AC یکپارچه فشار قوی دستگاه جداکننده هوایی آزمون معمولی بر اساس استاندارد IEC 62271-102
پرشارهی برقزدنی هوایی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری: عملکرد، انواع و آزمونهای معمول
عملکرد پرشارهی برقزدنی با ولتاژ بالا
پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا نقش مهمی در سیستمهای برق با ولتاژ بالا ایفا میکنند توسط ایجاد جداسازی الکتریکی و قابل مشاهده بین بخشهای مختلف سیستم. این جداسازی برای هر دو حالت عملیات روزمره و فعالیتهای نگهداری یا تعمیر ضروری است. دو شکل اصلی جداسازی عبارتند از:
جداسازی برای عملیات معمولی:در طول عملیات معمولی، برخی اجزای سیستم برق، مانند واکنشدهندههای شانسی، فقط در دورههای بار کم مورد نیاز میباشند. این اجزا میتوانند با استفاده از قطعکنندهها خاموش شده و سپس با استفاده از پرشارهها وقتی نیاز ندارند (مثلاً در دورههای بار بالا) جداسازی شوند. این اجازه میدهد تا منابع سیستم برق به صورت موثر مدیریت شوند.
جداسازی برای نگهداری و تعمیر:هنگامی که خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، قطعکنندهها یا تجهیزات دیگر ایستگاه نیاز به نگهداری یا تعمیر دارند، اطمینان از جداسازی این اجزا از بقیه سیستم برای ایمنی ضروری است. پرشارههای برقزدنی جداسازی قابل مشاهدهای در مدار ایجاد میکنند که به کارگران اجازه میدهد تأیید کنند که بخشی از سیستم که روی آن کار میکنند بیبرق و ایمن برای دسترسی است.
انواع پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری
پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری در انواع مختلف و ترتیبات نصبی موجود هستند. چهار نوع از محبوبترین انواع عبارتند از:
نوع شکاف عمودی:در این نوع، تماس متحرک به صورت عمودی حرکت میکند تا پرشاره را باز یا بسته کند. این طراحی برای کاربردهایی مناسب است که فضای محدودی وجود دارد، زیرا نیاز به مسافت کمتری در افقی دارد.
نوع شکاف مرکزی جانبی:در این نوع، تماس متحرک در مرکز پرشاره شکاف مییابد و تماسهای دو طرف ثابت میمانند. این طراحی نشانهای واضح از وضعیت باز را ارائه میدهد و معمولاً در کاربردهای تجهیزات کلیدزنی استفاده میشود.
نوع شکاف دوطرفه:این نوع دارای تماسهای متحرک است که در دو طرف پرشاره شکاف مییابند. این نوع جداسازی قویتری ارائه میدهد و معمولاً در زیرстанسیونهای با ولتاژ بالا که جداسازی قابل اعتماد ضروری است، استفاده میشود.
نوع پانتوگراف:این نوع از یک مکانیسم مانند چاقو برای جدا کردن تماسها استفاده میکند. این طراحی به ویژه برای کاربردهای با ولتاژ بالا که مسافتهای بزرگ بین تماسها برای اطمینان از جداسازی صحیح لازم است، مفید است.
آزمونهای معمول پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری
آزمونهای معمول برای اطمینان از اینکه پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری به استانداردها و مشخصات مورد نیاز مطابقت دارند، انجام میشوند. این آزمونها طراحی شدهاند تا هر گونه خرابی در مواد یا ساخت بدون تضعیف ویژگیها یا قابلیت اطمینان تجهیزات را نشان دهند. بر اساس استانداردهای IEC 62271-1 و IEC 62271-102، موارد آزمون معمولی زیر معمولاً انجام میشوند:
آزمون دیالکتریک روی مدار اصلی:یک آزمون برقزدنی با فرکانس توانی خشک و کوتاهمدت با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز به مدار اصلی اعمال میشود. ولتاژ آزمون در استانداردهای IEC مربوطه مشخص شده و باید بر اساس عامل ارتفاع تنظیم شود.
هدف این آزمون اطمینان از مقاومت دیالکتریک پرشاره و اطمینان از اینکه قادر به تحمل ولتاژ مقرر بدون خرابی است. مقادیر ولتاژ آزمون در جداول استاندارد ارائه شده و باید عامل ارتفاع را در نظر گرفت تا کاهش مقاومت دیالکتریک هوا در ارتفاعات بالاتر را در نظر بگیرد.
آزمون عملکرد مکانیکی:این آزمون اطمینان میدهد که پرشاره میتواند تحت شرایط عملیاتی معمولی به درستی عمل کند. این آزمون صافی عملکرد مکانیزمهای باز کردن و بستن و همچنین تراز تماسها را بررسی میکند. آزمون همچنین اطمینان میدهد که پرشاره میتواند تعداد مشخصی عملیات بدون خرابی انجام دهد.
آزمون افزایش دما:این آزمون افزایش دما را در پرشاره تحت شرایط جریان مقرر اندازهگیری میکند. هدف اطمینان از این است که افزایش دما حد مجاز را تجاوز نکند که میتواند منجر به گرم شدن بیش از حد و خرابی بالقوه تجهیزات شود.
