Welche Tests müssen für Lastschalter durchgeführt werden
Als Techniker mit jahrelanger Praxiserfahrung in der Leistungsprüfung verstehe ich die Wichtigkeit und Komplexität von Lastschalterprüfungen. Im Folgenden erläutere ich den gesamten Prozess der Lastschalterprüfung, von den Prüfparametern und -methoden bis hin zur Ausrüstung und den Verfahrensspezifikationen, unter Berücksichtigung meiner praktischen Erfahrungen.
I. Routineleistungsprüfung
(1) Schleifwiderstandsprüfung
Der Schleifwiderstand ist ein wesentlicher Indikator für die Leitfähigkeit eines Lastschalters. Ich folge streng den Normen GB/T 3804 und GB 1984 und verwende das Verfahren des Gleichspannungsabfalls mit einem Prüfstrom von mindestens 100A. Für 10kV-Lastschalter variieren die Standardwerte je nach Stromstärke: ≤50μΩ bei 630A und ≤20μΩ bei 3150A.
Während der Prüfung verwende ich einen SW-100A-Schleifwiderstandsprüfer und überprüfe sorgfältig, dass die Prüfvorrichtung gut mit den Kontakten in Kontakt steht. Das Prüfergebnis sollte nicht mehr als 120% des Werkswertes überschreiten; ein Überschreiten deutet auf schlechten Kontakt oder mechanische Schäden hin. Ich führe immer Prüfungen bei stabilen Temperaturen durch, um Ungenauigkeiten durch plötzliche Temperaturänderungen zu vermeiden.
(2) Netzfrequenz-Durchschlagswiderstandsprüfung
Diese Prüfung überprüft die Isolationsstärke von Lastschaltern. Für 10kV-Schalter wende ich 42kV/1min zwischen Phasen und zu Erde an, und 48kV/1min über den Unterbrechungspunkt, mit einem Leckstrom von ≤0,5mA.
Für 24kV-Schalter, die in hochgelegenen Gebieten verwendet werden, wird die Durchschlagswiderstandswertung nach der Höhe angepasst (7% Zunahme der elektrischen Abstände pro 1000m). Mit einem WGD-40kV-Durchschlagswiderstandsprüfer stelle ich sicher, dass die Spannungswellenform stabil ist. Bei Durchschlag oder Entladung stoppe ich die Prüfung sofort, um Fehler in der Isolation zu beheben.
(3) Aktive Laststromunterbrechungsprüfung
Diese Prüfung bewertet die Unterbrechungsfähigkeit von Lastschaltern gemäß GB/T 3804. Ich führe die Prüfung unter nomineller aktiver Lastbedingung durch, in der Regel bei 100% des Nennstroms (z.B. 630A).
Während der Prüfung überwache ich den Spitzenwert und die Zeitkoordinaten der transitorischen Wiederherstellungsspannung (TRV), um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen entsprechen. Für E1-Klassen-Schalter (mechanisches Leben ≥100.000 Zyklen) sind 10 Unterbrechungsprüfungen erforderlich; E2 (≥300.000 Zyklen) und E3 (≥1.000.000 Zyklen) erfordern 20 Prüfungen. Diese Ergebnisse sind entscheidend für die Bewertung der langfristigen Betriebsleistung.
II. Mechanische Zustandsprüfung
(1) Mechanisches Lebensdauertest
Die mechanische Lebensdauer ist ein wichtiger Indikator für die langfristige Zuverlässigkeit, klassifiziert als M1 (≥100.000 Zyklen) und M2 (≥300.000 Zyklen) gemäß GB/T 3804.
Ich führe Leerlauf-Schaltvorgänge durch und verwende einen SWT11-Mechanischen Charakteristikprüfer, um Parameter wie Schaltzeit, Hub und Geschwindigkeit zu erfassen, bis es zu Blockierungen oder ungewöhnlichen Bewegungen kommt. Für häufig betätigte Schalter empfehle ich halbjährliche mechanische Lebensdauertests, um die verbleibende Nutzungsdauer abzuschätzen.
(2) Öffnen/Schließen-Synchronisationstest
Die Synchronisation ist entscheidend für die Zuverlässigkeit dreiphasiger Schalter. Gemäß GB 1984-2003 sollte die Synchronisation beim Öffnen ≤1/6 Zyklus der Nennfrequenz (3,3ms bei 50Hz) und beim Schließen ≤1/4 Zyklus (5ms) betragen.
