چه آزمون‌هایی باید برای کلیدهای بار انجام شود

به عنوان یک فنی با سال‌ها تجربه در تست قدرت در محل، من اهمیت و پیچیدگی تست کلید بار را درک می‌کنم. در زیر، ترکیب تجربه عملی خود را برای بیان کامل فرآیند تست کلید بار از آزمون‌های مختلف و روش‌ها تا تجهیزات و مشخصات رویه‌ای ارائه می‌دهم.

I. تست عملکرد الکتریکی معمولی
(1) تست مقاومت حلقه

مقاومت حلقه یک شاخص اصلی برای ارزیابی هدایت‌پذیری کلید بار است. من به صورت دقیق به استانداردهای GB/T 3804 و GB 1984 پیروی می‌کنم و از روش پرتقال دی‌سی با جریان آزمون حداقل 100A استفاده می‌کنم. برای کلیدهای بار 10kV، مقادیر استاندارد بر اساس نرخ جریان متفاوت است: ≤50μΩ در 630A و ≤20μΩ در 3150A.

 در طول تست، از یک دستگاه تست مقاومت حلقه اختصاصی SW-100A استفاده می‌کنم و دقت می‌کنم که تجهیزات تست با تماس‌ها تماس خوبی داشته باشند. نتیجه تست نباید بیش از 120٪ مقدار کارخانه‌ای باشد؛ اگر این مقدار را تجاوز کند، نشان‌دهنده تماس ضعیف یا آسیب مکانیکی است. همیشه تست‌ها را در شرایطی که دما ثابت است انجام می‌دهم تا از عدم دقت ناشی از تغییرات ناگهانی دما جلوگیری کنم.

(2) تست تحمل ولتاژ موج‌دار

این تست قدرت عایق کلیدهای بار را تأیید می‌کند. برای کلیدهای 10kV، 42kV/1دقیقه بین فازها و به زمین و 48kV/1دقیقه در محل قطع، با جریان نشت ≤0.5mA اعمال می‌کنم.

برای کلیدهای 24kV که در محیط‌های بلندارتفاع استفاده می‌شوند، ولتاژ تحمل بر اساس ارتفاع تنظیم می‌شود (افزایش 7٪ در فاصله الکتریکی به ازای هر 1000 متر). با استفاده از دستگاه تست تحمل ولتاژ WGD-40kV، مطمئن می‌شوم که موج ولتاژ آزمون پایدار است. اگر تخریب یا تشعشع رخ دهد، فوراً تست را متوقف کرده و عیوب عایق را بررسی و تعمیر می‌کنم.

(3) تست قطع جریان بار فعال

این تست قابلیت قطع کلیدهای بار را بر اساس GB/T 3804 ارزیابی می‌کند. تست را تحت شرایط بار فعال متعارف انجام می‌دهم، معمولاً در 100٪ جریان متعارف (مانند 630A).

در طول تست، نظارت بر نسبت ولتاژ بازیابی موقت (TRV) و مختصات زمانی را برای اطمینان از رعایت الزامات طراحی انجام می‌دهم. برای کلیدهای کلاس E1 (عمر مکانیکی ≥100,000 دور)، 10 تست قطع لازم است؛ E2 (≥300,000 دور) و E3 (≥1,000,000 دور) نیاز به 20 تست دارند. این نتایج برای ارزیابی عملکرد بلندمدت بسیار مهم هستند.

II. تست وضعیت مکانیکی
(1) تست عمر مکانیکی

عمر مکانیکی یک شاخص کلیدی برای قابلیت اطمینان بلندمدت است، که به M1 (≥100,000 دور) و M2 (≥300,000 دور) بر اساس GB/T 3804 تقسیم‌بندی می‌شود.

من عملیات باز و بسته شدن بدون بار را انجام می‌دهم و از یک دستگاه تست ویژگی‌های مکانیکی SWT11 برای ضبط پارامترهایی مانند زمان عملیات، پیمایش و سرعت تا زمانی که قطع یا حرکت غیرطبیعی رخ دهد استفاده می‌کنم. برای کلیدهای مورد استفاده مکرر، تست عمر مکانیکی نیمه‌سالانه را برای ارزیابی عمر باقی‌مانده توصیه می‌کنم.

(2) تست همزمانی باز و بسته شدن

همزمانی برای قابلیت اعتماد سوئیچ‌های سه‌فاز بسیار مهم است. بر اساس GB 1984-2003، همزمانی باز شدن باید ≤1/6 دور فرکانس متعارف (3.3ms در 50Hz) و همزمانی بسته شدن ≤1/4 دور (5ms) باشد.

با استفاده از یک دستگاه تست ویژگی‌های مکانیکی با دقت بالا، تفاوت زمانی عملیات تماس‌های سه‌فاز را ضبط می‌کنم. برای سوئیچ‌های با تماس‌های آتش‌زا، بین سیگنال‌های تماس اصلی و آتش‌زا تمایز می‌کنم تا از تشخیص غلط جلوگیری کنم. اگر نتایج از استانداردها فراتر رود، مولفه‌های مکانیسم عملیات را تنظیم یا تعویض می‌کنم.

