Pagsusuri ng Karaniwan sa AC Mataas na Voltaheng Air Break Disconnector Switch Ayon sa Pamantayan ng IEC 62271-102

Mataas na Voltaje na Air-Break Disconnectors at Earthing Switches: Pamamahala, Uri, at Pagsusulit ng Kasagaran

Pamamahala ng Mataas na Voltaje na Air-Break Disconnectors

Ang mga mataas na voltaje na air-break disconnectors ay may mahalagang papel sa mga sistema ng mataas na voltaje sa pamamagitan ng pagbibigay ng elektrikal at visible na paghihiwalay sa iba't ibang bahagi ng sistema. Ang paghihiwalay na ito ay mahalaga para sa normal na araw-araw na operasyon at pangmatagalang pag-aayos o pagsasara. Ang dalawang pangunahing anyo ng paghihiwalay ay:

• Paghihiwalay para sa Normal na Operasyon: Sa normal na operasyon, ang ilang komponente ng sistema ng kuryente, tulad ng shunt reactors, maaaring kailanganin lamang sa panahon ng maluwag na load. Ang mga komponenteng ito ay maaaring i-switch out gamit ang mga circuit breakers at pagkatapos ay ihiwalay gamit ang mga disconnector kapag hindi sila kailangan (halimbawa, sa panahon ng peak load periods). Ito ay nagbibigay ng epektibong pamamahala sa mga mapagkukunan ng sistema ng kuryente.

• Paghihiwalay para sa Pag-aayos at Pagsasara: Kapag ang transmission lines, transformers, circuit breakers, o ibang equipment ng istasyon ay nangangailangan ng pag-aayos o pagsasara, mahalaga ang paghihiwalay ng mga komponenteng ito mula sa iba pang bahagi ng sistema upang matiyak ang kaligtasan. Ang mga air-break disconnectors ay nagbibigay ng visible na paghihiwalay sa circuit, nagbibigay-daan sa mga manggagawa na makumpirma na ang bahagi ng sistema na kanilang pinaglilingkuran ay walang kuryente at ligtas na ma-access.

Uri ng Mataas na Voltaje na Air-Break Disconnectors at Earthing Switches

Ang mga mataas na voltaje na air-break disconnectors at earthing switches ay may iba't ibang uri at pagkaka-arrange. Ang apat na karaniwang ginagamit na uri ay:

• Vertical Break Type: Sa uri na ito, ang moving contact ay gumagalaw pababa o pataas upang buksan o isara ang disconnector. Ang disenyo na ito ay angkop para sa mga aplikasyon kung saan limitado ang espasyo, dahil ito ay nangangailangan ng mas kaunting horizontal clearance.

• Centre Side Break Type: Ang moving contact sa uri na ito ay bumubuo sa gitna ng disconnector, habang ang mga contact sa bawat banda ay nananatili na stationary. Ang disenyo na ito ay nagbibigay ng malinaw na visual na indikasyon ng open position at kadalasang ginagamit sa mga aplikasyon ng switchgear.

• Double Side Break Type: Ang uri na ito ay may moving contacts na bumubuo sa parehong banda ng disconnector. Ito ay nagbibigay ng mas matibay na paghihiwalay at kadalasang ginagamit sa mga high-voltage substations kung saan mahalaga ang reliable na paghihiwalay.

• Pantograph Type: Ang pantograph type ay gumagamit ng scissor-like mechanism upang ilayo ang mga contact. Ang disenyo na ito ay partikular na kapaki-pakinabang para sa mga high-voltage applications kung saan kailangan ng malaking layo sa pagitan ng mga contact upang matiyak ang tamang paghihiwalay.

Pagsusulit ng Kasagaran ng Mataas na Voltaje na Disconnectors at Earthing Switches

Ang pagsusulit ng kasagaran ay isinasagawa upang matiyak na ang mga mataas na voltaje na disconnectors at earthing switches ay sumasang-ayon sa kinakailangang pamantayan at specification. Ang mga pagsusulit na ito ay disenyo upang ipakita ang anumang mga kamalian sa materyales o konstruksyon nang hindi nasasaktan ang katangian o reliabilidad ng equipment. Ayon sa IEC 62271-1 at IEC 62271-102 standards, ang mga sumusunod na routine testing items ang karaniwang isinasagawa:

Dielectric Test sa Main Circuit: Isinasagawa ang dry, short-duration power-frequency test na may frequency na 50 o 60 Hz sa main circuit. Ang test voltage ay nakasaad sa relevant IEC standards at dapat na i-adjust batay sa altitude factor.

