Útistofnunarskyns vegbrytjarnar undir afstaðaðri umhverfi
Útistofnarnar sem nota vakuumkvikur eru á mestu hátt notaðar í miðhöfða og hægahöfða spenna (MHV) skipti. Þær eru mikilvægur hluti af dreifingarskiptinu, sérstaklega innan 11kV og 33kV netsins. Fjölbreytt efni er notuð við bygging þessara kvikra. Á meðal þeirra stendur vakuumhvíkinn fram sem mikilvægasti hlutur. Fyrir útistofnarar er vakuumhvíkin oft settur í porseinn höl.
Þessir kvikar eru tengdir við virkjan með glasfiberbóltum sem er fyrstuður með reinsku, sem í síðari tíma eru tengdir við sameiginlegt gangvirkan bólta gert af stáli. Virkjan fyrir útistofnarnar samkvæmt vakuumkviku er yfirleitt gerð með fjöðurtegundarhönnun, sett inn í plötustálshöl. Þar sem margt efni er notað, er mikilvægt að meta samhengi efnanna, hönnunar og verkferðar undir mismunandi umhverfisástandum sem kvikarnir ætla að vinna í. Þessi värðar fer ekki að óþarfi auk þess að tryggja stöðugleika rafbannsins sem kvikarnir eru hluti af.
Umhverfispróf fyrir kvikar, sérstaklega lág- og hárhitapróf, falla undir punkt 6.101.3 í IEC 62271-100[1]. Fyrir köld loftslag er valda hitastig grunn- og hæsta gildi -50°C til +40°C, en fyrir mjög varmt loftslag er það -5°C til +50°C. Á hæðum upp að 1000 metrum er valda lágmarkshitastig fyrir lág-hitapróf -10°C, -25°C, -30°C og -40°C. Í útistofnunartækni verður hugsað að hraða breytingar á hitastigi. Í Indlandi eru mörg svæði eins og Kashmir, Himachal Pradesh, Uttarakhand og Sikkim sem koma á móti slíkum hitastigsbreytingum.
Hitastig geta orðið svo lág eins og -25°C. Í slíkum staðbundnum öryggismálum verða oftar á milli heimsóknarveðurslysa eins og vindchill og snjóstormar. Sumarið, í mörgum hlutum Indlands, geta hitastigin komið upp að 50°C. Framleiðendur sem senda kvikar til lönd sem upplifa mjög lága eða há hitastigi, þarf að ákvarða prestation tækjanna undir þessum stöðugum loftslagi.
Þetta rit lýsir prestation 36 kV-kviku fyrir útistofnarnar (VCBs) undir endurbúinum umhverfisástandum eftir IEC 62271-100. Prófin sem er fjallað um hér innihalda (a) lág-hitapróf og (b) hár-hitapróf. Auk þess skoðar riturinn virktíma, tíma mismun milli staka og hleðslutíma virkanefnanna fyrir 36 kV-kviku fyrir útistofnarnar.
Lág-hitapróf
Til að fá skýrari skoðun á prestation útistofnarkviku undir lág-hitaástandum, var tekin tillit til prófskipulagsins sem lýst er í IEC-62271-100. Þessi IEC staðlar segir að fyrir einn búnaðarkviku með sameiginlegri virkjan, skuli þrír fasupróf vera framkvæmdir. Fyrir margbúnaðarkvikar með sjálfstæðum stökum, er leyfilegt að prófa allt eitt stak. Í tilvikum þar sem prufustöðin hefur takmarkanir, má margbúnaðarkvikar prófa með eitt eða fleiri af eftirtöldum, þar sem víkurinn virkar ekki betri en venjulegar ástand:
Á meðan prófið er framkvæmt, er ekki leyfilegt að halda viðgerð, skipta út hlutum eða endurstilla víkurinn. Nema víkurinn biði um hitakerfi, skal vættingarmiðil eða gasmiðil fyrir víkurinn vera á prófhita.
Eftirtöld virkni víkurinnar á að prófa:
Loka tími
Opna tími
Tímamismunur milli staka
Tímasprettur milli eininga eitts staks (ef margstak prófað)
Hleðslutími virkanefnanna
Notkun stýringarhringsins
Notkun avmarkanarefna og skráning parallel frekara
Tímalengd lokunar og opnunar skipanir
Leift próf ef gilt
Gasprent ef gilt
Motstandur aðalhringsins
Tímaferðarlíka
Þessar eiginleikar skal skrá:
Breytingar á tölvun eru ekki gildar fyrir VCBs vegna þess að snertingarnar eru settar í vakuumflaskur og vakuumhvíkin er pakkuð í luftgeislade porseinn höl fyrir útistofnarnar.