Mit einem hochpräzisen mechanischen Charakteristikprüfer messe ich die Zeitverschiebung der Dreiphasenkontaktoperationen. Für Schalter mit Bogenkontakten unterscheide ich sorgfältig zwischen Haupt- und Bogenkontaktsignalen, um Fehlbeurteilungen zu vermeiden. Wenn die Ergebnisse die Standards überschreiten, passe ich oder ersetze Bauteile im Betriebsmechanismus an.
(3) Kontaktdruck- und Verschleißtest
Kontaktdruck und Verschleiß beeinflussen direkt die Leitfähigkeit. Der konventionelle Kontaktdruck eines Lastschalters beträgt typischerweise ~200N, variiert jedoch nach Typ: Steckverbinder (z.B. GW4, GW5) ≥130N pro Finger, Klemmschalter (z.B. GW6, GW16) ≥300N, und Klappenschalter (z.B. GN2-Reihe) ≥200N.
Mit einem ZSKC-9000-Kontaktdruckprüfer messe ich den Kontaktdruck jedes Fingers mittels simulierter Kontaktsensoren. Ich prüfe auch den Verschleiß: für Vakuumschalter sollten die Verschleißspuren des beweglichen Kontakts nicht 3mm überschreiten, andernfalls muss ersetzt werden. Indem ich die Prüfergebnisse mit den Werkdaten vergleiche, ersetze ich Kontakte, wenn der Druck um >20% fällt oder der Verschleiß die Grenzwerte überschreitet.
III. Isolationsleistungstest
(1) Isolationswiderstandstest
Dieser grundlegende Test verwendet einen 2500V-Megohmmeter, um den Isolationswiderstand zwischen Phasen und zu Erde (≥1000MΩ) und den Hilfskreiswiderstand (≥1MΩ für SF6-Schalter) zu messen.Ich stelle sicher, dass der Schalter offen und vom System isoliert ist, während der Prüfung. Wenn der Isolationswiderstand auf <75% des Anfangswerts sinkt, vermute ich Feuchtigkeit oder Alterung und führe weitere Untersuchungen durch. Ich führe Widerstandstests vor und nach dem Durchschlagswiderstandstest durch – wenn sich die Ergebnisse um >30% unterscheiden, deuten dies auf Isolationsdefekte hin.
(2) SF6-Gas-Isolationsprüfung
Für SF6-Schalter teste ich die Gasfeuchtigkeit (≤150μL/L in Bogenkammern, ≤300μL/L an anderen Stellen), Reinheit (≥97%) und Dichtigkeit (≤10% Druckabfall über 24h) mit einem GD-3000-Detektor und Infrarotspektrometer.Nichtkonforme Ergebnisse deuten auf Leckagen oder Verunreinigungen hin und erfordern sofortiges Handeln. Ich empfehle halbjährliche Gastests für im Einsatz befindliche SF6-Schalter, um die Isolationsstabilität aufrechtzuerhalten.
(3) Teilentladungsprüfung (PD) für feste Isolierstoffe
Dieser Test prüft Harz und andere feste Isolierstoffe gemäß GB/T 3906-2020: PD sollte ≤20pC bei 1,2-facher Nennspannung für feste Isolierstoffe und ≤100pC für Luftisolierung betragen.Er wird in einem vollständig abgeschirmten Labor mit einem Haefely DDX-9101-PD-Prüfer und einem PD-freien Transformator durchgeführt. Ein Überschreiten der Grenzwerte deutet auf Hohlräume oder Defekte in der Isolierung hin. Ich führe PD-Tests auf neuen fest isolierten Schaltern vor der Inbetriebnahme durch, um Qualität zu gewährleisten.
IV. Spezielle Umgebungsanpassungstests
(1) Hochgelegenheitsumgebungstest
Gemäß GB/T 20626.1-2017 passe ich die Isolationsstufen nach der Höhe an: G2 (1000-2000m), G2.5 (2000-2500m), G3 (2500-3000m), G4 (3000-4000m), G5 (4000-5000m).In einer simulierten Höhenumgebung (z.B. 80kPa für 2000m) überprüfe ich die elektrischen Abstände (7% Zunahme pro 1000m) und Kriechwege (25% Zunahme für Verschmutzungsgrad 3). PD-Tests in Simulation erfordern ≤10pC, um Koronaalterung bei niedrigem Druck zu verhindern.
