چه آزمون‌هایی باید برای کلیدهای بار انجام شود

به عنوان یک فنی که سال‌ها تجربه کاری در میدان تست برق دارد، اهمیت و پیچیدگی تست قطعکن بار را درک می‌کنم. در ادامه با ترکیب تجربیات عملی، فرآیند کامل تست قطعکن بار را از آزمون‌ها و روش‌ها تا تجهیزات و مشخصات رویه‌ای توضیح می‌دهم.

I. تست‌های عملکرد الکتریکی معمول
(1) تست مقاومت حلقه

مقاومت حلقه یک شاخص اصلی برای ارزیابی هدایت‌پذیری قطعکن بار است. من به طور دقیق به استانداردهای GB/T 3804 و GB 1984 پایبند هستم و از روش کاهش ولتاژ مستقیم با جریان تست حداقل 100A استفاده می‌کنم. برای قطعکن‌های 10kV، مقادیر استاندارد بر اساس ظرفیت جریان متفاوت است: ≤50μΩ در 630A و ≤20μΩ در 3150A.

در زمان تست، از یک دستگاه تست مقاومت حلقه اختصاصی SW-100A استفاده می‌کنم و دقت می‌کنم که دستگاه تست با تماس‌ها خوب تماس داشته باشد. 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 شرایط ثابت دما انجام می‌دهم تا از عدم دقت ناشی از تغییرات دمایی ناگهانی جلوگیری شود.

(2) تست تحمل ولتاژ فرکانس تجاری

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

برای قطعکن‌های 24kV استفاده شده در محیط‌های ارتفاعی، ولتاژ تحمل بر اساس ارتفاع (افزایش 7٪ در فاصله الکتریکی هر 1000m) تنظیم می‌شود. با استفاده از یک دستگاه تست تحمل ولتاژ WGD-40kV، مطمئن می‌شوم که موج ولتاژ تست ثابت است. اگر شکست یا قوس الکتریکی رخ دهد، فوراً تست را متوقف می‌کنم تا بازرسی و تعمیر نقصان‌های عایقی انجام شود.

(3) تست قطع جریان بار فعال

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

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

II. تست‌های وضعیت مکانیکی
(1) تست عمر مکانیکی

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

عملیات باز و بسته بدون بار را انجام می‌دهم و با استفاده از یک دستگاه مشخصه‌های مکانیکی SWT11 پارامترهایی مانند زمان عملیات، مسافت و سرعت را ثبت می‌کنم تا زمانی که گیر یا حرکت غیرعادی رخ دهد. برای قطعکن‌های مورد استفاده مکرر، تست‌های نیمه‌سالانه عمر مکانیکی را توصیه می‌کنم تا عمر باقی‌مانده را ارزیابی کنم.

(2) تست همزمانی باز و بسته

همزمانی برای قابلیت اطمینان قطعکن‌های سه‌فازی بسیار مهم است. طبق GB 1984-2003، همزمانی باز شدن باید ≤1/6 چرخه فرکانس اسمی (3.3ms در 50Hz) و همزمانی بسته شدن ≤1/4 چرخه (5ms) باشد.

با استفاده از یک دستگاه مشخصه‌های مکانیکی با دقت بالا، تفاوت زمانی عملیات تماس‌های سه‌فازی را ثبت می‌کنم. برای قطعکن‌های با تماس‌های قوسی، بین سیگنال‌های تماس اصلی و تماس قوسی تمایز قائل می‌شوم تا از تشخیص غلط جلوگیری شود. اگر نتایج از استانداردها تجاوز کنند، قطعات در مکانیسم عملیاتی را تنظیم یا جایگزین می‌کنم.

