負荷スイッチにはどのようなテストを実施する必要がありますか

現場での電力試験に数年の経験を持つ技術者として、負荷スイッチの試験の重要性と複雑さを理解しています。以下では、実際の作業経験を組み合わせて、負荷スイッチの試験の全過程について、試験項目や方法から設備や手順の仕様まで詳しく説明します。

I. 常規的な電気性能試験
(1) ループ抵抗試験

ループ抵抗は負荷スイッチの導電性を評価する重要な指標です。私はGB/T 3804およびGB 1984の標準に厳密に従い、試験電流が100A以上の直流電圧降下法を使用します。10kVの負荷スイッチの場合、定格電流によって標準値が異なります：630Aで≤50μΩ、3150Aで≤20μΩ。

試験中、私はSW-100A専用ループ抵抗試験機を使用し、試験具が接触部に良好に接続されていることを確認します。試験結果は工場出荷時の値の120%を超えてはなりません。これを超えると接触不良や機械的損傷が示されます。常に温度が安定しているときに試験を行い、急激な温度変化による誤差を避けるようにしています。

(2) 電源周波数耐電圧試験

この試験は負荷スイッチの絶縁強度を検証します。10kVのスイッチの場合、相間および地線に対して42kV/1分、開閉部に対して48kV/1分の電圧を印加し、リーク電流は≤0.5mAです。

高高度環境で使用される24kVのスイッチの場合、絶縁距離は高度に応じて調整されます（高度1000mごとに7%増加）。WGD-40kV耐電圧試験機を使用して、試験電圧の波形が安定していることを確認します。ブレイクダウンやフラッシュオーバーが発生した場合は、直ちに試験を停止し、絶縁欠陥をトラブルシューティングおよび修理します。

(3) 有効負荷電流切断試験

この試験はGB/T 3804に基づいて負荷スイッチの切断能力を評価します。通常、定格有効負荷条件の下で試験を行い、これは通常定格電流の100%（例：630A）です。

試験中、私は一時回復電圧（TRV）のピークと時間座標を監視し、設計要件を満たしていることを確認します。E1クラスのスイッチ（機械寿命≥100,000サイクル）では10回の切断試験が必要であり、E2（≥300,000サイクル）およびE3（≥1,000,000サイクル）では20回の試験が必要です。これらの結果は長期運用性能の評価に重要です。

II. 機械状態試験
(1) 機械寿命試験

機械寿命は長期信頼性の重要な指標であり、GB/T 3804に基づきM1（≥100,000サイクル）およびM2（≥300,000サイクル）に分類されます。

私は空荷での開閉操作を行い、SWT11機械特性試験機を使用して動作時間、ストローク、速度などのパラメータを記録し、詰まりや異常な動きが発生するまで続けます。頻繁に操作されるスイッチについては、残存寿命の評価のために半年ごとの機械寿命試験を推奨します。

(2) 開閉同期試験

同期は三相スイッチの信頼性にとって重要です。GB 1984-2003によれば、開閉同期は定格周波数の1/6周期（50Hzで3.3ms）以内、閉鎖同期は1/4周期（5ms）以内であるべきです。

高精度の機械特性試験機を使用して、三相接触動作の時間差を記録します。アーキング接触があるスイッチの場合、主接触とアーキング接触の信号を慎重に区別して誤判定を避けるようにします。結果が基準を超えた場合、動作機構の部品を調整または交換します。

(3) 接触圧力および摩耗試験

接触圧力と摩耗は導電性に直接影響します。一般的な負荷スイッチの接触圧力は通常約200Nで、タイプにより異なります：プラグインスイッチ（例：GW4、GW5）は各指で≥130N、クリップスイッチ（例：GW6、GW16）は≥300N、バッファースイッチ（例：GN2シリーズ）は≥200Nです。

ZSKC-9000接触圧力試験機を使用して、各指の接触圧力をシミュレーションされた接触センサーで測定します。また、摩耗も点検します：真空スイッチの場合、可動接触の摩耗痕が3mmを超えると交換が必要です。試験結果を工場記録と比較し、圧力が20%以上低下または摩耗が限度を超えた場合は接触部を交換します。

III. 絶縁性能試験
(1) 絶縁抵抗試験

この基本的な試験では、2500Vメガオームメーターを使用して相間および地線の絶縁抵抗（≥1000MΩ）と補助回路抵抗（SF6スイッチの場合≥1MΩ）を測定します。試験中、スイッチが開いていることとシステムから隔離されていることを確認します。絶縁抵抗が初期値の75%未満に低下した場合は、湿気または劣化を疑い、さらに検査を行います。耐電圧試験前後に抵抗試験を行い、結果が30%以上異なる場合は絶縁欠陥を示します。