Prófskipulag fyrir lág-hitapróf er skilgreint í punkti 6.101.3.3 í IEC 62271-100. Upprunalegar virkni [1.4] eru skráðar eftir að víkurinn hefur verið í 20 ± 5°C. Eftir upphaflega skoðun með víkurinn í lokastað er hiti læddur niður að lágmarkshitastigi eftir hitastigskat. Víkurinn er haldinn í lokastaði 24 klukkustundir með hítakerfi á. Eftir 24 klukkustundir er víkurinn opnaður og lokinn við reiknuð fluttspennu. Opnunartíminn og lokunartíminn eru skráðir til að skilgreina lág-hitavirkni. Síðan er hítakerfið frákopnað fyrir ákveðinn tíma (t₁) sem framleiðandi gefur upp, án að hætta minnst 2 klukkustundir. Í þessu bilinu eru villuskilaboð leyfileg en ekki villuhlutverk. Eftir tíma t₁ er víkurinn opnaður og opnunartíminn er skráður. Ef mögulegt er, er mælt við mekanísk ferð til að meta munarvirkni.
Víkurinn verður að vera í opnuðu stöðu 24 klukkustundir, síðan er víkurinn lokinn og opnaður. Síðan eru framkvæmdir 50 CO aðgerðir með fyrstu þrjá CO aðgerðir án neinna biðtíma. Afgangurinn af CO aðgerðum er framkvæmdur sem C - tₑ - O - tₑ. Tíminn tₑ er tímabil milli aðgerða. Þrjú mínútur verða leyft fyrir hverja runu eða sekvens. Eftir að 50 CO aðgerðir eru lokið er hiti prufuhringsins hæddur upp við 10 K/klst. Í þessu bilinu eru C - tₑ - O - tₑ og O - tₑ - C - tₑ - O aðgerðir framkvæmdar þannig að víkurinn er í lokastaði og opnuðu stöðu fyrir 30 mínútur á milli aðgerða. Eftir að víkurinn hefur stillt sig við umhverfisloft er endurnýtt mæling á virkni gerð á 20 ± 5°C til samanburðar við upphaflegar virkni á 20 ± 5°C.
CPRI hefur framkvæmt lág- og hárhitapróf fyrir miðhöfða og hægahöfða spennuvíkur upp að 36 kV fyrir yfir tíu ár. Mynd 1 sýnir venjulegt prófskipulag fyrir 36 kV vakuumkviku fyrir útistofnarnar sett í prófhring fyrir hár- og lág-hitapróf.
Prófunarresultat fyrir 36 kV-kviku fyrir útistofnarnar við lág- og hárhitapróf eru sýnd. Víkurinn sem prófaðir voru voru settir upp með fjöðurvirkanefnum.
Hár-hitaprófið var framkvæmt við +55°C, og lág-hitaprófin voru framkvæmd við -10°C og -25°C. Eftirtöld eiginleikar voru skoðaðir til að greina prestation víkurinnar:
Lokunartími og opnunartími (virknistími): Lokunartíminn er skilgreindur sem tímabil milli þess að krafta lokunarhring, með víkurinn í opinu stöðu, og augnablikinu þegar snertingarnar snertast í öllum stökum. Opnunartíminn víkurar er skilgreindur sem tímabil milli þess að krafta opnunarhring, með víkurinn í lokustað, og augnablikinu þegar boga snertingarnar skiptast í öllum stökum.
Til að fá magnmælanir er meðaltal virknartíma allra þriggja staka tekið til samanburðar. Þar sem tímamismunur milli staka hefur verið skoðað, er hæsti mismunur milli hæsta og lægsta tíma fyrir hvern stak sýndur sjálfkrafa.
a) Tímamismunur milli staka
b) Eiginleikar hleðsluefnanna, eins og hleðslutími og straumnotkun.
c) Breytingar á virkni í samanburði við upphaflega virkni.
Prestation víkurinnar við hár- og lág-hitapróf hefur verið samanborið með tilliti til eftirtöldra eiginleika, og niðurstöðurnar eru ræddar í næstkomandi kafla.
Greining á prestation við hárhitu
Niðurstöður hár-hitaprófsins eru sýndar í töflu 1. Upprunalegar eiginleikar voru mældar við 20°C. IEC 62271-100 gefur ekki upp nein gildi fyrir virknartíma eða lokunartíma. Mældar upphaflegar opnunartímar voru um 36 ms, og lokunartíminn var um 44 ms. Samanborðandi var hleðslutíminn fyrir virkanefninum á bilinu 9,6 sek til 11,3 sek, og hleðslustraumurinn var á bilinu 2,8 A til 3,1 A.
