Yük anahtarlari için hangi testler yapılmalıdır

Yılların on-site deneyimi olan bir güç test teknisyeni olarak, yük anahtarı testinin önemini ve karmaşıklığını anlıyorum. Aşağıda, uygulamalı çalışma deneyimlerimi birleştirerek, yük anahtarı testinin tam sürecini, test maddelerinden ve yöntemlerinden ekipmanlara ve prosedürsel belirtilere kadar detaylandırıyorum.

I. Rutin Elektriksel Performans Testi
(1) Döngü Direnci Testi

Döngü direnci, yük anahtarının iletkenliğini değerlendirmede temel bir göstergedir. GB/T 3804 ve GB 1984 standartlarına sıkıca uygun olarak, en az 100A'lık bir test akımı ile DC gerilim düşüş yöntemi kullanırım. 10kV yük anahtarlari için standart değerler, akım derecelerine göre değişir: 630A'da ≤50μΩ ve 3150A'da ≤20μΩ.

Test sırasında, SW-100A özel döngü direnci test cihazı kullanarak ve test takımı ile kontaktların iyi temas yaptığını dikkatlice kontrol ediyorum. Test sonucu fabrika değerinin %120'ni aşmamalıdır; bu değeri aşmak kötü temas veya mekanik hasar gösterir. Her zaman sıcaklıklar stabil olduğunda testleri yaparak ani sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan hatalardan kaçınırım.

(2) Frekans Dayanıklılığı Gerilim Testi

Bu test, yük anahtarlari için yalıtım gücünü doğrular. 10kV anahtarlari için, fazlar arasında ve toprağa 42kV/1dk, kesme arasında 48kV/1dk uygulanır, sızıntı akımı ≤0.5mA olmalıdır.

Yüksek rakımlı ortamlarda kullanılan 24kV anahtarlari için, dayanıklılık gerilimi (her 1000m'ye 7% artan elektriksel açıklıkla) ayarlanır. WGD-40kV dayanıklılık gerilim test cihazı kullanarak, test gerilim dalga formunun kararlılığını sağlarım. Parçalanma veya şimşeklenme olması durumunda, hemen testi durdurup yalıtım eksikliklerini tespit etmek ve onarmak için sorunu çözerim.

(3) Aktif Yük Akımı Kesme Testi

Bu test, GB/T 3804'e göre yük anahtarlari için kesme yeteneğini değerlendirir. Testi, genellikle nominal akımın %100'ünde (örneğin, 630A) nominal aktif yük koşullarında gerçekleştiririm.

Test sırasında, geçici kurtarma geriliminin (TRV) tepe değerini ve zaman koordinatlarını izleyerek tasarım gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını kontrol ederim. E1 sınıf anahtarlari (mekanik ömür ≥100,000 devre) için 10 kez, E2 (≥300,000 devre) ve E3 (≥1,000,000 devre) için 20 kez test gereklidir. Bu sonuçlar, uzun vadeli operasyonel performansı değerlendirmek için kritik öneme sahiptir.

II. Mekanik Durum Testi
(1) Mekanik Ömür Testi

Mekanik ömür, uzun vadeli güvenilirliği değerlendirmede temel bir göstergedir, GB/T 3804'e göre M1 (≥100,000 devre) ve M2 (≥300,000 devre) olarak sınıflandırılır.

Boşta açma/kapanma işlemlerini gerçekleştirirken, SWT11 mekanik özellik test cihazı kullanarak işlem süresi, vuruş ve hız gibi parametreleri kaydederim, tıkanma veya anormal hareket yaşanana kadar. Sıklıkla işletilen anahtarlari için, kalan hizmet ömrünü değerlendirmek üzere yarım yıllık mekanik ömür testlerini öneririm.

(2) Açma/Kapanma Senkronizasyon Testi

Senkronizasyon, üç fazlı anahtar güvenilirliği için kritik öneme sahiptir. GB 1984-2003'e göre, açma senkronizasyonu nominal frekansın 1/6 devresi (50Hz'de 3.3ms) ve kapanma senkronizasyonu 1/4 devresi (5ms) olmalıdır.