(3) تست فشار تماس و سایش

فشار تماس و سایش به طور مستقیم هدایت‌پذیری را تحت تأثیر قرار می‌دهند. فشار تماس معمولی قطعکن‌های بار معمولاً ~200N است، که بر اساس نوع متفاوت است: قطعکن‌های پلاگین (مانند GW4، GW5) ≥130N برای هر انگشت، قطعکن‌های گیره‌ای (مانند GW6، GW16) ≥300N، و قطعکن‌های چاقویی (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 سایش را بررسی می‌کنم: برای قطعکن‌های خلاء، علامت‌های سایش تماس متحرک نباید بیش از 3mm باشد، در غیر این صورت جایگزینی لازم است. با مقایسه نتایج تست با سوابق کارخانه‌ای، اگر فشار بیش از 20٪ کاهش یافته یا سایش بیش از حد باشد تماس‌ها را جایگزین می‌کنم.

III. تست‌های عملکرد عایقی
(1) تست مقاومت عایقی

این تست بنیادی با استفاده از یک مگاهم‌متر 2500V مقاومت عایقی بین فازها و زمین (≥1000MΩ) و مدار کمکی (≥1MΩ برای قطعکن‌های SF6) را اندازه‌گیری می‌کند.اطمینان می‌دهم که قطعکن در حالت باز و از سیستم جدا شده باشد. اگر مقاومت عایقی به کمتر از 75٪ مقدار اولیه کاهش یابد، مشکلات رطوبت یا سنگین شدن را مشکوک می‌کنم و بازرسی‌های بیشتر انجام می‌دهم. تست‌های مقاومت را قبل و بعد از تست تحمل ولتاژ انجام می‌دهم - اگر نتایج بیش از 30٪ متفاوت باشند، نقصان‌های عایقی را نشان می‌دهد.

(2) تست عایقی گاز SF6

برای قطعکن‌های SF6، رطوبت گاز (≤150μL/L در حجره قوس الکتریکی، ≤300μL/L در سایر نقاط)، خلوص (≥97٪) و چسبندگی (≤10٪ کاهش فشار در 24 ساعت) را با استفاده از یک دستگاه GD-3000 و طیف‌سنج فروسرخ تست می‌کنم.نتایج غیرمطابق نشان‌دهنده تеч یا آلودگی هستند که نیازمند اقدام فوری هستند. تست گازی نیمه‌سالانه برای قطعکن‌های SF6 در حال استفاده را توصیه می‌کنم تا پایداری عایقی حفظ شود.

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

این تست عایق‌های اپوکسی و سایر عایق‌های جامد را بر اساس GB/T 3906-2020 می‌سنجد: PD باید ≤20pC در 1.2× ولتاژ اسمی برای عایق‌های جامد و ≤100pC برای عایق‌های هوایی باشد.این تست در یک آزمایشگاه کاملاً محافظت شده با استفاده از یک دستگاه Haefely DDX-9101 PD با یک ترانسفورماتور بدون PD انجام می‌شود. اگر حدود را تجاوز کند، نشان‌دهنده حفره‌ها یا نقصان‌های در عایق است. تست‌های PD را بر روی قطعکن‌های جدید با عایق جامد قبل از راه‌اندازی انجام می‌دهم تا کیفیت را تضمین کنم.

IV. تست‌های تطبیق با محیط‌های خاص
(1) تست محیط ارتفاعی

بر اساس GB/T 20626.1-2017، سطوح عایقی را بر اساس ارتفاع تنظیم می‌کنم: G2 (1000-2000m)، G2.5 (2000-2500m)، G3 (2500-3000m)، G4 (3000-4000m)، G5 (4000-5000m).در یک محیط ارتفاعی شبیه‌سازی شده (مانند 80kPa برای 2000m)، فاصله‌های الکتریکی (افزایش 7٪ هر 1000m) و فاصله‌های پخش (افزایش 25٪ برای سطح آلودگی 3) را تأیید می‌کنم. تست PD در شبیه‌سازی نیازمند ≤10pC برای جلوگیری از پیری کرونا در فشار پایین است.

(2) تست محیط سرد شدید

برای مناطق سرد، مقاومت عایقی در دمای کم (-40°C: مدار اصلی ≥0.4MΩ، مدار کمکی ≥1MΩ) و عملکرد عملیاتی را تست می‌کنم.در دمای -40°C، ولتاژ باز و بسته و همزمانی را بررسی می‌کنم و گیر مکانیکی را چک می‌کنم. تست‌های سرد سه‌ماهه برای قطعکن‌های در محیط‌های سرد بلندمدت توصیه می‌شود.