Ang layunin ng test na ito ay upang i-verify ang lakas ng insulation ng disconnector at matiyak na ito ay maaaring tanggapin ang rated voltage nang walang breakdown. Ang mga halaga ng test voltage ay ibinibigay sa standard tables, at ang altitude factor ay dapat na inconsider para sa reduced dielectric strength ng hangin sa mas mataas na altitude.

• Mechanical Operation Test: Ang test na ito ay matitiyak na ang disconnector ay maaaring mag-operate nang tama sa normal na operating conditions. It checks the smoothness of the opening and closing mechanisms, as well as the alignment of the contacts. The test also verifies that the disconnector can handle the specified number of operations without failure.

• Temperature Rise Test: Ang test na ito ay sumusukat sa temperature rise ng disconnector sa ilalim ng rated current conditions. Ang layunin ay upang matiyak na ang temperature rise ay hindi lumampas sa permissible limits, na maaaring magresulta sa overheating at potential damage sa equipment.

• Short-Circuit Withstand Test: Ang test na ito ay nagsusuri ng kakayahan ng disconnector na tanggapin ang thermal at electrodynamic effects ng short-circuit fault. Bagaman ang mga disconnectors ay hindi disenyo upang i-interrupt ang short-circuits, kailangan nilang maaaring manatili intact at ligtas na ihiwalay ang faulted section ng sistema.

• Earthing Switch Operation Test: Para sa earthing switches, isinasagawa ang hiwalay na test upang matiyak na ang switch ay maaaring tama na i-connect ang sistema sa ground. Ang test na ito ay sumusuri sa reliabilidad ng earthing function, na mahalaga para sa kaligtasan sa panahon ng pag-aayos at pagsasara.

• Insulation Resistance Test: Ang test na ito ay sumusukat sa insulation resistance sa pagitan ng live parts at earth upang matiyak na walang leakage current. Ang mataas na insulation resistance ay nagpapakita na ang insulation ng disconnector ay nasa mabuting kondisyon.

• Visual Inspection: Isinasagawa ang thorough visual inspection upang suriin ang anumang pisikal na pinsala, corrosion, o wear sa disconnector at sa kanyang mga komponente. Ang inspeksyon na ito ay tumutulong na matukoy ang anumang isyu na maaaring makaapekto sa performance o kaligtasan ng equipment.

Kahalagahan ng Pagsusulit ng Kasagaran

Ang pagsusulit ng kasagaran ay mahalaga upang matiyak na ang mga mataas na voltaje na disconnectors at earthing switches ay gumagana nang tama at maaaring ligtas na magpatupad ng kanilang mga tungkulin sa paghihiwalay. Ang mga pagsusulit na ito ay karaniwang isinasagawa sa pasilidad ng manufacturer, ngunit sa kasunduan, maaari rin silang isagawa on-site. Ang mga pagsusulit ay tumutulong na matukoy ang anumang mga kamalian o weaknesses sa equipment bago ito i-install o i-put into service, matitiyak na ang sistema ng kuryente ay gumagana nang maugnay at ligtas.

Sa pamamagitan ng pagsunod sa IEC 62271-1 at IEC 62271-102 standards, maaaring mapanatili ng mga manufacturer at operator ang integrity at performance ng mga mataas na voltaje na disconnectors at earthing switches, na nagpapahusay ng kabuuang kaligtasan at epektividad ng sistema ng kuryente.

Kapag ang insulation ng disconnector at earth switch ay ibinigay lamang ng solid-core insulators at hangin sa ambient pressure, maaaring i-omit ang power-frequency voltage withstand test kung ang dimensions sa pagitan ng conductive parts – sa pagitan ng phases, across open switching devices at sa pagitan ng conductive parts at frame – ay sinuri sa pamamagitan ng dimensional measurements.

Dielectric Testing ng Earthing Switches at Auxiliary/Control Circuits sa Mataas na Voltaje na Disconnectors

1. Dielectric Test sa Earthing Switches

Kapag isinasagawa ang dielectric test sa earthing switches, ang test voltage ay in-apply sa earthing switch sa open position. Ang test ay isinasagawa sa dalawang tiyak na kondisyon upang matiyak ang tamang insulation sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng switch:

Sa Pagitan ng Adjacent Insulated Terminals (with Bases Earthed): Ang test voltage ay in-apply sa pagitan ng adjacent insulated terminals habang ang bases ng switch ay earthed. Ito ay matitiyak na may sapat na insulation sa pagitan ng mga terminal upang maiwasan ang anumang accidental na short circuits o electrical breakdown.

