Какви тестове трябва да се проведат за ключовете за натоварване

Като техник с многогодишен опит във филд-тестове на електроенергийни системи, разбирам важността и сложността на тестовете на ключове за натоварване. По-долу комбинирам практическия си опит, за да обясня целия процес на тестовете на ключовете за натоварване, от тестови артикули и методи до оборудване и процедурни спецификации.

I. Рутинни електрически изпитвания
(1) Изпитване на контурното съпротивление

Контурното съпротивление е основен показател за оценка на провеждащата способност на ключа за натоварване. Строго спазвам стандартите GB/T 3804 и GB 1984, използвайки метода на DC нападение на напрежението с ток, който не е по-малък от 100А. За ключове за натоварване на 10кВ, стандартните стойности варират според тока: ≤50μΩ при 630А и ≤20μΩ при 3150А.

По време на изпитването използвам специализиран тестер за контурно съпротивление SW-100A и внимателно проверявам дали тестовият фиксаж прави добро контакт с контакти. Резултатът от изпитването не трябва да надвишава 120% от заводската стойност; превишаването указва лош контакт или механична повреда. Винаги провеждам изпитванията при стабилни температури, за да се избегнат неточности, причинени от внезапни изменения на температурата.

(2) Изпитване на издръжливостта на сетьово напрежение

Този изпит проверява изолационната сила на ключовете за натоварване. За ключове на 10кВ прилагам 42кВ/1мин между фазите и към земята, и 48кВ/1мин през прекъсването, с утечка на ток ≤0.5мА.

За ключове на 24кВ, използвани в условия на висока надморска височина, издръжливостта на напрежението се коригира според височината (7% увеличение на електрическата клиренция за всеки 1000м). Използвайки тестер за издръжливост на напрежението WGD-40kV, осигурявам стабилна форма на вълната на тестовото напрежение. Ако се появи пробив или проблясване, веднага спирам изпитването, за да намеря и поправя дефектите в изолацията.

(3) Изпитване на прекъсване на активен ток на натоварване

Този изпит оценява способността за прекъсване на ключовете за натоварване според GB/T 3804. Провеждам изпитването при номинален активен ток, обикновено при 100% от номиналния ток (например 630А).

По време на изпитването мониторирам възстановителното напрежение (TRV) пик и времеви координати, за да се уверя, че те отговарят на проектните изисквания. За ключове клас E1 (механичен живот ≥100,000 цикли) са необходими 10 изпитвания за прекъсване; E2 (≥300,000 цикли) и E3 (≥1,000,000 цикли) изискват 20 изпитвания. Тези резултати са важни за оценка на дългосрочната оперативна производителност.

II. Механични изпитвания
(1) Изпитване на механичния живот

Механичният живот е ключов показател за дългосрочната надеждност, класифициран като M1 (≥100,000 цикли) и M2 (≥300,000 цикли) според GB/T 3804.

Изпълнявам безнагрузкови операции за отваряне/затваряне, използвайки SWT11 тестер за механични характеристики, за да записвам параметри като време на операция, ход и скорост, докато не се появи блокиране или аномално движение. За често използваните ключове препоръчвам полугодишни изпитвания на механичния живот, за да се оцени оставащият им работен живот.

(2) Изпитване на синхронизацията при отваряне/затваряне

Синхронизацията е критична за надеждността на трифазните ключове. Според GB 1984-2003, синхронизацията при отваряне трябва да бъде ≤1/6 цикъл от номиналната честота (3.3мс при 50Hz), а синхронизацията при затваряне ≤1/4 цикъл (5мс).

Използвайки високопрецизен тестер за механични характеристики, записвам времевата разлика в операциите на трифазните контакти. За ключове с дъгови контакти внимателно различавам сигнали от главни и дъгови контакти, за да се избегне грешна оценка. Ако резултатите надвишат стандарти, коригирам или заменям компоненти в операционната система.

(3) Изпитване на контактното налягане и износ

Контактното налягане и износ директно влияят на провеждащата способност. Конвенционалното контактно налягане на ключовете за натоварване обикновено е ~200Н, варира според типа: плъгин ключове (например GW4, GW5) ≥130Н за всяко „пърсто“, щипкови ключове (например GW6, GW16) ≥300Н, и перкусни ключове (например GN2 серия) ≥200Н.

Използвайки ZSKC-9000 тестер за контактно налягане, измервам контактното налягане на всяко „пърсто“ чрез симулирани контактни сензори. Освен това инспектирам износа: за вакуумни ключове, износът на движещия контакт не трябва да надвишава 3мм, или е необходима замяна. Сравнявайки резултатите от изпитването с заводски записи, заменям контактите, ако налягането спадне с >20% или износът надвиши границите.

III. Изпитвания на изолационната производителност
(1) Изпитване на изолационното съпротивление

Този основен изпит използва мегометър на 2500В за измерване на интерфейсната и земна изолационна съпротивителност (≥1000MΩ) и съпротивителността на допълнителната верига (≥1MΩ за SF6 ключове).Осигурявам, че ключът е отворен и изолиран от системата по време на изпитването. Ако изолационната съпротивителност спадне под 75% от началната стойност, подозирам влага или стареене и провеждам допълнителни инспекции. Изпълнявам изпитвания на съпротивителността преди и след изпитването на издръжливостта на напрежението - ако резултатите се различават с >30%, това указва на изолационни дефекти.

