Mechanické výdržové testování spínacích přípojných zařízení: normy výzvy a nejlepší postupy

Mechanické výdržové testování

Mechanická výdrž spínačů je testována podle IEC 62271-100, což vyžaduje 10 000 operací (třída M2). Během testu v zahraniční laboratoři se první prototyp poškodil po 6 527 operacích kvůli zlomu pružiny. Laboratoř přijala tento izolovaný selhání, které bylo přičteno k problémům s instalací pružiny. Druhý prototyp byl také testován, ale stejně selhal po více než 6 000 operacích kvůli dalšímu zlomu pružiny. V důsledku toho laboratoř vydala pouze zprávu o mechanické výdrži pro 2 000 operací (třída M1).

Analýza hlavní příčiny: Zlom vznikl z otisků od úderu stroje na místě ohnutí pružiny během výroby, což vytvořilo slabé místo, které selhalo po tisících operací. Ačkoli spínač 36 kV dosáhl pouze třídy M1 (2 000 operací) v mechanické výdrži, vysoká autorita a důvěryhodnost zprávy KEMA – platné pro obě frekvence 50/60 Hz a pro zemně spojené/nespojené systémy – umožnila úspěšné prodeje v Latinské Americe, Evropě, jihovýchodní Asii a dalších globálních trzích.

Pro zazemňovací spínače a vyjímatelné spínače jsou rozdíly v testování mechanické výdrže uvedeny v tabulce 1. Obecně přijímají zákazníci IEC, že vozíky vyjímatelných spínačů jsou používány pouze pro údržbu. Tedy, splnění mezinárodních požadavků zákazníků lze dosáhnout provedením pouze 25 cyklů vložení a vytahování, jak je uvedeno v IEC 62271-200, bod 6.102.1.

Ověření schopnosti spínání a uzavírání

Testy spínání a uzavírání spínačů jsou prováděny v několika konfiguracích v závislosti na aplikaci: samostatné (bez obalu) spínače, vyjímatelné spínače montované v testovacím zařízení, nebo vyjímatelné spínače nainstalované v spínacím zařízení. Pokud jsou spínací zařízení a spínač testovány společně, testy spínání a uzavírání jsou provedeny u sestaveného spínacího zařízení. Pro samostatné typové testy se doporučuje poskytnout speciální vyjímací oddíl pro testování.

Testy spínání IEC pro spínače definují různé testovací sekvence. Zákazníci si mohou vybrat různé sekvence. Například, sekvence 1 se skládá z 274 operací přerušení (130 T10, 130 T30, 8 T60 a 6 T100). Pro zlepšení nákladové a časové efektivity – protože testovací laboratoře účtují podle délky testu – zákazníci často volí sekvenci 3, celkově 72 operace (3 T10/T30, 60 T60 a 6 T100). Ačkoli počet operací je snížen, celková energie je zvýšena. Nicméně, ve srovnání s běžně používaným domácím standardem plnohodnotného 50-prerušovacího testu, zůstává IEC test výrazně méně přísný. Tabulka 2 shrnuje počty operací přerušení definované v IEC 62271-100 pro testování výdrže.

Pro spínače určené pro použití jak u 50 Hz, tak i 60 Hz, stanoví pokyn STL testovací frekvence, jak je uvedeno v tabulce 3, pro ověření vhodnosti a vydání typové testovací zprávy. Pro splnění požadavků na dvojfrekvenční provoz stačí základní testy spínání (třída E1) jak u 50 Hz, tak i 60 Hz. Test výdrže může být proveden buď u 50 Hz, nebo u 60 Hz. Podobně, sekvence testu O–0,3 s–CO–15 s–CO vyžaduje pouze základní testování. Ačkoli požadavky na testování se liší pro různé systémy neutrálního zemnění, toto neovlivňuje test výdrže.

Test vnitřního oblouku

Napětí testu: Podle IEC 62271-200, příloha AA.4.2, má být test proveden při libovolném vhodném napětí, které nepřekračuje nominální napětí. Pokud je vybráno nižší napětí než nominální, musí být splněny následující podmínky:
a) Vypočítaný průměrný efektivní proud testu musí splňovat požadavky na proud v AA.4.3.1;
b) Oblouk nesmí předčasně zhasnout v žádné fázi.
Dočasné jednofázové zhasnutí je povolené, pokud celková doba přerušení proudu nepřesahuje 2 % celkové doby testu a žádné jednotlivé přerušení nepřesahuje dobu do následujícího očekávaného nulového proudu. Integrál střídavé složky proudu musí být alespoň roven hodnotě uvedené v AA.4.3.1.
Podle pokynů STL, během třífázových a dvoufázových testů oblouku mohou být dvě fáze zásobovány zdrojem proudu při napětí nižším než nominální, zatímco třetí fáze je zásobována samostatným zdrojem napětí při Ur/√3. V jednofázových testechních musí být oblouk zahájen mezi prostřední fází a zemí. Okruh může být zásobován zdrojem proudu při napětí nižším než nominální, pokud má zdroj napětí dostatečnou krátkozávodní sílu pro jasnou detekci zkratu a odlišení jej od rušení.

Pro spínací zařízení 17,5 kV je test vnitřního obloukového poruchy proveden při 7,1 kV, což je zdokumentováno v testovací zprávě.

Podmínky testu a rozvržení zařízení:

Je povoleno provádět sekvenční testy na různých neotestovaných částech jednoho zařízení. Laboratoř nenese odpovědnost za poskytování nebo uspořádání kabelových potrubí. Rozvržení testu musí být detailně popsáno v testovací zprávě. Pokud není funkční jednotka určena k použití jako koncová jednotka v provozních podmínkách, při testování by měly být uspořádány dvě nebo více funkčních jednotek v sestavě, s testovanou jednotkou co nejblíže ke straně a od simulované stěny místnosti.

Strop musí být alespoň 200 mm ± 50 mm nad testovaným objektem. Cesta otevírání panelu pro uvolnění tlaku nesmí narazit do stropu. Výsledky testu jsou platné pro všechny vzdálenosti mezi testovaným objektem a stropem, které jsou větší než vzdálenost nastavení testu. Testovací vzorek musí být testován v jeho skutečné operační konfiguraci. Pro spínací zařízení s návěsy pro větrání, které jsou otevíratelné, nemusí být nainstalovány demontovatelné ovládací páky, ale náves musí být v otevřené pozici během testu vnitřního oblouku. Jak je znázorněno na obrázku 4, rozvržení testu vnitřního oblouku pro spínací zařízení 17,5 kV zahrnuje čtyři jednotky spínacího zařízení v řadě. Testování je provedeno na třech vysokonapěťových oddílech levého koncového zařízení. Horní část skříně je 600 mm pod stropem, s nainstalovanou reflektorovou deskou pro prevenci odrazu oblouku ze stropu a hoření indikátorů. Testovací izolátor nahrazuje spínač pro testování, a vnitřní ochranná deska u dolního větracího okénka je v otevřené pozici.

Doplňující poznámky k testům IEC

Testy IEC vedou k samostatným typovým certifikátům pro různé testované položky, včetně:

• Typový certifikát pro vlastnosti izolace

• Typový certifikát pro vlastnosti zkratového spínání a přerušování

• Typový certifikát pro vlastnosti vnitřního oblouku

Následující výkresy a dokumentace výrobce musí být poskytnuty pro dokázání souladu mezi testovaným spínacím zařízením a podpůrnými konstrukčními výkre