Eftir 24 klukkustundir við 55°C með víkurinn í lokustað, hækkaðist opnunartíminn og lokunartíminn jafnt um um 5%. Eftir aðrar 24 klukkustundir við 55°C með víkurinn í opinu stöðu, hækkaðist lokunartíminn um um 2,5% og opnunartíminn um 4%.
Það var engin marktæk breyting á tímamismunu milli staka fyrir allar þrjár prófanefndirnar í heildina. Því má draga ályktun um að atferðin sé sama í öllum stökum VCB.Hleðslutíminn lækkandi frá 11,3 sek til 9,6 sek, en straumin breyttist frá 2,9 A til 3,4 A.
Þegar lokunartími og opnunartími er samanburður milli upphafs- og lokagildanna við umhverfisloft, var breyting undir 1% á virknartíma séð, sem er nein merkileg.
Upprunalegar eiginleikar voru mældar við 20°C. Mældar upphaflegar gildi fyrir opnunartíma voru um 36 ms, og lokunartíminn var 44 ms. Samanborðandi var hleðslutíminn fyrir virkanefninum 10,6 sek, og hleðslustraumurinn var 2,8 A.
Eftir 24 klukkustundir við -10°C með víkurinn í lokustað, lækkandi opnunartíminn um um 0,7%, og lokunartíminn hækkaðist um um 2%, án neinar marktæk breytingar.
Á tvo klukkustundir utan hítakerfa, lækkandi opnunartíminn um 1,36%.Eftir aðrar 24 klukkustundir við -10°C með víkurinn í opinu stöðu, hækkaðist lokunartíminn um um 3%, og opnunartíminn lækkandi um um 2%.
Á lokaprófi við umhverfisloft, var breyting undir 1%. Í heildina af lág-hitaprófinu við -10°C, var engin marktæk breyting á tímamismunu milli staka.
Prestation víkurinnar við mismunandi hita, byrjandi við +55°C, -10°C, og -25°C, er sýnd í töflu 1.
Marktæk breytingar á virknartíma voru sérðræddar þegar víkurinn var virkur við lág hita af -25°C. Niðurstöður í töflu 3 benda til að víkurinn sýndi tröðun við opnun og lokun við -25°C. Hlutfallsbreytingin á virknartíma við -25°C var marktæk. Eftir 24 klukkustundir við -25°C, hækkaðist opnunartíminn um 30%, og lokunartíminn um um 25%. Samanborðandi, eftir að hítakerfi var slökkt fyrir tvær klukkustundir, hækkaðist opnunartíminn um 46%. Ytra prófun fyrir 24 klukkustundir við -25°C með víkurinn í opinu stöðu og hítakerfi var endurtekid, leiddi til 44% hækkun í opnunartíma og 21% hækkun í lokunartíma. Tímamælingar fyrir lokunartíma og opnunartíma sem voru skráðar á prófið sýna þessa breytingar.
Prófið við umhverfisloft af 20°C er sýnt í mynd 2. Tímamælingar fyrir lokunartíma sem voru skráðar eftir 50 klukkustundir við -25°C eru gefnar í mynd 3. Þegar samanburður er gerður, er tröðun víkurarins við -25°C skýr.
Þegar samanburður er gerður við prestation hans við -10°C, þar sem breytingin á virknartíma var aðeins um 0,5% til 3%, hafa eiginleikar víkurarins við -25°C marktækkt sér. Við -25°C, náðu virknartíma breytingar í mismunandi skrefum prófsins um 45%.
Þetta rit birtir prófunarresultat fyrir samanburð prestation 36 kV-kviku fyrir útistofnarnar (VCBs) við lág- og hárhitapróf eftir IEC 62271-100.
Aðalniðurstöður ritarins eru eftirtöld:
Við hár-hitapróf við 55°C, gerðu útistofnarkvikarnir vel. Sjárnar breytingar á virknartíma og tímamismunu milli staka voru nein merkilegar.
Við lág-hitapróf við -10°C, voru breytingar á virknartíma og tímamismunu milli staka nein merkilegar.
Marktæk breytingar á virknartíma voru sérðræddar þegar víkurinn var virkur við lág hita af -25°C. Sjárnar breytingar á opnunartíma voru frá 20% til 46%, og breytingar á lokunartíma voru á bilinu 25% til 43%.
Prófin sem gerð voru bendu til að jafnvel ef útistofnarkviki geti virkað venjulega við -10°C, er ekki viss að hann mun gera sama í kuldari ástand eins og -25°C. Þar af leiðandi er mikilvægt að athuga virkni hans við nauðsynlega lág hita.