Yüksek hassasiyetli mekanik özellik test cihazı kullanarak, üç fazlı kontakt işlemlerinin zaman farkını kaydederim. Arka arkaya kontaktları olan anahtarlari için, ana ve arka arkaya kontakt sinyallerini dikkatlice ayırt ederek yanlış yorumdan kaçınırım. Sonuçlar standartları aşarsa, çalıştırma mekanizmasındaki bileşenleri ayarlar veya değiştiririm.

(3) Kontakt Basıncı ve Yorulma Testi

Kontakt basıncı ve yorulma, iletkenliği doğrudan etkiler. Geleneksel yük anahtarlari için kontakt basıncı genellikle ~200N, türüne göre değişir: soket anahtarlari (örneğin, GW4, GW5) her parmağa ≥130N, kıskaç anahtarlari (örneğin, GW6, GW16) ≥300N, ve tokmaç anahtarlari (örneğin, GN2 serisi) ≥200N.

ZSKC-9000 kontakt basıncı test cihazı kullanarak, simüle edilmiş kontakt sensörleri aracılığıyla her parmağın kontakt basıncını ölçerim. Ayrıca, yorulmayı da incelerim: vakum anahtarlari için, hareketli kontakt yorulma izleri 3mm'i aşmamalıdır, aksi halde değiştirilmelidir. Test sonuçlarını fabrika kayıtlarıyla karşılaştırarak, basıncın %20'den fazla düşmesi veya yorulmanın sınırlarını aşması durumunda kontakları değiştiririm.

III. Yalıtım Performansı Testi
(1) Yalıtım Direnci Testi

Bu temel test, 2500V megohmmetre kullanarak fazlar arası ve toprak yalıtım direncini (≥1000MΩ) ve yardımcı devre direncini (SF6 anahtarlari için ≥1MΩ) ölçer. Test sırasında, anahtarin açık olduğunu ve sistemden izole edildiğini sağlarım. Eğer yalıtım direnci ilk değerden %75'in altında düşerse, nem veya yaşlanma şüphesiyle daha fazla incelemeler yaparım. Dayanıklılık gerilim testinin öncesinde ve sonrasında direnç testleri yaparım—eğer sonuçlar %30'dan fazla farklıysa, yalıtım eksiklikleri belirtir.

(2) SF6 Gazı Yalıtım Testi

SF6 anahtarlari için, GD-3000 algılayıcı ve kızılötesi spektrometreyi kullanarak gaz nemini (ark odalarında ≤150μL/L, diğer yerlerde ≤300μL/L), safillezini (≥97%) ve sıkışıklığını (24 saat içinde %10'ün altındaki basınç düşüşü) test ederim. Uygun olmayan sonuçlar, sızıntı veya kirletme belirtir ve hemen eylem gerektirir. Hizmetteki SF6 anahtarlari için, yalıtım istikrarını korumak üzere yarı yıllık gaz testleri öneririm.

(3) Katı Yalıtım için Kısmi Boşaltma (KB) Testi

Bu test, epoksi ve diğer katı yalıtım malzemeleri için GB/T 3906-2020'e göre yapılır: katı yalıtım için KB, 1.2x nominal gerilimde ≤20pC, hava yalıtımı için ≤100pC olmalıdır. Tamamen ekranlanmış laboratuvar ortamında, PD'siz bir transformatörle Haefely DDX-9101 KB test cihazı kullanarak, limitlerin aşılması, yalıtım malzemesinde boşluk veya defekt belirtir. Komisyonlama öncesi yeni katı yalıtım anahtarlari için kaliteyi sağlamak üzere KB testleri yaparım.

IV. Özel Çevre Uyumluluğu Testi
(1) Yüksek Rakımlı Çevre Testi

GB/T 20626.1-2017'ye göre, yükseklik seviyeleri için yalıtım seviyelerini ayarlarım: G2 (1000-2000m), G2.5 (2000-2500m), G3 (2500-3000m), G4 (3000-4000m), G5 (4000-5000m). Simüle edilmiş yükseklik ortamında (örneğin, 2000m için 80kPa) test ederek, elektriksel açıklıkları (her 1000m başına %7 artış) ve sürünme mesafelerini (kirlilik seviyesi 3 için %25 artış) doğrularım. Simülasyonda PD testi, düşük basınç altında korona yaşlanmasını önlemek için ≤10pC gerektirir.

