Механическо издръжливостно тестирование на automáti: стандарти предизвикателства и най-добри практики

Механическо издръжливостно тестирование

Механичната издръжливост на автоматите се тестира според IEC 62271-100, което изисква 10 000 операции (клас M2). По време на тестовете в чуждестранна лаборатория, първият прототип се повреди след 6527 операции поради пръсване на пружина. Лабораторията прие този единичен случай, свързвайки го с проблеми при монтажа на пружината. Вторият прототип беше тестван, но отново се повреди след над 6000 операции поради друго пръсване на пружина. Следователно, лабораторията издаде доклад за механична издръжливост само за 2000 операции (клас M1).

Анализ на кореновата причина: Пръсването произтича от машинни ударни знаци в точката на завиване на пружината по време на производството, създавайки слаба зона, която се провали след хиляди операции. Въпреки че 36 kV автоматиката постигна само клас M1 (2000 операции) механична издръжливост, високият авторитет и доверие на доклада за тестове на KEMA – валиден както за 50/60 Hz, така и за системи с заземена/не заземена нейтрална точка – позволи успешни продажби в Латинска Америка, Европа, Югоизточна Азия и други глобални пазари.

За заземителни ключове и изтегливи автомати, различията в тестовете за механична издръжливост са показани в Таблица 1. Общо взето, клиентите на IEC приемат, че количките на изтегливите автомати се използват само за поддръжка. Следователно, международните изисквания на клиентите могат да бъдат удовлетворени, като се извършат само 25 цикла за вмъкване и извличане, както е посочено в IEC 62271-200, параграф 6.102.1.

Проверка на способността за комутация и затваряне

Тестовете за комутация и затваряне на автоматите се провеждат в различни конфигурации, в зависимост от приложението: самостоятелни (без корпус) автомати, изтегливи автомати, монтирани в тестово оборудване, или изтегливи автомати, инсталирани в комутационно оборудване. Когато комутационното оборудване и автоматите се тестват заедно, тестовете за комутация и затваряне се провеждат в сборения апарат. За самостоятелни типови тестове, препоръчително е да се предостави специален изтеглив отсек за тестове.

IEC тестовете за комутация на автоматите дефинират различни последователности от тестове. Клиентите могат да изберат различни последователности. Например, Последователност 1 се състои от 274 операции за прекъсване (130 T10, 130 T30, 8 T60 и 6 T100s). За да се подобри ефективността по отношение на разходите и времето – тъй като тестовите лаборатории фактурират в зависимост от продължителността на тестовете – клиентите често избират Последователност 3, общо 72 операции (3 T10/T30, 60 T60 и 6 T100s). Въпреки намаленото количество операции, общата енергия се увеличава. Въпреки това, в сравнение с общоизвестния стандарт за тестове с 50 прекъсвания, IEC тестът остава значително по-лек. Таблица 2 обобщава броя на операциите за комутация, дефинирани в IEC 62271-100, за тестове на издръжливост.

За автомати, предназначени както за 50 Hz, така и за 60 Hz приложения, ръководството STL определя честоти за тестове, както е показано в Таблица 3, за да се потвърди подходящостта и да се издаде доклад за типов тест. За да се удовлетворят двучестотните изисквания, са необходими само основни тестове за комутация (клас E1) при 50 Hz и 60 Hz. Тестът за издръжливост може да се проведе при 50 Hz или 60 Hz. Подобно, последователността O–0.3 s–CO–15 s–CO изисква само основни тестове. Въпреки че изискванията за тестове варират за различни системи за заземяване, това не влияе на теста за издръжливост.

