Какие тесты необходимо проводить для коммутационных аппаратов нагрузки?

Как техник с многолетним опытом работы на местах в области испытаний электроэнергии, я понимаю важность и сложность испытаний выключателей нагрузки. Ниже, опираясь на практический опыт, я подробно рассмотрю весь процесс испытаний выключателей нагрузки, от тестовых процедур и методов до оборудования и спецификаций.

I. Рутинные электрические испытания
(1) Испытание контактного сопротивления

Контактное сопротивление является ключевым показателем для оценки проводимости выключателя нагрузки. Я строго следую стандартам GB/T 3804 и GB 1984, используя метод падения постоянного напряжения с током не менее 100 А. Для выключателей нагрузки 10 кВ стандартные значения варьируются в зависимости от номинального тока: ≤50μΩ при 630 А и ≤20μΩ при 3150 А.

При проведении испытаний я использую специальный измеритель контактного сопротивления SW-100A и тщательно проверяю, чтобы зажимы приспособления хорошо контактировали с контактами. Результат испытания не должен превышать 120% заводского значения; превышение этого указывает на плохой контакт или механическое повреждение. Я всегда провожу испытания при стабильных температурах, чтобы избежать неточностей из-за внезапных изменений температуры.

(2) Испытание на длительное воздействие сетевого напряжения

Это испытание проверяет прочность изоляции выключателей нагрузки. Для выключателей 10 кВ я применяю 42 кВ/1 мин между фазами и на землю, а также 48 кВ/1 мин через разрыв, с утечкой тока ≤0,5 мА.

Для выключателей 24 кВ, используемых в высокогорных условиях, напряжение выдержки корректируется по высоте (увеличение электрического зазора на 7% на каждые 1000 м). Используя измеритель напряжения WGD-40kV, я обеспечиваю стабильность формы сигнала напряжения. В случае пробоя или перекрытия я немедленно прекращаю испытания, чтобы устранить и отремонтировать дефекты изоляции.

(3) Испытание на размыкание активной нагрузки

Это испытание оценивает способность выключателей нагрузки к размыканию согласно GB/T 3804. Я провожу испытание при номинальных условиях активной нагрузки, обычно при 100% номинального тока (например, 630 А).

Во время испытания я контролирую пик и временные координаты восстановительного переходного напряжения (TRV), чтобы убедиться, что они соответствуют проектным требованиям. Для выключателей класса E1 (механический ресурс ≥100 000 циклов) требуется 10 испытаний на размыкание; для E2 (≥300 000 циклов) и E3 (≥1 000 000 циклов) требуется 20 испытаний. Эти результаты крайне важны для оценки долгосрочной эксплуатационной производительности.

II. Механические испытания
(1) Испытание на механический ресурс

Механический ресурс является ключевым показателем долгосрочной надежности, классифицируемым как M1 (≥100 000 циклов) и M2 (≥300 000 циклов) согласно GB/T 3804.

Я выполняю операции отключения и включения без нагрузки, используя измеритель механических характеристик SWT11 для записи параметров, таких как время операции, ход и скорость, до возникновения заклинивания или аномального движения. Для часто используемых выключателей я рекомендую проводить испытания на механический ресурс два раза в год, чтобы оценить оставшийся срок службы.

(2) Испытание на синхронизацию отключения и включения

Синхронизация имеет решающее значение для надежности трехфазных выключателей. Согласно GB 1984-2003, синхронизация отключения должна быть ≤1/6 периода номинальной частоты (3,3 мс при 50 Гц), а синхронизация включения ≤1/4 периода (5 мс).

Используя высокоточный измеритель механических характеристик, я записываю временную разницу в работе трехфазных контактов. Для выключателей с дугогасящими контактами я внимательно различаю сигналы основных и дугогасящих контактов, чтобы избежать ошибок. Если результаты превышают стандарты, я регулирую или заменяю компоненты в механизме управления.

(3) Испытание на контактное давление и износ

Контактное давление и износ напрямую влияют на проводимость. Типичное контактное давление для обычных выключателей нагрузки составляет около 200 Н, варьируясь в зависимости от типа: для штыревых выключателей (например, GW4, GW5) ≥130 Н на каждый контакт, для зажимных выключателей (например, GW6, GW16) ≥300 Н, и для ударных выключателей (например, GN2 серии) ≥200 Н.

Используя измеритель контактного давления ZSKC-9000, я измеряю контактное давление каждого контакта с помощью имитационных датчиков. Также я проверяю износ: для вакуумных выключателей, износ подвижного контакта не должен превышать 3 мм, в противном случае требуется замена. Сравнивая результаты испытаний с заводскими данными, я заменяю контакты, если давление снижается более чем на 20% или износ превышает допустимые пределы.

III. Испытания изоляционных свойств
(1) Испытание на изоляционное сопротивление

Это базовое испытание использует мегаомметр 2500 В для измерения изоляционного сопротивления между фазами и на землю (≥1000 МΩ) и сопротивления вспомогательных цепей (≥1 МΩ для выключателей SF6).Я убеждаюсь, что выключатель открыт и изолирован от системы во время испытаний. Если изоляционное сопротивление падает ниже 75% начального значения, я предполагаю наличие влаги или старения и провожу дополнительные проверки. Я провожу испытания на сопротивление до и после испытания на длительное воздействие напряжения — если результаты отличаются более чем на 30%, это указывает на дефекты изоляции.

(2) Испытание газовой изоляции SF6

Для выключателей SF6 я провожу испытания на влажность газа (≤150μL/L в дуговых камерах, ≤300μL/L в других местах), чистоту (≥97%) и герметичность (≤10% падения давления за 24 часа) с использованием детектора GD-3000 и инфракрасного спектрометра.Несоответствие этим требованиям указывает на утечку или загрязнение, требующее немедленных действий. Я рекомендую проводить испытания газа два раза в год для выключателей SF6, находящихся в эксплуатации, чтобы поддерживать стабильность изоляции.