(2) Şiddetli Soğuk Çevre Testi

Soğuk bölgeler için, düşük sıcaklık yalıtım direncini (-40°C: ana devre ≥0.4M&Ω, yardımcı devre ≥1M&Ω) ve operasyonel performansı test ederim. -40°C'de, açma/kapanma gerilimini ve senkronizasyonu kontrol ederek, mekanik tıkanmayı kontrol ederim. Uzun süre soğuk ortamda bulunan anahtarlari için, üç aylık soğuk testleri öneririm.

(3) Yüksek Tozlu Çevre Testi

GB/T 4208'e göre IP54+ koruma sınıfını test ederim, GD-1000 toz-kum odasını (8 saatlik test) kullanarak ve tam yük altında bir kızılötesi termal imaj cihazı ile ısı verimini izlerim (sıcaklık artışı ≤50K). Üç aylık testler, tozu temizlemek ve yaşlanan sıkıştırıcıları değiştirmek için tavsiye edilir.

(4) Sahil Tuz Puslu Çevre Testi

ISO 9227'ye göre, CASS (48 saat, 50°C, pH 3.1-3.3) veya nötr tuz pusu (480 saat) testlerini gerçekleştirir, ardından paslanmayı kontrol ederim. Sıkışıklık, 24 saat içinde %10'a kadar basınç düşüşü veya helyum kütle spektrometrisi ile doğrulanır. Sahil anahtarlari için yıllık testler önerilir.

(5) Endüstriyel Elektromanyetik İltihat (EMI) Çevre Testi

GB/T 17626.2 (ESD ±8kV), GB/T 17626.3 (radyasyon bağışıklığı 10V/m) ve GB/T 17626.12 (yumuşak salınan manyetik alan 200A/m) standartlarına göre EMC uyumluluğu testleri yaparım. Yüksek frekanslı EMI için, IEC 61000-4-18'ye göre 3MHz, 10MHz ve 30MHz bantlarını test eder, bit hata oranını (≤10⁻⁶) ve ekranlı kablo toprak direncini (≤0.5&Ω) doğrularım. EMI yoğunluğundaki ortamlar için, yarı yıllık EMC testleri önerilir.

(6) Güneş Enerjisi-Depolama-Şarj Entegre Senaryo Testi

Wireshark gibi bir protokol analizörü kullanarak, enerji depolama PCS ile şarj istasyonları (örneğin, Modbus RTU) arasındaki uyumluluğu doğrularım. Dinamik yük tepki testleri, güneş enerjisi, depolama ve şarjın tam yük operasyonunu simüle ederek, aşırı yük kapasitesini (120% nominal akım) ve koruma zamanlamasını (güneş enerjisi inversörü ve PCS trip zaman farkı ≤5ms) değerlendirir.

V. Test Araçları ve Ekipmanlar
(1) Döngü Direnci Test Cihazı

Ortak bağlantı noktasında harmonik bozulma (THD ≤5%) ve gerilim dalgalanması (≤2%) APView400 ile ölçülür. Entegre senaryolar için üç aylık testler önerilir. SW-100A ve SW-2000 modelleri, 100A'dan fazla akım ile DC gerilim düşüş yöntemini kullanır, ≤0.1% hata payına sahip hassas ölçümler sağlar. Sağlam test takımı temasını sağlarım ve farklı akım dereceleri için uygun aralıkları seçerim.

(2) Mekanik Özellik Test Cihazı

SWT11 ve MOEORW-5180 gibi cihazlar, açma/kapanma hızını, senkronizasyonu ve kontakt basıncını ≤1% hata payıyla ölçer. Arka arkaya kontaktları olan anahtarlari için, yanlış yorumdan kaçınmak için sinyal noktalarını ayırt eder, sensörün anahtar gövdesine dik tutulur.

(3) SF6 Gaz Algılayıcı

GD-3000 ve SF6 safiliği test cihazları, nem (±5% doğruluk), safilik (±0.5%) ve basınç (±0.1%) ölçümü yapar. Yarı yıllık testler için temsilci gaz örneklerini almak üzere özel numune tüpleri kullanırım.

(4) Kısmi Boşaltma Algılayıcı

Haefely DDX-9101 ve Siemens PD160 gibi yüksek hassasiyetli (1pC) test cihazları, PD'siz transformatörlerle donatılmış ekranlı laboratuvarlarda, yeni katı yalıtım anahtarlari için komisyonlama öncesi testlerde kullanılır.