Вътрешни тестове на дъга

Напряжение на теста: Според IEC 62271-200, Приложение AA.4.2, тестът трябва да се проведе при всяко подходящо напряжение, което не надхвърля номиналното напряжение. Ако е избрано напряжение, по-ниско от номиналното, трябва да се изпълняват следните условия:
a) Изчислената средна RMS тестова тока трябва да удовлетворява изискванията за тока в AA.4.3.1;
b) Дъгата не трябва да угасне преждевременно на никаква стадия.
Временно изключване на еднофазен режим е допустимо, ако сумарната продължителност на прекъсванията на тока не надхвърля 2% от общата продължителност на теста, и никое прекъсване не трае по-дълго от очакваната следваща нулева точка на тока. Интегралът на AC компонента на тока трябва да е поне равен на стойността, посочена в AA.4.3.1.
Според ръководството STL, по време на трифазни и двуфазни тестове на дъга, две фази могат да бъдат захранвани от източник на тока при напряжение, по-ниско от номиналното, докато третата фаза се захранва от отделен източник на напрежение при Ur/√3. В еднофазни тестове, дъгата трябва да се инициира между средната фаза и земята. Циркуитът може да бъде захранван от източник на тока при напряжение, по-ниско от номиналното, стига източникът на напрежение да има достатъчен мощностен резерв, за да ясно детектира пробив на напрежението и да го отличи от помехи.

За комутационно оборудване на 17.5 kV, тестът за вътрешна дъга се провежда при 7.1 kV, което е документирано в доклада за теста.

Условия на теста и разположение на оборудването:

Е допустимо да се провеждат последователни тестове на различни непроверени части на единично устройство. Лабораторията не е отговорна за осигуряване или организиране на кабелни каналопроводи. Разположението на теста трябва да бъде подробно описано в доклада за теста. Ако функционалната единица не е предназначена да се използва като крайна единица при експлоатация, по време на тестовете, две или повече функционални единици трябва да бъдат разположени в сборката, поставяйки тестваната единица възможно най-близо до страната и на разстояние от симулираната стена на помещението.

Покрива трябва да е поне 200 мм ± 50 мм над тествания обект. Пътят на отваряне на панела за декомпрессия не трябва да удря покрива. Резултатите от теста са валидни за всички разстояния между тествания обект и покрива, по-големи от разстоянието при тестовата установка. Тествания образец трябва да бъде тестван в реалната конфигурация за работа. За комутационно оборудване с вентилационни капаци, които се отварят, не е необходимо да се инсталират извадими ръчки, но капакът трябва да е в отворено положение по време на теста за вътрешна дъга. Както е показано на Фигура 4, установката за теста на вътрешна дъга за 17.5 kV комутационно оборудване включва четири единици комутационно оборудване в ред. Тестването се провежда в три високонапрегови отсека на най-лявата крайна единица. Върхът на шкафа е 600 мм под покрива, с инсталация на рефлектираща плочка, за да се предотврати отразяването на дъгата от покрива и изгарянето на хоризонтални индикатори. Тестването се провежда с изолаторна тележка, заместваща автомата, и вътрешната защитна плочка на долния вентилационен капак е в отворено положение.

Допълнителни бележки относно IEC тестовете

IEC тестовете водят до отделни сертификати за типов тест за различни тестови елементи, включително:

• Сертификат за типов тест за изолационни характеристики

• Сертификат за типов тест за характеристики на изключване и затваряне при късо съединение

• Сертификат за типов тест за характеристики на вътрешна дъга

Следните чертежи и документация на производителя трябва да бъдат предоставени, за да се докаже съответствието между тестваното комутационно оборудване и подкрепящите конструктивни чертежи. Лабораторията ще провери образеца, измервайки и проверявайки чертежите, спецификациите на шините, разстоянието между опорите и т.н. против предоставената документация. Всички отклонения се записват.

a) Единолинейна схема на комутационното и контролно оборудване, включително имена на типове компоненти.
b) Генерален разположителен чертеж (сборен чертеж), включително:

• Общи размери

• Размери на системата от шини

• Опорна структура

• Електрични разстояния

• Материалите на основните компоненти
  c) Чертежи за идентификация на комутационното оборудване, както е детайлно описано в съответните ръководства STL.