Vysoké napětí AC vypínač s vzduchovým čelením podle standardu IEC 62271-102 Routine Test
Vysokonapěťové vzdušné odpojovače a zazemňovací spínače: Funkce, typy a běžná zkoušení
Funkce vysokonapěťových vzdušných odpojovačů
Vysokonapěťové vzdušné odpojovače hrají klíčovou roli v systémech s vysokým napětím tím, že poskytují elektrickou a viditelnou izolaci mezi různými částmi systému. Tato izolace je nezbytná jak pro běžné každodenní provoz, tak i pro údržbu nebo opravy. Dvě hlavní formy izolace jsou:
Izolace pro běžný provoz: Během běžného provozu mohou některé součásti elektrického systému, jako jsou paralelní reaktory, být potřebné pouze během období lehkého zatížení. Tyto komponenty lze přepínat pomocí spínačů a pak izolovat pomocí odpojovačů, když nejsou potřeba (např. během vrcholových období zatížení). To umožňuje efektivní správu zdrojů elektrického systému.
Izolace pro údržbu a opravy: Když potřebují přenosové linky, transformátory, spínače nebo jiné stanice údržbu nebo opravu, je klíčové tyto komponenty izolovat od zbytku systému, aby byla zajištěna bezpečnost. Vzdušné odpojovače poskytují viditelný rozchod v okruhu, což umožňuje pracovníkům ověřit, že část systému, na které pracují, je odpojena a bezpečná k přístupu.
Typy vysokonapěťových vzdušných odpojovačů a zazemňovacích spínačů
Vysokonapěťové vzdušné odpojovače a zazemňovací spínače existují v různých typech a montážních uspořádáních. Nejčastěji používané čtyři typy jsou:
Vertikální rozchod: U tohoto typu se pohyblivý kontakt pohybuje vertikálně, aby otevřel nebo zavřel odpojovač. Tento design je vhodný pro aplikace, kde je omezený prostor, protože vyžaduje méně horizontálního vzdálení.
Středový boční rozchod: Pohyblivý kontakt u tohoto typu se otevírá uprostřed odpojovače, zatímco kontakty na obou stranách zůstávají stacionární. Tento design poskytuje jasnou vizuální indikaci otevřené polohy a často se používá v aplikacích s rozvodnými skříněmi.
Dvojitý boční rozchod: Tento typ má pohyblivé kontakty, které se otevírají na obou stranách odpojovače. Poskytuje robustnější izolaci a často se používá v vysokonapěťových podstanicích, kde je důležitá spolehlivá izolace.
Pantograf: Pantograf používá mechaniku podobnou nůžkám k oddělení kontaktů. Tento design je zejména užitečný pro vysokonapěťové aplikace, kde jsou požadovány velké vzdálenosti mezi kontakty, aby byla zajištěna správná izolace.
Běžná zkoušení vysokonapěťových odpojovačů a zazemňovacích spínačů
Běžná zkoušení se provádí, aby se zajistilo, že vysokonapěťové odpojovače a zazemňovací spínače splňují požadované normy a specifikace. Tyto zkoušení jsou navrženy tak, aby odhalily jakékoli vady v materiálech nebo konstrukci, aniž by poškodily vlastnosti nebo spolehlivost zařízení. Podle standardů IEC 62271-1 a IEC 62271-102 se obvykle provádějí následující běžné zkoušení:
Dielektrická zkoušení hlavního okruhu: Na hlavní okruh se aplikuje suchá, krátkodobá síťová frekvence 50 nebo 60 Hz. Zkoušební napětí je stanoveno v příslušných standardech IEC a mělo by být upraveno podle faktoru nadmořské výšky.
Cílem této zkoušky je ověřit sílu izolace odpojovače a zajistit, že může snést nominální napětí bez poruchy. Hodnoty zkoušebního napětí jsou uvedeny v tabulkách standardu, a faktor nadmořské výšky musí být zohledněn, aby se zohlednila snížená dielektrická síla vzduchu v vyšších nadmořských výškách.
Mechanická funkční zkouška: Tato zkouška zajistí, že odpojovač může správně fungovat v běžných provozních podmínkách. Kontroluje hladkost mechanismu otevírání a zavírání, stejně jako zarovnanost kontaktů. Zkouška také ověřuje, že odpojovač může zvládnout specifikovaný počet operací bez selhání.
Zkouška teplotního průběhu: Tato zkouška měří teplotní průběh odpojovače za nominálního proudu. Cílem je zajistit, aby teplotní průběh nepřekročil povolené limity, což by mohlo vést k přehřátí a možnému poškození zařízení.
Zkouška odolnosti proti krátkému spojení: Tato zkouška hodnotí schopnost odpojovače odolat tepelným a elektrodynamickým efektům krátkého spojení. Ačkoli odpojovače nejsou navrženy k přerušení krátkých spojení, musí být schopny zůstat nedotčeny a bezpečně izolovat vadnou část systému.
