ما هي الاختبارات التي يجب إجراؤها للتبديلات الحمل؟
كما فني لدي سنوات من الخبرة في اختبار الطاقة على الأرض، أتفهم أهمية وتعقيد اختبار مفتاح الحمل. أدناه، أجمع بين الخبرة العملية لشرح عملية اختبار مفتاح الحمل بالكامل، بدءًا من بنود الاختبار والطرق وحتى المعدات والمواصفات الإجرائية.
أ. الاختبار الروتيني للأداء الكهربائي
(1) اختبار مقاومة الحلقة
مقاومة الحلقة هي مؤشر أساسي لتقييم قابلية التوصيل لمفتاح الحمل. أتبع بصرامة معايير GB/T 3804 وGB 1984، باستخدام طريقة الانخفاض الجهد المباشر مع تيار اختبار لا يقل عن 100A. بالنسبة لمفاتيح الحمل بـ 10kV، تختلف القيم القياسية حسب تصنيف التيار: ≤50μΩ عند 630A و ≤20μΩ عند 3150A.
خلال الاختبار، أستخدم جهاز اختبار مقاومة الحلقة الخاص SW-100A وأفحص بعناية أن تكون الأداة قيد الاختبار على اتصال جيد باللمسات. يجب ألا يتجاوز نتيجة الاختبار 120% من القيمة المصنعية؛ فإن تجاوز هذا يشير إلى اتصال ضعيف أو ضرر ميكانيكي. دائمًا أقوم بالاختبارات عندما تكون درجات الحرارة مستقرة لتجنب عدم الدقة بسبب التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.
(2) اختبار تحمل الجهد الكهربائي للتردد الصافي
هذا الاختبار يتحقق من قوة العزل لمفاتيح الحمل. بالنسبة لمفاتيح 10kV، أطبق 42kV/1min بين الأطوار وإلى الأرض، و48kV/1min عبر الفصل، مع تيار تسرب ≤0.5mA.
بالنسبة لمفاتيح 24kV المستخدمة في البيئات ذات الارتفاع العالي، يتم تعديل تحمل الجهد حسب الارتفاع (زيادة 7% في المسافة الكهربائية لكل 1000m). باستخدام جهاز اختبار تحمل الجهد WGD-40kV، أتأكد من استقرار موجة الجهد. إذا حدث انهيار أو انفجار، أتوقف فورًا عن الاختبار لاستكشاف الأخطاء وإصلاح عيوب العزل.
(3) اختبار فصل تيار الحمل النشط
هذا الاختبار يقيم قدرة فصل مفاتيح الحمل وفقًا لـ GB/T 3804. أجري الاختبار تحت ظروف الحمل النشط المحددة، عادةً بنسبة 100% من التيار المحدد (مثل 630A).
خلال الاختبار، أراقب ذروة الجهد المستعاد بشكل عابر (TRV) والإحداثيات الزمنية لضمان تلائمها مع متطلبات التصميم. بالنسبة لمفاتيح الفئة E1 (الحياة الميكانيكية ≥100,000 دورة)، يتطلب 10 اختبارات فصل؛ E2 (≥300,000 دورة) وE3 (≥1,000,000 دورة) تتطلب 20 اختبارًا. هذه النتائج مهمة لتقييم الأداء التشغيلي طويل الأمد.
ب. اختبار الحالة الميكانيكية
(1) اختبار الحياة الميكانيكية
الحياة الميكانيكية هي مؤشر رئيسي للوثوقية طويلة الأمد، وتصنف كـ M1 (≥100,000 دورة) وM2 (≥300,000 دورة) وفقًا لـ GB/T 3804.
أقوم بعمليات فتح وإغلاق بدون تحميل باستخدام جهاز اختبار الخصائص الميكانيكية SWT11 لتسجيل المعلمات مثل وقت التشغيل والمسافة والسرعة حتى يحدث انسداد أو حركة غير طبيعية. لأجهزة التحويل التي يتم تشغيلها بكثرة، أوصي بإجراء اختبارات الحياة الميكانيكية كل ستة أشهر لتقييم العمر المتوقع المتبقى.
