Необходимые типовые испытания приёмки на месте и регулярные проверки для современных экологичных КРУН

1. Система и стандарты типовых испытаний

Типовые испытания подтверждают рациональность конструкции и безопасность экологически чистых изолированных кольцевых главных распределительных устройств (КГРУ) на основе IEC 62271-200 и GB/T 3906, и включают:

• Изоляционные характеристики: Для КГРУ на 12 кВ напряжение промышленной частоты составляет 42 кВ (1 мин) для основных цепей и 48 кВ для выключателей. Напряжение импульса молнии составляет 75 кВ (для системы 12 кВ) или 125 кВ (для системы 24 кВ), с 15 стандартными импульсами (1,2/50µс) на каждую полярность. Частичный разряд должен быть ≤10 пК при 1,2× номинальном напряжении — это строже, чем для установок SF₆, из-за более низкой изоляционной прочности экологических газов (например, азот, ~1/3 от SF₆). Требуются также тесты на прочность газовой изоляции, включая оценку "феномена горба" в азоте.

• Механические характеристики: Выключатели должны выдерживать 5 000 операционных циклов, изоляторы ≥2 000. Измеряются механические характеристики (время, скорость, синхронизация). Внутренние дуговые испытания требуют выдерживания 20–50 кА в течение 0,1–1 с, с внутренним давлением ≤50 кПа и сохранением целостности корпуса. Проверяется защита уровня IP67 с использованием двойных уплотнений EPDM и нержавеющей стали.

• Экологическая адаптивность: Циклические испытания температуры и влажности (40°C/93%RH в течение 56 дней) ограничивают снижение сопротивления изоляции до ≤50%. Испытания на солевое туманное воздействие (IEC 60068-2-52) требуют 500 часов с коррозией <0,1µм/год. Работа на больших высотах (1 000–1 800 м) требует снижения мощности на 5–15% на каждые 1 000 м. Сейсмические испытания при 0,5g обеспечивают структурную целостность и колебания контактного сопротивления <3%.

2. Рутинные испытания и их выполнение

Рутинные испытания гарантируют, что каждое устройство соответствует базовым требованиям:

• Сопротивление основной цепи: Измеряется методом падения постоянного напряжения или методом моста; значения должны соответствовать спецификациям и отличаться не более чем на 20% от результатов типовых испытаний.

• Напряжение промышленной частоты: Применяется 42 кВ (для системы 12 кВ) в течение 1 секунды; не должно быть пробоя или вспышки. Вспомогательные/управляющие цепи проверяются при 2 кВ/1 мин.

• Испытание на герметичность: Критично для газоизолированных устройств. Скорость утечки ≤1×10⁻⁷ Па·м³/с (IEC 62271-200), проверяется 24-часовым мониторингом давления или детекцией утечек гелием для большей точности.

• Механическая работа: 5–10 операционных циклов проверяют гибкость и правильную работу механических блокировок ("пять правил предотвращения").

• Визуальные и электрические проверки: Осматривается внешний вид, покрытие, этикетки, крепежные элементы и электрические соединения. Для твердых изолированных устройств (например, модули, покрытые эпоксидной смолой) требуется особое внимание к целостности изоляции (отсутствие трещин или повреждений).

3. Приемочные испытания на месте и специальные экологические испытания

Финальная проверка после установки:

• Сопротивление изоляции: >1 000 МОм (измеряется мегомметром). Критично для обнаружения влаги, загрязнений или дефектов — особенно важно для газоизолированных устройств в условиях высокой влажности.

• Испытание функции защиты: Имитация перегрузки и заземления для проверки реакции защитного устройства и надежности срабатывания.

• Испытание на нагрев: При номинальном токе, температурный подъем шины ≤70 К, а контактов ≤80 К (GB/T 3906). Критично из-за плохого теплоотвода экологических газов (теплопроводность ~1/4 от SF₆).

• Специальные экологические испытания:

• Высота: Снижение выдерживаемого напряжения (например, 42 кВ ×1,15 ≈48,3 кВ на высоте 1 800 м).

• Высокая влажность: Испытания на антиконденсацию для обеспечения внутренней сухости.

• Низкая температура: Испытания на работоспособность при -40°C для обеспечения надежного переключения.

4. Специализированные испытания газовой системы

Ключевое отличие от устройств на основе SF₆:

• Испытание на герметичность: Детекция утечек гелием (после вакуумирования и впрыска гелия) достигает чувствительности 1×10⁻⁷ Па·м³/с. Метод падения давления использует 24-часовой мониторинг.

• Связь между давлением и изоляцией: Для устройств, изолированных азотом (рабочее давление 0,12–0,13 МПа), проверяется изоляционная производительность при пониженном давлении (например, <90% номинального) и оценивается "феномен горба" при импульсном напряжении.

• Чистота и влажность газа: Влажность в устройствах с сухим воздухом должна быть <150 ppm. Для мониторинга используются психрометры или датчики влажности.

• Целостность газовой камеры: Рентгенографическое обследование для контроля качества сварных швов (отсутствие пор и трещин), механические нагрузочные испытания для сопротивления деформации и долгосрочный мониторинг давления для стабильности уплотнения.

5. Тепловая стабильность и инновации

Критично из-за плохого теплоотвода экологических газов (например, азот):

• Испытание на нагрев: Долгосрочная работа при номинальном токе; измеряются температуры шин, контактов и соединений. Должны соответствовать ограничениям GB/T 3906 (≤70 К для шин, ≤80 К для контактов).

• Испытание на нагрев при коротком замыкании: Применяется номинальный кратковременный ток (например, 20 кА/3 с); проверяется температурный подъем и тепловое распределение при компактных конструкциях.

• Инновационные решения охлаждения:

• Покрытия для радиационного охлаждения: Снижают поверхностную температуру на 30,9°C; долговечны и устойчивы к коррозии.

• Интеллектуальное охлаждение/осушение: Системы вентиляторов и осушителей снижают температуру на 40% и влажность на 58%.

• Улучшения конструкции: Оптимизированная вентиляция и материалы изоляции с высокой теплопроводностью улучшают общую теплоотдачу.