(2) Extremkalte-Umgebungstest
Für kalte Regionen teste ich den Isolationswiderstand bei tiefen Temperaturen (-40°C: Hauptkreis ≥0,4MΩ, Hilfskreis ≥1MΩ) und die Betriebsleistung.Bei -40°C überprüfe ich die Spannung und Synchronisation beim Öffnen und Schließen, sowie mechanische Blockierungen. Quartalsweise Kalte-Tests werden für Schalter in langfristig kalten Umgebungen empfohlen.
(3) Hochstaubige-Umgebungstest
Ich teste IP54+ Schutz gemäß GB/T 4208 mit einem GD-1000-Staub- und Sandkammer (8-Stunden-Test) und überwache die Wärmeabgabe mit einem Infrarot-Thermografiegerät (Temperaturanstieg ≤50K bei Volllast).Trimestrische Tests werden empfohlen, um Staub zu reinigen und alternde Dichtungen zu ersetzen.
(4) Küsten-Salznebel-Umgebungstest
Gemäß ISO 9227 führe ich CASS- (48h, 50°C, pH3.1-3.3) oder neutrale Salznebeltests (480h) durch und inspiziere anschließend Korrosion. Die Dichtigkeit wird durch Druckabfall (≤10% Abfall in 24h) oder Helium-Massenspektrometrie überprüft.Jährliche Tests werden für Küstenschalter empfohlen.
(5) Industrielle elektromagnetische Störungsumgebungstest (EMI)
Ich führe EMV-Kompatibilitätstests gemäß GB/T 17626.2 (ESD ±8kV), GB/T 17626.3 (strahlende Immunität 10V/m) und GB/T 17626.12 (gedämpfte oszillierende Magnetfelder 200A/m) durch.
Für hohe Frequenzen EMI teste ich die 3MHz, 10MHz und 30MHz-Bänder gemäß IEC 61000-4-18, um die Bitfehlerrate (≤10⁻⁶) und die Abschirmkabel-Bodenwiderstand (≤0,5Ω) zu überprüfen. Halbjährliche EMV-Tests werden für stark EMI-belastete Umgebungen empfohlen.
(6) Photovoltaik-Speicher-Ladung-integrierte Szenarioprüfung
Ich verwende einen Protokollanalysegeräte (z.B. Wireshark), um die Kompatibilität zwischen Energiespeicher-PCS und Ladesäulen (z.B. Modbus RTU) zu überprüfen. Dynamische Lastantworttests simulieren den Vollastbetrieb von PV, Speicher und Ladung, um die Überlastfähigkeit (120% Nennstrom) und den Schutzzeitpunkt (PV-Inverter- und PCS-Auslösezeitunterschied ≤5ms) zu bewerten.
V. Prüfgeräte und -ausrüstung
(1) Schleifwiderstandsprüfer
Harmonische Verzerrung (THD≤5%) und Spannungsschwankungen (≤2%) werden am Punkt gemeinsamer Anschluss mit einem APView400 gemessen. Trimestrische Tests werden für integrierte Szenarien empfohlen.
Modelle wie SW-100A und SW-2000 verwenden das Verfahren des Gleichspannungsabfalls mit 100A+ Strom, mit einem Fehler von ≤0,1% für präzise Messungen. Ich stelle sicher, dass die Vorrichtung gut sitzt und wähle geeignete Bereiche für verschiedene Stromstärken.
(2) Mechanischer Charakteristikprüfer
Geräte wie SWT11 und MOEORW-5180 messen die Öffnen- und Schließen-Geschwindigkeit, Synchronisation und Kontaktdruck mit einem Fehler von ≤1%. Für Schalter mit Bogenkontakten unterscheide ich Signalpunkte, um Fehlbeurteilungen zu vermeiden, und halte den Sensor senkrecht zum Schalterkörper.
(3) SF6-Gasdetektor
Modelle wie GD-3000 und SF6-Reinheitsprüfer messen Feuchtigkeit (±5% Genauigkeit), Reinheit (±0,5%) und Druck (±0,1%). Ich verwende spezielle Probeschläuche, um repräsentative Gasproben für halbjährliche Tests sicherzustellen.
(4) Teilentladungsprüfer
Hochsensitive (1pC) Prüfer wie Haefely DDX-9101 und Siemens PD160 werden in abgeschirmten Labors mit PD-freien Transformatorien für Vorinbetriebnahmetests auf neue fest isolierte Schalter verwendet.