(2) SF6ガス絶縁試験

SF6スイッチの場合、私はGD-3000検出器と赤外線分光計を使用してガス湿度（アーク室内で≤150μL/L、他の場所で≤300μL/L）、純度（≥97%）、および密閉性（24時間で≤10%の圧力低下）を試験します。非適合の結果は漏れや汚染を示し、即時対応が必要です。稼働中のSF6スイッチについては、絶縁安定性を維持するために半年ごとのガステストを推奨します。

(3) 固体絶縁の部分放電（PD）試験

この試験はエポキシその他の固体絶縁材をGB/T 3906-2020に基づいて行います：固体絶縁材のPDは1.2×定格電圧で≤20pC、空気絶縁材では≤100pCであるべきです。完全に遮蔽されたラボでHaefely DDX-9101 PD試験機とPDフリーのトランスフォーマーを使用して行われます。制限を超えると絶縁材の空洞や欠陥が示されます。新しい固体絶縁スイッチは委託前にPD試験を行い品質を確保します。

IV. 特殊環境適応性試験
(1) 高高度環境試験

GB/T 20626.1-2017に基づき、私は高度に応じて絶縁レベルを調整します：G2（1000-2000m）、G2.5（2000-2500m）、G3（2500-3000m）、G4（3000-4000m）、G5（4000-5000m）。模擬高度環境（例：2000mで80kPa）での試験では、電気クリアランス（高度1000mごとに7%増加）と爬行距離（汚染レベル3で25%増加）を確認します。低圧下でのコロナ老化を防ぐため、模擬環境でのPD試験は≤10pCであるべきです。

(2) 極寒環境試験

寒冷地域では、低温絶縁抵抗（-40°C：主回路≥0.4MΩ、補助回路≥1MΩ）と動作性能を試験します。-40°Cで開閉電圧と同期を確認し、機械的な詰まりをチェックします。長期寒冷環境にあるスイッチについては四半期ごとの寒冷試験を推奨します。

(3) 多塵環境試験

私はGB/T 4208に基づいてIP54+保護を試験し、GD-1000砂塵チャンバー（8時間試験）を使用して熱放出を赤外線サーモグラフィ（全負荷下で温度上昇≤50K）で監視します。三ヶ月ごとの試験を推奨し、塵埃を掃除し、劣化したシールを交換します。

(4) 海岸塩霧環境試験

ISO 9227に従って、私はCASS（48時間、50°C、pH3.1-3.3）または中性塩噴霧（480時間）試験を行い、腐食を検査します。密閉性は圧力低下（24時間で≤10%の圧力低下）またはヘリウム質量分析法で確認します。海岸スイッチについては年次試験を推奨します。

(5) 工業電磁干渉（EMI）環境試験

私はGB/T 17626.2（ESD ±8kV）、GB/T 17626.3（放射耐性10V/m）、およびGB/T 17626.12（減衰振動磁界200A/m）に基づいてEMC適合性試験を行います。

高周波EMIについては、IEC 61000-4-18に基づいて3MHz、10MHz、および30MHz帯を試験し、ビット誤り率（≤10⁻⁶）とシールドケーブル接地抵抗（≤0.5Ω）を確認します。EMIが多い環境では半年ごとのEMC試験を推奨します。

(6) 光伏・蓄電・充電統合シナリオ試験

私はプロトコルアナライザー（例：Wireshark）を使用してエネルギー貯蔵PCSと充電スタンド（例：Modbus RTU）の互換性を確認します。動的負荷応答試験では、PV、蓄電、および充電の全負荷運転をシミュレートし、過負荷能力（定格電流の120%）と保護タイミング（PVインバータとPCSのトリップ時間差≤5ms）を評価します。

V. 試験ツールおよび装置
(1) ループ抵抗試験機

共通結合点での高調波歪（THD≤5%）と電圧変動（≤2%）はAPView400を使用して測定します。統合シナリオの四半期ごとの試験を推奨します。

SW-100AやSW-2000のようなモデルは直流電圧降下法を使用し、100A以上の電流で≤0.1%の誤差で正確な測定が可能です。私は試験具の接触が緊密であることを確認し、異なる電流定格に適した範囲を選択します。

(2) 機械特性試験機

SWT11やMOEORW-5180のような装置は開閉速度、同期、および接触圧力を≤1%の誤差で測定します。アーキング接触のあるスイッチの場合、私は信号点を区別して誤判定を避けるようにし、センサーをスイッチ本体に対して垂直に保ちます。

(3) SF6ガス検出器

GD-3000やSF6純度試験器のようなモデルは湿度（±5%の精度）、純度（±0.5%）、および圧力（±0.1%）を測定します。私は専用サンプリングチューブを使用して代表的なガスサンプルを得るために半年ごとの試験を行います。

(4) 部分放電検出器

高感度（1pC）の試験機、例えばHaefely DDX-9101やSiemens PD160は、完全に遮蔽されたラボでPDフリーのトランスフォーマーと共に新規固体絶縁スイッチの事前試験に使用されます。