(2) اختبار توافق فتح وإغلاق
التوافق هو أمر حاسم لموثوقية المفاتيح ثلاثية الأطوار. وفقًا لـ GB 1984-2003، يجب أن يكون توافق الفتح ≤1/6 دورة من التردد المحدد (3.3ms عند 50Hz)، وتوافق الإغلاق ≤1/4 دورة (5ms).
باستخدام جهاز اختبار خصائص ميكانيكية عالي الدقة، أسجل فرق الوقت بين عمليات اللمسات الثلاثية. لأجهزة التحويل ذات اللمسات القائمة على القوس الكهربائي، أميز بعناية بين إشارات اللمسات الرئيسية والقوس الكهربائي لتجنب الخطأ. إذا تجاوزت النتائج المعايير، أقوم بتعديل أو استبدال المكونات في الآلية التشغيلية.
(3) اختبار الضغط على اللمسات والتآكل
الضغط على اللمسات والتآكل يؤثران مباشرة على قابلية التوصيل. عادةً ما يكون الضغط على اللمسات لمفاتيح الحمل التقليدية حوالي 200N، ويختلف حسب النوع: مفاتيح الإدخال (مثل GW4، GW5) ≥130N لكل إصبع، ومفاتيح الضغط (مثل GW6، GW16) ≥300N، ومفاتيح الرفرفة (مثل سلسلة GN2) ≥200N.
باستخدام جهاز اختبار ضغط اللمس ZSKC-9000، أقيس ضغط اللمس لكل إصبع عبر أجهزة الاستشعار المحاكية. كما أقوم بفحص التآكل: بالنسبة للمفاتيح الفراغية، يجب ألا تتجاوز علامات تآكل اللمس المتحرك 3mm، أو يحتاج إلى استبدال. مقارنة نتائج الاختبار بسجلات المصنع، أستبدل اللمسات إذا انخفض الضغط بمقدار >20% أو تجاوز التآكل الحدود.
ج. اختبار الأداء العازل
(1) اختبار مقاومة العزل
هذا الاختبار الأساسي يستخدم ميغاهوميتر 2500V لقياس مقاومة العزل بين الأطوار والأرض (≥1000MΩ) ومعايرة دائرة المساعدة (≥1MΩ لمفاتيح SF6).أتأكد من أن المفتاح مفتوح ومنعزل عن النظام أثناء الاختبار. إذا انخفضت مقاومة العزل إلى <75% من القيمة الأولية، أشك في الرطوبة أو الشيخوخة وأقوم بفحوصات إضافية. أقوم باختبارات المقاومة قبل وبعد اختبار تحمل الجهد - إذا اختلفت النتائج بمقدار >30٪، فإن ذلك يشير إلى عيوب العزل.
(2) اختبار عزل غاز SF6
لمفاتيح SF6، أقوم باختبار رطوبة الغاز (≤150μL/L في غرف الأقواس، ≤300μL/L في أماكن أخرى)، والنقاء (≥97%)، والشد (≤10% انخفاض في الضغط خلال 24 ساعة) باستخدام جهاز GD-3000 وكاشف الطيف بالأشعة تحت الحمراء.تشير النتائج غير المتوافقة إلى تسرب أو تلوث، مما يتطلب اتخاذ إجراء فوري. أوصي بإجراء اختبارات الغاز كل ستة أشهر لمفاتيح SF6 المستخدمة للحفاظ على استقرار العزل.
(3) اختبار التفريغ الجزئي (PD) للعزل الصلب
هذا الاختبار يتحقق من العزل الصلب مثل اليايت والمعزولات الصلبة الأخرى وفقًا لـ GB/T 3906-2020: يجب أن يكون التفريغ الجزئي ≤20pC عند 1.2× الجهد المحدد للعزل الصلب، و ≤100pC للعزل الهوائي.يتم إجراؤه في مختبر مُحاط بالكامل باستخدام جهاز Haefely DDX-9101 لاختبار التفريغ الجزئي مع محول خالٍ من التفريغ الجزئي. إذا تجاوزت النتائج الحدود، فإنه يشير إلى وجود فراغات أو عيوب في العزل. أقوم بإجراء اختبارات التفريغ الجزئي على المفاتيح الجديدة المعزولة صلبًا قبل التشغيل لضمان الجودة.