آزمون تحمل کوتاهمدار:این آزمون قابلیت پرشاره برای تحمل اثرات گرمایی و الکترودینامیکی یک خطا کوتاهمدار را ارزیابی میکند. اگرچه پرشارهها برای قطع کوتاهمدار طراحی نشدهاند، باید بتوانند به صورت کامل و ایمن بخش خراب شده سیستم را جداسازی کنند.
آزمون عملکرد کلید زمینگذاری:برای کلیدهای زمینگذاری، یک آزمون جداگانه برای اطمینان از اتصال صحیح سیستم به زمین انجام میشود. این آزمون قابلیت اطمینان عملکرد زمینگذاری را که برای ایمنی در فعالیتهای نگهداری و تعمیر ضروری است، بررسی میکند.
آزمون مقاومت دیالکتریک:این آزمون مقاومت دیالکتریک بین قطعات زنده و زمین را اندازهگیری میکند تا اطمینان حاصل شود که جریان تسربی وجود ندارد. مقاومت دیالکتریک بالا نشاندهنده این است که عایقبندی پرشاره در حالت خوبی است.
بازرسی بصری:یک بازرسی بصری دقیق برای بررسی هر گونه خسارت فیزیکی، زنگزدن یا افت در پرشاره و اجزای آن انجام میشود. این بازرسی به شناسایی هر گونه مشکلی که میتواند عملکرد یا ایمنی تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهد، کمک میکند.
اهمیت آزمونهای معمول
آزمونهای معمول برای اطمینان از اینکه پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری به درستی عمل میکنند و میتوانند به صورت ایمن وظایف جداسازی خود را انجام دهند، ضروری است. این آزمونها معمولاً در محل تولید انجام میشوند، اما با توافق، میتوانند در محل نیز انجام شوند. آزمونها به شناسایی هر گونه نقص یا ضعف در تجهیزات قبل از نصب یا ورود به خدمت کمک میکنند تا اطمینان حاصل شود که سیستم برق به صورت قابل اعتماد و ایمن عمل میکند.
با رعایت استانداردهای IEC 62271-1 و IEC 62271-102، تولیدکنندگان و عملیاتکنندگان میتوانند تمامیت و عملکرد پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا و کلیدهای زمینگذاری را حفظ کنند، بنابراین ایمنی و کارایی کلی سیستم برق را افزایش میدهند.
وقتی عایقبندی پرشاره و کلید زمینگذاری فقط با عایقهای هستهای جامد و هوا در فشار محیطی ارائه میشود، آزمون تحمل ولتاژ توانی میتواند حذف شود اگر ابعاد بین قطعات هدایتکننده - بین فازها، در طول دستگاههای کلیدزنی باز و بین قطعات هدایتکننده و قاب - با اندازهگیریهای ابعادی بررسی شوند.
آزمون دیالکتریک کلیدهای زمینگذاری و مدارهای کمکی/کنترل در پرشارههای برقزدنی با ولتاژ بالا
آزمون دیالکتریک کلیدهای زمینگذاری
هنگام انجام آزمون دیالکتریک کلیدهای زمینگذاری، ولتاژ آزمون با کلید زمینگذاری در وضعیت باز اعمال میشود. آزمون تحت دو شرایط خاص انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که عایقبندی بین بخشهای مختلف کلید کافی است:
بین ترمینالهای عایقبندی شده مجاور (با پایههای زمینگذاری شده):ولتاژ آزمون بین ترمینالهای عایقبندی شده مجاور اعمال میشود در حالی که پایههای کلید زمینگذاری شدهاند. این اطمینان میدهد که عایقبندی کافی بین ترمینالها برای جلوگیری از خرابیهای برقی یا کوتاهمدارهای تصادفی وجود دارد.
بین تمام ترمینالهای عایقبندی شده متصل شده (با پایههای زمینگذاری شده):در این شرایط، تمام ترمینالهای عایقبندی شده به هم متصل میشوند و ولتاژ آزمون بین این گروه از ترمینالها و پایههای زمینگذاری شده اعمال میشود. این آزمون عایقبندی کلی کلید را بررسی میکند و اطمینان میدهد که جریان تسربی بین ترمینالها و زمین وجود ندارد.
۲. آزمون دیالکتریک مدارهای کمکی و کنترل در مکانیسم عملیاتی
بازرسی و تأیید مطابقت
کیفیت مواد و مونتاژ:طبیعت مواد استفاده شده در مدارهای کمکی و کنترل، کیفیت مونتاژ، پایانهها و هر گونه پوشش محافظ علیه زنگزدن بررسی میشود. این اطمینان میدهد که اجزا برای استفاده مورد نظر مناسب هستند و با گذر زمان تخریب نخواهند شد.
عایقبندی حرارتی:یک بازرسی بصری برای تأیید نصب مطلوب عایقبندی حرارتی انجام میشود. عایقبندی حرارتی صحیح برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و اطمینان از طول عمر طولانی تجهیزات ضروری است.