(3) Испытание на частичные разряды (PD) для твердой изоляции

Это испытание проводится для эпоксидных и других твердых изоляторов согласно GB/T 3906-2020: PD должно быть ≤20 пК при 1,2 номинального напряжения для твердой изоляции и ≤100 пК для воздушной изоляции.Испытание проводится в полностью экранированной лаборатории с использованием измерителя PD Haefely DDX-9101 и трансформатора без PD. Превышение этих пределов указывает на пустоты или дефекты в изоляции. Я провожу испытания PD на новых выключателях с твердой изоляцией перед вводом в эксплуатацию, чтобы обеспечить качество.

IV. Испытания на адаптивность к особым условиям окружающей среды
(1) Испытание в условиях высокогорья

Согласно GB/T 20626.1-2017, я корректирую уровни изоляции в зависимости от высоты: G2 (1000-2000 м), G2.5 (2000-2500 м), G3 (2500-3000 м), G4 (3000-4000 м), G5 (4000-5000 м).При проведении испытаний в моделируемой высотной среде (например, 80 кПа для 2000 м) я проверяю электрические зазоры (увеличение на 7% на каждые 1000 м) и ползучие расстояния (увеличение на 25% для уровня загрязнения 3). При испытаниях на PD в моделируемой среде требуется ≤10 пК, чтобы предотвратить старение короны при низком давлении.

(2) Испытание в условиях экстремального холода

Для холодных регионов я провожу испытания на изоляционное сопротивление при низкой температуре (-40°C: основная цепь ≥0,4 МΩ, вспомогательная цепь ≥1 МΩ) и на эксплуатационные характеристики.При -40°C я проверяю напряжение отключения и включения, а также синхронизацию, проверяя наличие механического заклинивания. Ежеквартальные испытания на холод рекомендуются для выключателей, работающих в долгосрочных холодных условиях.

(3) Испытание в условиях высокой запыленности

Я провожу испытания на защиту IP54+ согласно GB/T 4208, используя песчано-пылевую камеру GD-1000 (8-часовое испытание) и контролирую теплоотдачу с помощью инфракрасного термографа (температура не должна превышать 50 К при полной нагрузке).Рекомендуется проводить испытания три раза в год, чтобы очистить пыль и заменить старые уплотнения.

(4) Испытание в условиях побережья с солевым туманом

Согласно ISO 9227, я провожу испытания CASS (48 часов, 50°C, pH 3,1-3,3) или нейтральный солевой туман (480 часов), затем проверяю на коррозию. Герметичность проверяется путем измерения падения давления (≤10% за 24 часа) или спектрометрии массового анализа гелия.Рекомендуется ежегодное испытание для выключателей, работающих на побережье.

(5) Испытание в условиях промышленных электромагнитных помех (EMI)

Я провожу испытания на совместимость EMC согласно GB/T 17626.2 (ESD ±8 кВ), GB/T 17626.3 (радиочастотная иммунитет 10 В/м) и GB/T 17626.12 (затухающее колебательное магнитное поле 200 А/м).

Для высокочастотных EMI я провожу испытания в диапазонах 3 МГц, 10 МГц и 30 МГц согласно IEC 61000-4-18, проверяя коэффициент ошибок (≤10⁻⁶) и сопротивление заземления экранированных кабелей (≤0,5 Ом). Рекомендуется проводить испытания EMC два раза в год в условиях с высоким уровнем EMI.

(6) Испытание в интегрированном сценарии фотоэлектрической, аккумуляторной и зарядной систем

Я использую анализатор протоколов (например, Wireshark) для проверки совместимости между энергохранилищем PCS и зарядными станциями (например, Modbus RTU). Динамические испытания на реакцию нагрузки моделируют работу при полной нагрузке фотоэлектрических, аккумуляторных и зарядных систем, чтобы оценить способность к перегрузкам (120% номинального тока) и точность защиты (временная разница срабатывания инвертора фотоэлектрической системы и PCS ≤5 мс).

V. Инструменты и оборудование для испытаний
(1) Измеритель контактного сопротивления

Искажение гармоник (THD ≤5%) и колебания напряжения (≤2%) измеряются в точке общего соединения с использованием APView400. Рекомендуется проводить испытания четыре раза в год для интегрированных сценариев.

Модели, такие как SW-100A и SW-2000, используют метод падения постоянного напряжения с током 100 А и выше, обеспечивая погрешность ≤0,1% для точных измерений. Я убеждаюсь, что зажимы приспособления плотно контактируют, и выбираю соответствующие диапазоны для различных номинальных токов.

(2) Измеритель механических характеристик

Устройства, такие как SWT11 и MOEORW-5180, измеряют скорость отключения и включения, синхронизацию и контактное давление с погрешностью ≤1%. Для выключателей с дугогасящими контактами я различаю точки сигналов, чтобы избежать ошибок, удерживая датчик вертикально к корпусу выключателя.

(3) Детектор газа SF6

Модели, такие как GD-3000 и анализаторы чистоты SF6, измеряют влажность (±5% точности), чистоту (±0,5%) и давление (±0,1%). Я использую специальные трубки для отбора проб, чтобы обеспечить представительные образцы газа для испытаний, проводимых два раза в год.

(4) Детектор частичных разрядов

Высокочувствительные (1 пК) измерители, такие как Haefely DDX-9101 и Siemens PD160, используются в экранированных лабораториях с трансформаторами без PD для предварительных испытаний новых выключателей с твердой изоляцией перед вводом в эксплуатацию.