Zkouška funkce zazemňovacího spínače: Pro zazemňovací spínače se provádí samostatná zkouška, aby se zajistilo, že spínač může správně připojit systém k zemi. Tato zkouška kontroluje spolehlivost funkce zazemnění, která je klíčová pro bezpečnost během údržby a oprav.
Zkouška odporu izolace: Tato zkouška měří odpor izolace mezi živými částmi a zemí, aby se zajistilo, že neexistuje žádný unikající proud. Vysoký odpor izolace naznačuje, že izolace odpojovače je v dobrém stavu.
Vizuální kontrola: Provádí se důkladná vizuální kontrola, aby se zkontrolovaly jakékoli fyzické poškození, koróze nebo opotřebení odpojovače a jeho komponent. Tato kontrola pomáhá identifikovat jakékoli problémy, které by mohly ovlivnit výkon nebo bezpečnost zařízení.
Důležitost běžných zkoušení
Běžná zkoušení je nezbytná, aby se zajistilo, že vysokonapěťové odpojovače a zazemňovací spínače správně fungují a mohou bezpečně plnit své izolační úkoly. Tyto zkoušení se obvykle provádějí ve výrobně, ale dohodou se mohou provádět i na místě. Zkoušení pomáhají identifikovat jakékoli defekty nebo slabiny v zařízení před instalací nebo nasazením, což zajistí, že elektrický systém funguje spolehlivě a bezpečně.
Dodržováním standardů IEC 62271-1 a IEC 62271-102 mohou výrobci a provozovatelé udržovat integritu a výkon vysokonapěťových odpojovačů a zazemňovacích spínačů, což zlepšuje celkovou bezpečnost a efektivitu elektrického systému.
Pokud je izolace odpojovače a zazemňovacího spínače zajištěna pouze pevnými izolátory a vzduchem za okolní tlak, může být zkouška odolnosti proti síťovému napětí vynechána, pokud jsou rozměry mezi vodiči – mezi fázemi, přes otevřené spínače a mezi vodiči a rámem – zkontrolovány měřením rozměrů.
Dielektrická zkoušení zazemňovacích spínačů a pomocných/řídících okruhů v vysokonapěťových odpojovačích
Dielektrická zkouška zazemňovacích spínačů
Při provádění dielektrické zkoušky zazemňovacích spínačů se zkoušební napětí aplikuje s zazemňovacím spínačem v otevřené poloze. Zkouška se provádí za dvou specifických podmínek, aby se zajistila správná izolace mezi různými částmi spínače:
Mezi sousedními izolovanými terminály (s základnami zazemněnými): Zkoušební napětí se aplikuje mezi sousedními izolovanými terminály, zatímco základny spínače jsou zazemněny. Toto zajistí, že existuje dostatečná izolace mezi terminály, aby se zabránilo jakýmkoli náhodným krátkým spojením nebo elektrickému propadnutí.
Mezi všechny izolované terminály spojené dohromady (s základnami zazemněnými): V této podmínce jsou všechny izolované terminály spojeny dohromady a zkoušební napětí se aplikuje mezi touto skupinou terminálů a zazemněnými základnami. Tato zkouška kontroluje celkovou integritu izolace spínače, aby se zajistilo, že neexistuje žádný unikající proud mezi terminály a zemí.
2. Dielektrická zkouška pomocných a řídících okruhů v provozním mechanismu
Kontrola a ověření shody
Kvalita materiálů a montáže: Materiály použité v pomocných a řídících okruzích, kvalita montáže, provedení a jakákoli ochranná vrstva proti korózi jsou kontrolovány. To zajistí, že komponenty jsou vhodné pro jejich určené použití a nebudou se během času degradovat.
Termální izolace: Provede se vizuální kontrola, aby se ověřilo, že termální izolace je správně nainstalována. Správná termální izolace je klíčová k prevenci přehřátí a zajištění dlouhodobé životnosti zařízení.
Směrování vodičů a kabelů: Směrování vodičů, kabelů a ohřívačů je kontrolováno, aby se zajistilo, že jsou správně nainstalovány a nezpůsobují žádné riziko poškození nebo rušení. Provedou se také měření odporu ohřívačů, aby se zajistilo, že fungují správně.
Funkční zkoušky
Funkčnost nízkonapěťových okruhů: Provádí se funkční zkouška všech nízkonapěťových okruhů, včetně relé, kontaktorů a zapojovacích magnetů, aby se ověřilo, že pomocné a řídící okruhy správně fungují spolu s ostatními částmi odpojovače. Mechanismus zapojení musí být také zkontrolován, aby se zajistilo, že funguje podle očekávání.
Ochrana před elektrickým šokem: Provedou se vizuální kontroly, aby se ověřilo, že existuje dostatečná ochrana před přímým kontaktem s hlavním okruhem a že části pomocných a řídících zařízení, které mohou být dotknuty během běžného provozu, jsou bezpečně dostupné. To zajistí, že operátoři jsou chráněni před elektrickým šokem.