مسیرهای رسانهها و کابلها:مسیرهای رسانهها، کابلها و گرمکنها بررسی میشود تا اطمینان حاصل شود که به درستی نصب شدهاند و هیچ خطر خرابی یا تداخلی ندارند. همچنین آزمونهای مقاومتی بر روی گرمکنها انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که به درستی عمل میکنند.
آزمونهای عملیاتی
عملکرد مدارهای ولتاژ کم:یک آزمون عملیاتی از تمام مدارهای ولتاژ کم، از جمله رلهها، کنتاکتورها و مغناطیسهای متقابل، برای تأیید اینکه مدارهای کمکی و کنترل به درستی با بخشهای دیگر کلیدزنی هماهنگ عمل میکنند، انجام میشود. مکانیسم متقابل نیز باید بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که به درستی عمل میکند.
حفاظت از شوک برقی:بازرسیهای بصری برای تأیید اینکه حفاظت کافی علیه تماس مستقیم با مدار اصلی وجود دارد و بخشهایی از تجهیزات کمکی و کنترل که ممکن است در طول عملیات معمولی لمس شوند، به صورت ایمن دسترسی دارند، انجام میشود. این اطمینان میدهد که اپراتورها از شوک برقی محافظت میشوند.
آزمونهای دیالکتریک مدارهای کمکی و کنترل
آزمونهای فرکانس توانی:فقط آزمونهای فرکانس توانی بر روی مدارهای کمکی و کنترل انجام میشود. ولتاژ آزمون یا ۱ کیلوولت یا ۲ کیلوولت با مدت ۱ ثانیه در فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز است. این آزمون اطمینان میدهد که عایقبندی مدارهای ولتاژ کم میتواند ولتاژ مقرر را بدون خرابی تحمل کند.
۳. اندازهگیری مقاومت مدار اصلی
برای آزمون معمول، ولتاژ قطری DC یا مقاومت هر قطب مدار اصلی در شرایطی که به شکل ممکن به شرایط آزمون نوع شبیهاند، اندازهگیری میشود. به طور خاص:دمای هوا و نقاط اندازهگیری باید به شکل ممکن به شرایط آزمون نوع نزدیک باشند.
مقاومت اندازهگیری شده نباید بیش از ۱.۲ × Ru باشد، که Ru مقاومت اندازهگیری شده قبل از آزمون افزایش دما است. این اطمینان میدهد که مقاومت مدار اصلی در محدوده مقبول باقی میماند، نشاندهنده این است که تماسها در حالت خوبی هستند و مدار میتواند جریان مقرر را بدون گرم شدن بیش از حد منتقل کند.
۴. بررسیهای طراحی و بصری
پرشاره و کلیدهای زمینگذاری باید تحت بررسیهای دقیق طراحی و بصری قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که با مشخصات خرید مطابقت دارند. این شامل موارد زیر است:
تأیید مطابقت: اطمینان از اینکه تمام اجزا، مواد و ساختار با نیازهای مشخص شده در سفارش خرید یا قرارداد مطابقت دارند.
بازرسی اجزا: بررسی هر گونه نقص ظاهری، مانند ترکها، زنگزدن یا مونتاژ نادرست، که میتواند عملکرد یا ایمنی تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهد.
برچسبگذاری و نشانگذاری: تأیید اینکه تمام برچسبها، نشانها و ایدنتیفیکیشنهای مورد نیاز موجود و قابل خواندن هستند، از جمله ولتاژهای مجاز، دستورالعملهای عملیاتی و هشدارهای ایمنی.
۵. آزمونهای عملیاتی مکانیکی
آزمونهای عملیاتی مکانیکی برای اطمینان از اینکه پرشارهها یا کلیدهای زمینگذاری به درستی در محدوده ولتاژ و فشار تغذیه مشخص شده مکانیسمهای عملیاتی خود عمل میکنند، انجام میشوند. این آزمونها بدون ولتاژ یا جریان در مدار اصلی انجام میشوند. موارد زیر بررسی میشوند:
عملکرد مکانیسم عملیاتی
زاویه خروجی میل مکانیسم عملیاتی:زاویه چرخش میل خروجی مکانیسم عملیاتی اندازهگیری میشود تا اطمینان حاصل شود که با مشخصات طراحی مطابقت دارد. این اطمینان میدهد که تماسها در موقعیتهای صحیح در طول عملیات باز و بسته قرار میگیرند.
اندازهگیری گشتاور خروجی مکانیسم عملیاتی:گشتاور مورد نیاز برای عملیات مکانیسم اندازهگیری میشود تا اطمینان حاصل شود که در محدوده مشخص شده قرار دارد. گشتاور بیش از حد میتواند نشاندهنده مشکلات مکانیکی و گشتاور کمتر از حد ممکن است به عملیات ناقص منجر شود.
جریان موتور مکانیسم عملیاتی:جریان مصرفی توسط موتور در طول عملیات ثبت میشود تا تأیید شود که در محدوده مقبول باقی میماند. سطوح غیرمعمول جریان میتواند نشاندهنده مشکلات موتور یا تأمین برق باشد.
