję przecieków helu dla większej precyzji.

• Działanie mechaniczne: 5–10 cykli pracy sprawdzają elastyczność i prawidłowe działanie mechanicznych blokad ("pięć zasad zapobiegania").

• Kontrole wizualne i elektryczne: Inspekcja wyglądu, pokrycia, etykiet, elementów mocujących i połączeń elektrycznych. Jednostki z izolacją stałą (np. moduły pokryte epoksydem) wymagają szczególnej uwagi co do integralności izolacji (brak pęknięć lub uszkodzeń).

3. Akceptacja na miejscu i specjalne testy środowiskowe

Ostateczna weryfikacja po instalacji:

• Opór izolacyjny: >1 000MΩ (zmierzony megoommetrem). Kluczowy do wykrywania wilgoci, zanieczyszczeń lub defektów – szczególnie ważne dla jednostek izolowanych gazem w wilgotnym środowisku.

• Test funkcji ochrony: Symulacja nadprądów i uszkodzeń do ziemi, aby zweryfikować reakcję urządzenia ochronnego i niezawodność przestawiania.

• Test wzrostu temperatury: Przy znamionowym prądzie, wzrost temperatury szyny ≤70K i wzrost temperatury kontaktu ≤80K (GB/T 3906). Kluczowy ze względu na słabe odprowadzanie ciepła przez gazy ekologiczne (przewodność ciepła ~1/4 SF₆).

• Specjalne testy środowiskowe:

• Wysoka wysokość: Redukcja przepustowości napięcia (np. 42kV ×1.15 ≈48.3kV na 1 800 m).

• Wysoka wilgotność: Testy antykondensacyjne, aby zapewnić suchą wewnętrzność.

• Niska temperatura: Testy działania przy -40°C, aby zapewnić niezawodne przełączanie.

4. Specjalistyczne testy systemu gazowego

Kluczowa różnica w stosunku do jednostek opartych na SF₆:

• Test szczelności: Detekcja przecieków helu (po próżniowaniu i wprowadzeniu helu) osiąga czułość 1×10⁻⁷ Pa·m³/s. Metoda spadku ciśnienia używa 24-godzinnego monitoringu.

• Związek ciśnienie-izolacja: Dla jednostek izolowanych azotem (ciśnienie robocze 0.12–0.13MPa), testuje się właściwości izolacyjne przy zmniejszonym ciśnieniu (np. <90% znamionowego) i ocenia „zjawisko pagórka” pod napięciem impulsowym.

• Czystość gazu i wilgotność: Wilgoć w jednostkach z suchym powietrzem musi wynosić <150ppm. Do monitorowania używane są manometry punktu rosy lub czujniki wilgotności.

• Integralność komory gazu: Badanie rentgenowskie jakości spoin (bez porów/pęknięć), testy obciążeń mechanicznych na odporność na deformacje i długoterminowy monitoring ciśnienia na stabilność uszczelki.

5. Stabilność termiczna i innowacje

Kluczowe ze względu na słabe odprowadzanie ciepła przez gazy ekologiczne (np. azot):

• Test wzrostu temperatury: Długotrwałe działanie przy znamionowym prądzie; pomiary temperatury szyny, kontaktu i połączeń. Muszą spełniać limity GB/T 3906 (≤70K dla szyn, ≤80K dla kontaktów).

• Test wzrostu temperatury przy krótkim obwodzie: Zastosowanie znamionowego krótkiego czasowego prądu (np. 20kA/3s); weryfikacja wzrostu temperatury i rozkładu ciepła w kompaktowych konstrukcjach.

• Innowacyjne rozwiązania chłodzenia:

• Pokrycia chłodzące promieniowo: Zmniejszają temperaturę powierzchni o maks. 30.9°C; trwałe i odporne na korozję.

• Inteligentne chłodzenie/odwilżanie: Systemy wentylatorów i odwilżaczy zmniejszają temperaturę o 40% i wilgotność o 58%.

• Ulepszenia projektowe: Optymalizacja wentylacji i materiały izolacyjne o wysokiej przewodności cieplnej zwiększają ogólną odprowadzalność ciepła.