(2) Изпитване на изолацията с SF6 газ

За ключове с SF6 газ, изпитвам влажността на газа (≤150μL/L в камери за дъга, ≤300μL/L другаде), чистотата (≥97%) и герметичността (≤10% спад на налягането за 24ч) използвайки GD-3000 детектор и инфрачервен спектрометър.Резултати, които не съответстват, указват на утечка или замърсяване, изискващи незабавно действие. Препоръчвам полугодишни изпитвания на газа за ключове с SF6, които са в употреба, за да се поддържа изолационната стабилност.

(3) Изпитване на частичните разряди (PD) за твърди изолатори

Този изпит проверява епоксидни и други твърди изолатори според GB/T 3906-2020: PD трябва да бъде ≤20pC при 1.2× номинално напрежение за твърди изолатори, и ≤100pC за въздушни изолатори.Провеждам PD изпитвания в пълно изолирана лаборатория, използвайки Haefely DDX-9101 PD тестер с PD-безплатен трансформатор, превишаването на ограниченията указва на празнини или дефекти в изолацията. Провеждам PD изпитвания на нови твърдоизолирани ключове преди влизането им в употреба, за да се гарантира качеството.

IV. Изпитвания за прилагане в специални условия
(1) Изпитване в условия на висока надморска височина

Според GB/T 20626.1-2017, коригирам изолационните нива според височината: G2 (1000-2000м), G2.5 (2000-2500м), G3 (2500-3000м), G4 (3000-4000м), G5 (4000-5000м).Изпитвам в симулирани условия на височина (например 80кПа за 2000м), за да проверя електрическите клиренции (7% увеличение за всеки 1000м) и капилярните разстояния (25% увеличение за степен на замърсяване 3). PD изпитвания в симулация изискват ≤10pC, за да се предотврати коронално стареене при ниско налягане.

(2) Изпитване в условия на крайно студено околнo среда

За райони със силни студове, изпитвам изолационната съпротивителност при ниска температура (-40°C: главна верига ≥0.4MΩ, допълнителна верига ≥1MΩ) и оперативната производителност.При -40°C, проверявам напрежението за отваряне/затваряне и синхронизацията, проверявам за механично заблокиране. Квартални изпитвания при студ се препоръчват за ключове, които са в продължително студена среда.

(3) Изпитване в условия на високо запрашване

Изпитвам IP54+ защита според GB/T 4208, използвайки GD-1000 пясъчен-прахов камерен (8-часов изпит) и мониторирам разсейването на топлината с инфрачервен термограф (температурен скачък ≤50K при пълна нагрузка).Триседмични изпитвания се препоръчват за чистене на прах и замяна на стареещи уплътнения.

(4) Изпитване в условия на приморска солна мъгла

Според ISO 9227, провеждам CASS (48ч, 50°C, pH3.1-3.3) или нейтрална солна мъгла (480ч) изпитвания, след което инспектирам за корозия. Герметичността се проверява чрез спад на налягането (≤10% спад за 24ч) или хелиев спектрометрия.Годишни изпитвания се препоръчват за приморски ключове.

(5) Изпитване в условия на индустриална електромагнитна interferенция (EMI)

Изпълнявам EMC съвместимост изпитвания според GB/T 17626.2 (ESD ±8кВ), GB/T 17626.3 (радиационна имунитет 10В/м), и GB/T 17626.12 (замършен колебащ магнитно поле 200А/м).

За високочестотна EMI, изпитвам 3MHz, 10MHz, и 30MHz диапазони според IEC 61000-4-18, проверявам битова грешка (≤10⁻⁶) и съпротивителността на заземените кабели (≤0.5Ω). Полугодишни EMC изпитвания се препоръчват за околнa среда с висока EMI.

(6) Изпитване на интегриран сценарий за фотоелектричество-храна-зареждане

Използвам протоколен анализатор (например Wireshark) за проверка на съвместимостта между PCS за храна и зареждащи стойки (например Modbus RTU). Динамични изпитвания на реакцията на динамичната нагрузка симулират работа при пълна нагрузка на PV, храна и зареждане, за да се оцени способността за преобладаване (120% номинален ток) и времето на защита (разлика в времето за прекъсване на PV инвертора и PCS ≤5мс).

V. Инструменти и оборудване за изпитвания
(1) Тестер за контурно съпротивление

Хармонично искажение (THD≤5%) и колебание на напрежението (≤2%) се измерват в точката на общо свързване, използвайки APView400. Квартални изпитвания се препоръчват за интегрирани сценарии.

Модели като SW-100A и SW-2000 използват метода на DC нападение на напрежението с ток 100А+, с грешка ≤0.1% за прецизни измервания. Осигурявам тясно контакт на фиксажа и избирам подходящи диапазони за различни токови нива.

(2) Тестер за механични характеристики

Устройства като SWT11 и MOEORW-5180 измерват скоростта на отваряне/затваряне, синхронизацията и контактното налягане с грешка ≤1%. За ключове с дъгови контакти, различавам точки на сигнали, за да се избегне грешна оценка, държащ сензора вертикално към корпуса на ключа.

(3) Детектор за SF6 газ

Модели като GD-3000 и тестери за чистотата на SF6 измерват влажността (±5% точност), чистотата (±0.5%), и налягането (±0.1%). Използвам специализирани пробници, за да се гарантират представителни проби на газ за полугодишни изпитвания.

(4) Детектор за частични разряди

Високочувствителни (1pC) тестери като Haefely DDX-9101 и Siemens PD160 се използват в изолирани лаборатории с PD-безплатни трансформатори за предкомисионни изпитвания на нови твърдоизолирани ключове.