Pagsulay sa Mekanikal nga Pagtibok alang sa mga Circuit Breakers: Standards Challenges ug Best Practices
Pagsulay sa Mekanikal nga Endurance
Ang mekanikal nga endurance sa mga circuit breakers giteston batasan sa IEC 62271-100, nga nagkinahanglan og 10,000 operasyon (M2 class). Sa panahon sa pagsulay sa isla nga laboratory, ang unang prototype mibuto sa 6,527 operasyon tungod sa pagbuto sa trip spring. Ang laboratoryo miyakol kini nga isolated failure, gisulti nga tungod sa problema sa pag-install sa spring. Ang ikaduhang prototype giteston pero mibuto usab human sa mahigit 6,000 operasyon tungod sa lain nga pagbuto sa trip spring. Taliwala, ang test laboratoryo naghimong mechanical endurance report para sa 2,000 operasyon (M1 class) lamang.
Root Cause Analysis: Ang pagbuto naggikan sa machine-hammering marks sa bending point sa spring sa panahon sa pagprodyus, nga nagbuhat og weak spot nga mibuto human sa libotan ka operasyon. Bagamahe ang 36 kV circuit breaker nakamit lang ang M1-class (2,000 operasyon) mechanical endurance rating, ang mataas nga awtoridad ug credibility sa KEMA test report—valid sa parehas 50/60 Hz ug grounded/ungrounded systems—naghatag og exitoso nga pagbenta sa Latin America, Europe, Southeast Asia, ug uban pang global markets.
Para sa earthing switches ug withdrawable circuit breakers, ang pagkakaiba sa mekanikal nga durability testing gipakita sa Table 1. Kasagaran, ang IEC customers miyakol nga ang withdrawable circuit breaker trolleys gamiton lang sa maintenance. Busa, ang pagpadayon sa international customer requirements mahimo sa pagbutang lang og 25 insertion ug withdrawal cycles sama sa gi-specify sa IEC 62271-200, clause 6.102.1.
Pagsulay sa Switching ug Closing Capability
Ang switching ug closing tests sa circuit breakers gigamit sa daghang konfigurasyon depende sa application: standalone (unhoused) circuit breakers, withdrawable circuit breakers mounted in test equipment, o withdrawable circuit breakers installed in switchgear. Kon ang switchgear ug circuit breaker giteston sama, ang switching ug closing tests gihimo sa assembled switchgear. Para sa standalone type tests, recommended nga ipahibalo ang dedicated withdrawable compartment para sa testing.
Ang IEC switching tests para sa circuit breakers define various test sequences. Ang customers mahimo mopili og lain-laing sequences. Tumong, Sequence 1 gicompose og 274 breaking operations (130 T10, 130 T30, 8 T60, ug 6 T100s). Aron mapauswag ang cost ug oras efficiency—tungod kay ang test labs magbayad basehan sa test duration—ang customers kasagaran mogamit og Sequence 3, total 72 operations (3 T10/T30, 60 T60, ug 6 T100s). Bisag mobaba ang numero sa operasyon, ang total energy madaghan. Apan, komparado sa full-capacity 50-break test standard kasagaran gamiton domestic, ang IEC test mas dako pa gihapon. Table 2 outlines the switching operation counts defined in IEC 62271-100 for endurance testing.
Para sa circuit breakers nga intended sa parehas 50 Hz ug 60 Hz applications, ang STL guideline nagpakita sa testing frequencies sa Table 3 aron ma-validate ug i-issue ang type test report. Aron matugutan ang dual-frequency requirements, kinahanglan lang ang basic switching tests (E1 class) sa parehas 50 Hz ug 60 Hz. Ang endurance test mahimo sa asa sa 50 Hz o 60 Hz. Parehas, ang O–0.3 s–CO–15 s–CO sequence test kinahanglan lang ang basic testing. Bisag mobago ang test requirements alang sa lain-laing neutral grounding systems, wala kini makaapekto sa endurance test.
Pagsulay sa Internal Arc
Test Voltage: Sumala sa IEC 62271-200, Annex AA.4.2, ang test dapat gihimo sa anumang suitable voltage nga dili mosobra sa rated voltage. Kon ang voltage mas baba sa rated voltage ang gipili, ang sumala nga kondisyon kinahanglan naa:
a) Ang calculated average RMS test current kinahanglan naa sa current requirements sa AA.4.3.1;
b) Ang arc dili mobuto premature sa anumang yugto.
Temporary single-phase extinction allowed kon ang cumulative duration sa current interruptions dili mosobra sa 2% sa total test duration, ug walay single interruption nga magdula mas dako sa next expected current zero. Ang integral sa AC current component kinahanglan naa sa value specified sa AA.4.3.1.
Sumala sa STL guideline, sa panahon sa three-phase ug two-phase arc tests, ang duha ka phases mahimo ibutang sa current source sa voltage mas baba sa rated value, apan ang ikatulo nga phase ibutang sa separate voltage source sa Ur/√3. Sa single-phase tests, ang arc dapat magstart sa middle phase ug ground. Ang circuit mahimo ibutang sa current source sa voltage mas baba sa rated value, bisan ang voltage source adunay sufficient short-circuit power aron malamdan ang voltage breakdown ug distinguish it from interference.
Para sa 17.5 kV switchgear, ang internal arc fault test gihimo sa 7.1 kV, nga gipakita sa test report.
Test Conditions ug Equipment Layout:
Allowed ang sequential tests sa lain-laing untested sections sa usa ka unit. Ang laboratoryo wala responsible sa pagprovide o pagarrange sa cable ducts. Ang test arrangement dapat detailed sa test report. Kon ang functional unit type dili intend gipanggamit isip end unit sa service conditions, sa panahon sa testing, duha o mas dako nga functional units dapat i-arrange sa assembly, ang tested unit as close as possible sa side ug away from the simulated room wall.
Ang ceiling kinahanglan at least 200 mm ± 50 mm above the test object. Ang pressure relief panel's opening path dili mobuto sa ceiling. Ang test results valid sa tanang distances sa test object ug ceiling mas dako sa test setup distance. Ang test sample kinahanglan ig-test sa iyang actual operating configuration. Para sa switchgear nga hinged ventilation flaps, ang removable operating handles dili kinahanglan i-install, apan ang flap kinahanglan open position sa panahon sa internal arc test. As shown in Figure 4, ang internal arc test setup sa 17.5 kV switchgear involve four switchgear units in a row. Testing conducted on the three high-voltage compartments of the leftmost end unit. The top of the cabinet is 600 mm below the ceiling, with a reflector plate installed to prevent arc reflection from the ceiling and burning of horizontal indicators. A test isolator trolley replaces the circuit breaker for testing, and the internal protective plate at the lower ventilation door is in the open position.
Additional Notes on IEC Testing
Ang IEC tests result in separate type test certificates for different test items, including:
Type test certificate for insulation performance
Type test certificate for short-circuit making and breaking performance
Type test certificate for internal arc performance
Ang sumala nga drawings ug manufacturer's documentation kinahanglan ipahibalo aron mailhan sa consistency sa tested switchgear ug supporting design drawings. Ang test lab will verify the sample by measuring and checking drawings, busbar specifications, support spacing, etc., against the provided documentation. Any deviations are recorded.
a) Single-line diagram of the switchgear and controlgear, including component type names.
b) General arrangement drawing (assembly drawing), including:
Overall dimensions
Busbar system dimensions
Support structure
Electrical clearances
Materials of major components
c) Switchgear identification drawings as detailed in the relevant STL guidelines.
