Dielektriske kombinerte spenningstester (BIAS-test) på strømbrytere

Dielektrisk forhåndsbelasting av høyspenningsbrytere

Dielektrisk forhåndsbelasting er en viktig prosedyre som brukes for å evaluere isolasjonens ytelse hos høyspenningsbrytere (CBs) under forhold som simulerer reelle spenningsstress. I denne prøven utsettes bryteren samtidig for to separate spenninger: en nettspenningsfrekvens (PF) spenning og enten en skiftesving (SW) impuls eller en lynimpuls (LI). Denne kombinasjonen av spenninger etterlater de faktiske spenningsforholdene som en åpen bryter kan oppleve under drift.

Prøveoppsett og forhold

1. Nettspenningsfrekvens (PF) spenning:

• Tilføres ved ett terminal (Terminal A).

• For SW forhåndsbelastningsprøver svarer PF-spenningen til den angitte fas-til-jord spenningen i systemet. Dette reflekterer reelle forhold der skifteoverspenninger ofte forekommer nær toppen av nettspenningsfrekvensbølgen.

• For LI forhåndsbelastningsprøver settes PF-spenningen til 70% av den angitte fas-til-jord spenningen. Dette skyldes at lynoverspenninger kan oppstå på et hvilket som helst tidspunkt, og standarden har valgt et kompromiss mellom minst og mest alvorlige stressforhold.

2. Impuls spenning (SW eller LI):

• Tilføres ved det andre terminal (Terminal B).

• Impuls spenningen synkroniseres for å samtidig med motsatt topp av nettspenningsfrekvens spenningen. Dette betyr at hvis PF-spenningen er på sin negative topp, vil impuls spenningen bli tatt i bruk på sin positive topp, og omvendt.

• Den totale spenningen mellom terminalene er summen av PF-spenningen og impuls spenningen.

Synkronisering

• For SW forhåndsbelastningsprøver synkroniseres skifteimpulsen med maksimal verdi av den negative PF-spenningen. Dette sikrer at bryteren testes under de mest krevende forhold, da skifteoverspenninger typisk forekommer når nettspenningsfrekvens spenningen er nær sin topp.

• For LI forhåndsbelastningsprøver synkroniseres også lynimpulsen med den negative toppen av PF-spenningen, men PF-spenningen er lavere (70% av den angitte spenningen) på grunn av den tilfeldige naturen til lynnedslag.

Formål med prøven

Formålet med dielektrisk forhåndsbelasting er å sikre at bryterens isolasjonssystem kan tåle kombinerte effekter av nettspenningsfrekvens og impuls spenninger, som er vanlige i reelle applikasjoner. Ved å utsette CB for disse forholdene, kan produsenter verifisere at isolasjonen ikke vil bryte ned under de mest utfordrende spenningsscenarioene.

Eksempel: ABB høyspenningsbryter i dielektrisk forhåndsbelastningsprøve

I følgende scenario blir en ABB høyspenningsbryter testet under dielektriske forhåndsbelastningsforhold:

• Terminal A: Nettspenningsfrekvens (PF) spenning tilføres.

• Terminal B: Enten en skifte (SW) eller lyn (LI) impuls tilføres, synkronisert med maksimal verdi av den negative PF-spenningen.

Dette oppsettet sikrer at bryteren testes under forhold som tetter bestemmer de den ville møte i reell drift, noe som gir en pålitelig vurdering av dens isolasjonsytelse.

Nøkkelpunktsammendrag

• PF Spenning: Tilføres ved ett terminal, svarer til den angitte fas-til-jord spenningen for SW forhåndsbelastningsprøver eller 70% av den angitte spenningen for LI forhåndsbelastningsprøver.

• Impuls spenning: Tilføres ved det andre terminal, synkronisert med motsatt topp av PF-spenningen.

• Total spenning: Summen av PF-spenningen og impuls spenningen.

• Synkronisering: For SW forhåndsbelastningsprøver, er impulsen synkronisert med maksimal negativ PF-spenning; for LI forhåndsbelastningsprøver, brukes samme synkronisering, men med en lavere PF-spenning.

• Formål: Å simulere reelle spenningsforhold og sikre at bryterens isolasjon kan håndtere de kombinerte stressene av nettspenningsfrekvens og impuls spenninger.