Dielektrické zkoušení pomocných a řídících okruhů
Síťovofrekvenční zkoušení: Provést jsou pouze síťovofrekvenční zkoušení pomocných a řídících okruhů. Zkoušební napětí je buď 1 kV nebo 2 kV s délkou trvání 1 sekunda a frekvencí 50 nebo 60 Hz. Tato zkouška zajistí, že izolace nízkonapěťových okruhů může snést nominální napětí bez poruchy.
3. Měření odporu hlavního okruhu
Pro běžnou zkoušku se měří kapalné napětí nebo odpor každého pólu hlavního okruhu za podmínek co nejpodobnějších těm, které byly použity během typové zkoušky. Specifičtěji: Teplota okolního vzduchu a místa měření by měly být co nejblíže těm, které byly použity během typové zkoušky.
Naměřený odpor by neměl překročit 1,2 × Ru, kde Ru je odpor naměřený před zkouškou teplotního průběhu. To zajistí, že odpor hlavního okruhu zůstává v přijatelných mezích, což naznačuje, že kontakty jsou v dobrém stavu a okruh může nést nominální proud bez přílišného přehřívání.
4. Návrh a vizuální kontroly
Odpojovače a zazemňovací spínače musí projít důkladnými návrhovými a vizuálními inspekčními kontrolami, aby se zajistilo, že splňují specifikace zakázky. To zahrnuje:
Ověření shody: Zajištění, že všechny komponenty, materiály a konstrukce splňují stanovené požadavky, jak je uvedeno v objednávce nebo smlouvě.
Inspekce komponent: Kontrola jakýchkoli viditelných vad, jako jsou trhliny, koróze nebo nesprávná montáž, které by mohly ovlivnit výkon nebo bezpečnost zařízení.
Označení a popisky: Ověření, že jsou přítomny a čitelné všechny nezbytné označení, popisky a identifikační štítky, včetně napěťových hodnot, instrukcí pro obsluhu a varovných nápisů.
5. Mechanické funkční zkoušky
Mechanické funkční zkoušky se provádějí, aby se zajistilo, že odpojovače nebo zazemňovací spínače správně fungují v rámci specifikovaných napěťových a dodávacích tlakových limitů jejich provozních mechanismů. Tyto zkoušky se provádějí bez napětí na hlavním okruhu nebo proudu procházejícího hlavním okruhem. Jsou ověřeny následující aspekty:
Výkon provozního mechanismu
Úhel výstupního hřídele provozního mechanismu: Měří se úhel otáčení výstupního hřídele provozního mechanismu, aby se zajistilo, že odpovídá navrženým specifikacím. To zajistí, že kontakty se pohybují do správných pozic během otevírání a zavírání.
Měření momentu výstupního hřídele: Měří se moment potřebný k ovládání mechanismu, aby se zajistilo, že se nachází v rámci specifikovaných limitů. Excesivní moment může naznačovat mechanické problémy, zatímco nedostatečný moment může vést k neúplnému provedení operace.
Proud motoru provozního mechanismu: Zaznamenává se proud spotřebovaný motorem během provozu, aby se ověřilo, že zůstává v přijatelném rozmezí. Abnormální úrovně proudu mohou naznačovat problémy s motorem nebo elektrickým zásobováním.
Časy provozu: Měří se čas potřebný k dokončení plného cyklu (zavření-otevření) odpojovače nebo zazemňovacího spínače. To zajistí, že zařízení funguje v požadovaných časových limitech, což je klíčové pro koordinaci a ochranu systému.
Cykly provozu
Následující cykly provozu se provádějí, aby se testovala spolehlivost a výdrž odpojovače nebo zazemňovacího spínače:
10 cyklů zavření-otevření při minimálním dodávacím napětí (85%): Odpojovač nebo zazemňovací spínač se 10krát ovládá při 85 % nominálního dodávacího napětí, aby se zajistilo, že správně funguje za podmínek nízkého napětí.
10 cyklů zavření-otevření při maximálním dodávacím napětí (110%): Odpojovač nebo zazemňovací spínač se 10krát ovládá při 110 % nominálního dodávacího napětí, aby se ověřilo jeho výkon za podmínek vysokého napětí.
50 cyklů zavření-otevření při nominálním dodávacím napětí (100%): Odpojovač nebo zazemňovací spínač se 50krát ovládá při nominálním dodávacím napětí, aby se testovala jeho dlouhodobá spolehlivost a výdrž za běžných provozních podmínek.
Během těchto cyklů provozu se zaznamenávají nebo hodnotí následující charakteristiky:
Čas provozu: Měří se čas potřebný pro každý cyklus zavření-otevření, aby se zajistila konzistence.
Maximální spotřeba energie: Zaznamenává se energie spotřebovaná provozním mechanismem během každého cyklu, aby se ověřilo, že