(3) تست محیط پرگرد و خاک

بر اساس GB/T 4208، IP54+ را با استفاده از یک کámara گرد و خاک GD-1000 (8 ساعت تست) تست می‌کنم و با استفاده از یک دوربین حرارتی فروسرخ (افزایش دما ≤50K در بار کامل) گرمایش را نظارت می‌کنم.تست‌های سه‌ماهه برای پاکسازی گرد و خاک و تعویض مهر و پلمب‌های قدیمی توصیه می‌شود.

(4) تست محیط نمکی ساحلی

بر اساس ISO 9227، تست CASS (48 ساعت، 50°C، pH 3.1-3.3) یا تست نمک خنثی (480 ساعت) را انجام می‌دهم و سپس روسیله را برای رسوب‌های خوردگی بررسی می‌کنم. چسبندگی با کاهش فشار (≤10٪ در 24 ساعت) یا طیف‌سنج هلیوم تأیید می‌شود.تست‌های سالانه برای قطعکن‌های ساحلی توصیه می‌شود.

(5) تست محیط تداخل الکترومغناطیسی (EMI) صنعتی

تست‌های سازگاری EMC را بر اساس GB/T 17626.2 (ESD ±8kV)، GB/T 17626.3 (تحمیل رادیویی 10V/m) و GB/T 17626.12 (میدان مغناطیسی نوسانی میرا 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 زمین‌گذاری کابل‌های محافظه (≤0.5Ω) را تأیید می‌کنم. تست‌های نیمه‌سالانه EMC برای محیط‌های با EMI زیاد توصیه می‌شود.

(6) تست سناریوی یکپارچه ذخیره‌سازی-بارگیری-شارژ

از یک تحلیل‌گر پروتکل (مانند Wireshark) برای تأیید سازگاری بین PCS ذخیره‌سازی انرژی و پایانه‌های شارژ (مانند Modbus RTU) استفاده می‌کنم. تست‌های پاسخ بار دینامیکی شبیه‌سازی عملیات با بار کامل PV، ذخیره‌سازی و شارژ را برای ارزیابی قابلیت بار مازاد (120٪ جریان اسمی) و زمان‌بندی محافظه (اختلاف زمان قطع PV و PCS ≤5ms) انجام می‌دهم.

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

تشوه هارمونیک (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 کاهش ولتاژ مستقیم با جریان 100A+ استفاده می‌کنند و با خطای ≤0.1% اندازه‌گیری‌های دقیق را ارائه می‌دهند. اطمینان می‌دهم که تماس دستگاه تست محکم باشد و محدوده مناسب برای جریان‌های مختلف انتخاب شود.

(2) دستگاه تست مشخصه‌های مکانیکی

دستگاه‌هایی مانند SWT11 و MOEORW-5180 سرعت باز و بسته، همزمانی و فشار تماس را با خطای ≤1% اندازه‌گیری می‌کنند. برای قطعکن‌های با تماس‌های قوسی، نقاط سیگنال را تمایز می‌دهم تا از تشخیص غلط جلوگیری شود و حسگر را عمود بر بدنه قطعکن نگه می‌دارم.

(3) دستگاه تست گاز SF6

مدل‌هایی مانند GD-3000 و تست‌کننده‌های خلوص SF6 رطوبت گاز (±5% دقت)، خلوص (±0.5%) و فشار (±0.1%) را اندازه‌گیری می‌کنند. از لوله‌های نمونه‌برداری اختصاصی استفاده می‌کنم تا نمونه‌های گاز نماینده برای تست‌های نیمه‌سالانه ارائه شود.

(4) دستگاه تشخیص تخلخل جزئی (PD)

دستگاه‌های با حساسیت بالا (1pC) مانند Haefely DDX-9101 و Siemens PD160 در آزمایشگاه‌های محافظت شده با ترانسفورماتور بدون PD برای تست‌های پیش از راه‌اندازی قطعکن‌های جدید با عایق جامد استفاده می‌شوند.