(3) تست فشار تماس و افت‌کاری

فشار تماس و افت‌کاری مستقیماً بر هدایت‌پذیری تأثیر می‌گذارند. فشار تماس متعارف کلیدهای بار معمولاً ~200N است، که بر اساس نوع متفاوت است: سوئیچ‌های پلاگ-این (مانند GW4، GW5) ≥130N برای هر انگشت، سوئیچ‌های گیره‌ای (مانند GW6، GW16) ≥300N، و سوئیچ‌های زنگی (مانند GN2 سری) ≥200N.

با استفاده از یک دستگاه تست فشار تماس ZSKC-9000، فشار تماس هر انگشت را از طریق سنسورهای تماس شبیه‌سازی شده اندازه‌گیری می‌کنم. همچنین افت‌کاری را بررسی می‌کنم: برای سوئیچ‌های خلاء، نشانه‌های افت‌کاری تماس متحرک نباید بیش از 3mm باشد، در غیر این صورت جایگزینی لازم است. با مقایسه نتایج آزمون با سوابق کارخانه‌ای، اگر فشار بیش از 20٪ کاهش یا افت‌کاری بیش از حد باشد، تماس‌ها را جایگزین می‌کنم.

III. تست عملکرد عایق
(1) تست مقاومت عایق

این تست بنیادی با استفاده از مگاهم‌متر 2500V مقاومت عایق بین فازها و زمین (≥1000MΩ) و مقاومت مدار کمکی (≥1MΩ برای سوئیچ‌های SF6) را اندازه‌گیری می‌کند.من مطمئن می‌شوم که سوئیچ در حالت باز و از سیستم جدا شده در زمان آزمون است. اگر مقاومت عایق به کمتر از 75٪ مقدار اولیه برسد، احتمال وجود رطوبت یا قدیمی شدن را می‌شناسم و بررسی‌های بیشتری انجام می‌دهم. تست مقاومت را قبل و بعد از تست تحمل ولتاژ انجام می‌دهم—اگر نتایج بیش از 30٪ متفاوت باشند، نشان‌دهنده عیب در عایق است.

(2) تست عایق SF6

برای سوئیچ‌های SF6، رطوبت گاز (≤150μL/L در کامره‌های آتش‌زا، ≤300μL/L در سایر نقاط)، خالصی (≥97%) و تنگنا (≤10% کاهش فشار در 24 ساعت) را با استفاده از یک دستگاه GD-3000 و طیف‌سنج اشعه مادون‌قرمز آزمون می‌کنم.نتایج غیرمطابق نشان‌دهنده لوکس یا آلودگی هستند و نیاز به اقدام فوری دارند. تست گازی نیمه‌سالانه برای سوئیچ‌های SF6 در خدمت را برای حفظ ثبات عایق توصیه می‌کنم.

(3) تست تخلیه جزئی (PD) برای عایق‌های جامد

این تست برای اپوکسی و سایر عایق‌های جامد بر اساس GB/T 3906-2020 انجام می‌شود: PD باید ≤20pC در 1.2× ولتاژ متعارف برای عایق‌های جامد و ≤100pC برای عایق‌های هوایی باشد.تست در آزمایشگاه کاملاً محافظ شده با استفاده از یک دستگاه تست PD Haefely DDX-9101 با ترانسفورماتور بدون PD انجام می‌شود. اگر حدود رعایت نشوند، نشان‌دهنده وجود حفره‌ها یا عیب در عایق است. تست PD را بر روی سوئیچ‌های جدید با عایق جامد قبل از بهره‌برداری انجام می‌دهم تا کیفیت را تضمین کنم.

IV. تست تطبیق با محیط‌های خاص
(1) تست محیط بلندارتفاع

بر اساس GB/T 20626.1-2017، سطوح عایق را بر اساس ارتفاع تنظیم می‌کنم: G2 (1000-2000m)، G2.5 (2000-2500m)، G3 (2500-3000m)، G4 (3000-4000m)، G5 (4000-5000m).در محیط شبیه‌سازی شده بلندارتفاع (مانند 80kPa برای 2000m)، فواصل الکتریکی (افزایش 7٪ به ازای هر 1000m) و فواصل پخش (افزایش 25٪ برای سطح آلودگی 3) را تأیید می‌کنم. تست PD در شبیه‌سازی نیاز به ≤10pC دارد تا از پیری کرونایی در فشار پایین جلوگیری کند.

(2) تست محیط سرد شدید

برای مناطق سرد، مقاومت عایق در دمای پایین (-40°C: مدار اصلی ≥0.4MΩ، مدار کمکی ≥1MΩ) و عملکرد عملیاتی را تست می‌کنم.در -40°C، ولتاژ باز و بسته شدن و همزمانی را تأیید می‌کنم و برای سختی مکانیکی بررسی می‌کنم. تست‌های سرد سه‌ماهه برای سوئیچ‌های در محیط‌های سرد بلندمدت توصیه می‌شود.