د. اختبار التكيف مع البيئات الخاصة
(1) اختبار البيئة ذات الارتفاع العالي
وفقًا لـ GB/T 20626.1-2017، أقوم بتعديل مستويات العزل حسب الارتفاع: G2 (1000-2000m)، G2.5 (2000-2500m)، G3 (2500-3000m)، G4 (3000-4000m)، G5 (4000-5000m).أقوم بإجراء الاختبار في بيئة ارتفاع محاكاة (مثل 80kPa لـ 2000m)، وأتحقق من المسافات الكهربائية (زيادة 7% لكل 1000m) والمسافات الزحف (زيادة 25% لمستوى التلوث 3). يتطلب اختبار التفريغ الجزئي في المحاكاة ≤10pC لمنع الشيخوخة بواسطة التاج تحت الضغط المنخفض.
(2) اختبار البيئة الباردة للغاية
للمناطق الباردة، أقوم باختبار مقاومة العزل عند درجات حرارة منخفضة (-40°C: الدائرة الرئيسية ≥0.4MΩ، دائرة المساعدة ≥1MΩ) والأداء التشغيلي.عند -40°C، أتحقق من جهد فتح وإغلاق والتزامن، وأتحقق من الانسداد الميكانيكي. يُنصح بإجراء اختبارات باردة كل ربع سنة لأجهزة التحويل في بيئات باردة طويلة الأمد.
(3) اختبار البيئة ذات الغبار العالي
أقوم باختبار IP54+ وفقًا لـ GB/T 4208 باستخدام غرفة غبار GD-1000 (اختبار لمدة 8 ساعات) وأراقب التبريد باستخدام كاميرا حرارية بالأشعة تحت الحمراء (ارتفاع درجة الحرارة ≤50K تحت الحمل الكامل).يُنصح بإجراء اختبارات كل ثلاثة أشهر لتنظيف الغبار واستبدال الختم المتهالك.
(4) اختبار البيئة الساحلية ذات الرذاذ المالح
وفقًا لـ ISO 9227، أقوم بإجراء اختبار CASS (48 ساعة، 50°C، pH3.1-3.3) أو اختبار الرذاذ المالح المحايد (480 ساعة)، ثم أتفحص للتآكل. يتم التحقق من الشد عبر انخفاض الضغط (≤10% انخفاض في 24 ساعة) أو استخدام مطياف الهيليوم.يُنصح بإجراء اختبار سنوي لمفاتيح السواحل.
(5) اختبار البيئة الصناعية للتشويش الكهرومغناطيسي (EMI)
أقوم بإجراء اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي وفقًا لـ GB/T 17626.2 (ESD ±8kV)، GB/T 17626.3 (المناعة الإشعاعية 10V/m)، وGB/T 17626.12 (المجال المغناطيسي المتأرجح المخمّد 200A/m).
للتشويش الكهرومغناطيسي ذو التردد العالي، أقوم باختبار نطاقات 3MHz، 10MHz، و30MHz وفقًا لـ IEC 61000-4-18، وأتحقق من معدل الخطأ الثنائي (≤10⁻⁶) وممانعة التوصيل المحمية (≤0.5Ω). يُنصح بإجراء اختبارات EMC كل ستة أشهر للبيئات ذات التعرض العالي للتشويش الكهرومغناطيسي.
(6) اختبار سيناريو التكامل بين الطاقة الشمسية والتخزين والشحن
أستخدم محلل البروتوكولات (مثل Wireshark) لتأكيد التوافق بين نظام تخزين الطاقة PCS وأعمدة الشحن (مثل Modbus RTU). اختبارات استجابة الحمل الديناميكي تحاكي تشغيل الحمل الكامل للطاقة الشمسية والتخزين والشحن لتقييم قابلية التشغيل فوق الحمولة (120% من التيار المحدد) وتزامن الحماية (فرق زمني بين وقت قطع محول الطاقة الشمسية وPCS ≤5ms).
ه. أدوات وا