Sa Pagitan ng Lahat ng Insulated Terminals na Connected Together (with Bases Earthed): Sa kondisyong ito, ang lahat ng insulated terminals ay connected together, at ang test voltage ay in-apply sa pagitan ng grupo ng mga terminal at ang earthed bases. Ang test na ito ay sumusuri sa kabuuang insulation integrity ng switch, matitiyak na walang leakage current sa pagitan ng mga terminal at ground.

2. Dielectric Test sa Auxiliary at Control Circuits sa Operating Mechanism

Inspection at Verification ng Conformity

• Material at Assembly Quality: Ang nature ng mga materyales na ginagamit sa auxiliary at control circuits, ang kalidad ng assembly, ang finish, at anumang protective coatings against corrosion ay sinusuri. Ito ay matitiyak na ang mga komponente ay angkop para sa kanilang intended use at hindi maaaring magkaroon ng degradation over time.

• Thermal Insulation: Isinasagawa ang visual inspection upang i-verify ang satisfactory installation ng thermal insulation. Mahalaga ang proper thermal insulation upang maiwasan ang overheating at matiyak ang longevity ng equipment.

• Conductor at Cable Routing: Sinusuri ang routing ng mga conductor, cables, at heaters upang matiyak na tama ang kanilang installation at hindi nagsisimula ng anumang risk ng pinsala o interference. Ginagawa din ang resistance checks sa mga heaters upang matiyak na tama ang kanilang pag-function.

Functional Tests

• Low-Voltage Circuit Functionality: Isinasagawa ang functional test ng lahat ng low-voltage circuits, kabilang ang relays, contactors, at interlocking magnets, upang i-verify na ang auxiliary at control circuits ay gumagana nang tama sa pakikipagtulungan sa iba pang bahagi ng disconnector switch. Dapat ring sinusuri ang interlocking mechanism upang matiyak na ito ay gumagana nang tama.

• Protection Against Electrical Shock: Isinasagawa ang visual inspections upang i-verify na may sapat na protection laban sa direct contact sa main circuit at ang mga bahagi ng auxiliary at control equipment, na maaaring ma-touch sa normal na operasyon, ay ligtas na accessible. Ito ay matitiyak na ang mga operator ay protektado mula sa electrical shock.

Dielectric Tests sa Auxiliary at Control Circuits

Power Frequency Tests: Ang mga power frequency tests lang ang isinasagawa sa auxiliary at control circuits. Ang test voltage ay 1 kV o 2 kV na may duration ng 1 segundo sa frequency na 50 o 60 Hz. Ang test na ito ay matitiyak na ang insulation ng low-voltage circuits ay maaaring tanggapin ang rated voltage nang walang breakdown.

3. Pagsukat ng Resistance ng Main Circuit

Para sa routine test, ang DC voltage drop o resistance ng bawat pole ng main circuit ay sinusukat sa kondisyong kasing ganoon din bilang ang ginagamit sa type test. Partikular na: Ang ambient air temperature at points of measurement ay dapat na malapit sa mga ginamit sa type test.
Ang sukat na resistance ay hindi dapat lumampas sa 1.2 × Ru, kung saan ang Ru ay ang resistance na sukat bago ang temperature-rise test. Ito ay matitiyak na ang resistance ng main circuit ay nasa acceptable limits, nagpapakita na ang mga contact ay nasa mabuting kondisyon at ang circuit ay maaaring i-carry ang rated current nang walang excessive heating.

4. Design at Visual Checks

Ang disconnector at earthing switches ay dapat dumaan sa thorough design at visual inspections upang matiyak na sila ay sumusunod sa purchase specification. Ito ay kasama ang:

• Verification of Compliance: Matitiyak na ang lahat ng komponente, materyales, at konstruksyon ay sumasang-ayon sa naispesipiko sa purchase order o contract.

• Inspection of Components: Sinusuri ang anumang visible defects, tulad ng cracks, corrosion, o improper assembly, na maaaring makaapekto sa performance o kaligtasan ng equipment.

• Labeling at Markings: In-verify na ang lahat ng necessary labels, markings, at identification tags ay naroroon at legible, kabilang ang voltage ratings, operating instructions, at safety warnings.

5. Mechanical Operating Tests

Isinasagawa ang mechanical operating tests upang matiyak na ang mga disconnectors o earthing switches ay gumagana nang tama sa loob ng naispesipikong voltage at supply pressure limits ng kanilang operating mechanisms. Ang mga pagsusulit na ito ay isinasagawa nang walang voltage o current flowing through the main circuit. Ang mga sumusunod na aspeto ay sinusuri:

Operating Mechanism Performance

• Angle of Operating Mechanism Output Shaft: Ang angle of rotation ng output shaft ng operating mechanism ay sinusukat upang matiyak na ito ay naka-align sa designed specifications. Ito ay matitiyak na ang mga contact ay gumagalaw sa tama na posisyon sa panahon ng opening at closing operations.