(3) تست محیط پرگرد و خاک

من IP54+ را بر اساس GB/T 4208 با استفاده از یک کابینه گرد و خاک GD-1000 (آزمون 8 ساعته) تست می‌کنم و با استفاده از یک تصویربرداری ترمیک مادون‌قرمز (افزایش دما ≤50K در بار کامل) گرمایش را نظارت می‌کنم.تست‌های سه‌ماهه برای پاکسازی گرد و خاک و تعویض دیواره‌های قدیمی توصیه می‌شود.

(4) تست محیط اسپری شور در ساحل

بر اساس ISO 9227، تست‌های CASS (48h، 50°C، pH3.1-3.3) یا اسپری شور خنثی (480h) را انجام می‌دهم و سپس برای فرسودگی بررسی می‌کنم. تنگنا با کاهش فشار (کاهش ≤10٪ در 24 ساعت) یا طیف‌سنج هلیوم تأیید می‌شود.تست‌های سالانه برای سوئیچ‌های ساحلی توصیه می‌شود.

(5) تست محیط تداخل الکترومغناطیسی (EMI) صنعتی

من تست‌های سازگاری EMC را بر اساس GB/T 17626.2 (ESD ±8kV)، GB/T 17626.3 (ایمنی رادیویی 10V/m) و GB/T 17626.12 (میدان مغناطیسی نوسانی دمیده 200A/m) انجام می‌دهم.

برای EMI با فرکانس بالا، باندهای 3MHz، 10MHz و 30MHz را بر اساس IEC 61000-4-18 تست می‌کنم و نرخ خطای بیت (≤10⁻⁶) و مقاومت زمینی کابل‌های محافظ (≤0.5Ω) را تأیید می‌کنم. تست‌های نیمه‌سالانه EMC برای محیط‌های با EMI زیاد توصیه می‌شود.

(6) تست سناریوی یکپارچه ذخیره‌سازی-شارژ-فتوولتائیک

من از یک تحلیل‌گر پروتکل (مانند Wireshark) برای تأیید سازگاری بین PCS ذخیره‌سازی انرژی و پایلهای شارژ (مانند Modbus RTU) استفاده می‌کنم. تست‌های پاسخ بار دینامیکی شبیه‌سازی عملیات بار کامل فتوولتائیک، ذخیره‌سازی و شارژ را برای ارزیابی قابلیت بار مازاد (120٪ جریان متعارف) و زمان حفاظت (اختلاف زمان قطع ترانسفورماتور فتوولتائیک و PCS ≤5ms) انجام می‌دهم.

V. ابزارها و تجهیزات تست
(1) دستگاه تست مقاومت حلقه

حرکت توافقي (THD≤5%) و نوسان ولتاژ (≤2%) را در نقطه مشترک با استفاده از APView400 اندازه‌گیری می‌کنم. تست‌های سه‌ماهه برای سناریوهای یکپارچه توصیه می‌شود.

مدل‌هایی مانند SW-100A و SW-2000 از روش پرتقال دی‌سی با جریان 100A+ استفاده می‌کنند و دارای خطای ≤0.1٪ برای اندازه‌گیری‌های دقیق هستند. من مطمئن می‌شوم که تماس تجهیزات محکم است و محدوده‌های مناسب برای نرخ‌های جریان مختلف را انتخاب می‌کنم.

(2) دستگاه تست ویژگی‌های مکانیکی

دستگاه‌هایی مانند SWT11 و MOEORW-5180 سرعت باز و بسته شدن، همزمانی و فشار تماس را با خطای ≤1٪ اندازه‌گیری می‌کنند. برای سوئیچ‌های با تماس‌های آتش‌زا، نقاط سیگنال را تمایز می‌کنم تا از تشخیص غلط جلوگیری کنم و سنسور را عمود بر بدنه سوئیچ نگه می‌دارم.

(3) دستگاه آشکارساز گاز SF6

مدل‌هایی مانند GD-3000 و آشکارساز خالصی SF6 رطوبت گاز (±5٪ دقت)، خالصی (±0.5٪) و فشار (±0.1٪) را اندازه‌گیری می‌کنند. از لوله‌های نمونه‌برداری اختصاصی استفاده می‌کنم تا نمونه‌های گاز نماینده برای تست‌های نیمه‌سالانه داشته باشم.

(4) دستگاه آشکارساز تخلیه جزئی

دستگاه‌های با حساسیت بالا (1pC) مانند Haefely DDX-9101 و Siemens PD160 در آزمایشگاه‌های محافظ شده با ترانسفورماتورهای بدون PD برای تست‌های پیش از بهره‌برداری سوئیچ‌های جدید با عایق جامد استفاده می‌شوند.