• Measuring Torque of Operating Mechanism Output: Ang torque na kinakailangan upang i-operate ang mechanism ay sinusukat upang matiyak na ito ay nasa specified limits. Excessive torque ay maaaring ipakita ang mechanical issues, samantalang insufficient torque ay maaaring magresulta sa incomplete operation.

• Operating Mechanism Motor Current: Ang current na in-draw ng motor sa panahon ng operasyon ay irecord upang i-verify na ito ay nasa acceptable range. Abnormal current levels ay maaaring ipakita ang mga problema sa motor o electrical supply.

• Operating Times: Ang oras na kinakailangan para sa disconnector o earthing switch na kumpletuhin ang full cycle (close-open) ay sinusukat. Ito ay matitiyak na ang device ay gumagana sa required time limits, na critical para sa system coordination at protection.

Operating Cycles

Ang mga sumusunod na operating cycles ay isinasagawa upang suriin ang reliability at endurance ng disconnector o earthing switch:

• 10 Close-Open Cycles sa Minimum Supply Voltage (85%): Ang disconnector o earthing switch ay i-operate 10 beses sa 85% ng nominal supply voltage upang matiyak na ito ay gumagana nang tama sa low-voltage conditions.

• 10 Close-Open Cycles sa Maximum Supply Voltage (110%): Ang disconnector o earthing switch ay i-operate 10 beses sa 110% ng nominal supply voltage upang i-verify ang performance nito sa high-voltage conditions.

• 50 Close-Open Cycles sa Nominal Supply Voltage (100%): Ang disconnector o earthing switch ay i-operate 50 beses sa nominal supply voltage upang suriin ang long-term reliability at endurance nito sa normal na operating conditions.

Sa panahon ng mga operating cycles, ang mga sumusunod na characteristics ay irecord o i-evaluate:

• Operating Time: Ang oras na kinakailangan para sa bawat close-open cycle ay sinusukat upang matiyak ang consistency.

• Maximum Energy Consumption: Ang energy na in-consume ng operating mechanism sa bawat cycle ay irecord upang i-verify na ito ay nasa specified limits.

• Manual Operation (if applicable): Para sa mga disconnector na may manual mechanisms, ang maximum force na kinakailangan upang i-operate ang device ay irecord. Ito ay matitiyak na ang manual operation ay nasa safe at ergonomic limits.

Auxiliary Contacts at Position Indicating Devices

Ang satisfactory operation ng auxiliary contacts at position indicating devices (if any) ay sinusuri. Ang mga komponente na ito ay nagbibigay ng critical feedback sa control systems at dapat na gumana nang maugnay upang matiyak ang tama na operasyon ng sistema.

Post-Test Inspection

Matapos ang mechanical operating tests, walang bahagi ng disconnector o earthing switch ang dapat na pinsala. Ang device ay dapat na nasa mabuting working condition, walang signs ng wear, deformation, o malfunction.

Main Circuit Resistance Measurement

Ang resistance ng main circuit ay sinusukat bago at pagkatapos ng mechanical endurance test. Ang resistance ay hindi dapat magbago ng higit sa 20% mula sa value na sukat bago ang test. Ito ay matitiyak na ang mga contact ay hindi nagdeteriorate o naging misaligned sa panahon ng pagsusulit, na maaaring makaapekto sa electrical performance ng device.

Special Considerations para sa High-Voltage Equipment

Para sa mga disconnector at earthing switches na may rated voltage na 52 kV at pataas, ang mechanical operating routine tests ay maaaring isagawa sa sub-assemblies. Ito ay nagbibigay ng mas manageable na pagsusulit procedures habang matitiyak pa rin na ang overall performance ng device ay sumasang-ayon sa required standards.

Conclusion

Sa pamamagitan ng pag-sagawa ng comprehensive design at visual checks, pati na rin ang mechanical operating tests, maaaring matiyak ng mga manufacturer at operator na ang mga mataas na voltaje na disconnectors at earthing switches ay reliable, ligtas, at capable na gumawa ng kanilang intended functions sa iba't ibang operating conditions. Ang mga pagsusulit na ito ay tumutulong na matukoy ang anumang potential na isyu nang maaga sa proseso, matitiyak na ang equipment ay handa para sa installation at serbisyo sa high-voltage power systems.