Μηχανική Αντοχή Ελέγχου για Διαχωριστές: Πρότυπα, Προκλήσεις και Καλύτερες Πρακτικές

Μηχανική Επιβίωση Δοκιμών

Η μηχανική επιβίωση των αποσυνεργατών δοκιμάζεται σύμφωνα με το IEC 62271-100, που απαιτεί 10.000 λειτουργίες (κλάση M2). Κατά τη δοκιμή σε εξωτερικό εργαστήριο, το πρώτο πρωτότυπο απέτυχε στις 6.527 λειτουργίες λόγω σπάσιμου της βελτίδας τροποποίησης. Το εργαστήριο αποδέχτηκε αυτή τη μοναδική αποτυχία, αποδίδοντάς την σε προβλήματα εγκατάστασης της βελτίδας. Ένα δεύτερο πρωτότυπο υποβλήθηκε σε δοκιμή, αλλά απέτυχε επίσης μετά από περισσότερες από 6.000 λειτουργίες λόγω άλλης καταστροφής της βελτίδας. Ως αποτέλεσμα, το εργαστήριο δοκιμών διέθεσε μόνο έκθεση μηχανικής επιβίωσης για 2.000 λειτουργίες (κλάση M1).

Ανάλυση Αιτίας: Η καταστροφή προέκυψε από τις σημειώσεις της μηχανής-σφυροκόπης στο σημείο καμπής της βελτίδας κατά την κατασκευή, δημιουργώντας ένα αδύναμο σημείο που απέτυχε μετά από χιλιάδες λειτουργίες. Παρόλο που ο αποσυνεργατής 36 kV επιτύχει μόνο βαθμολογία μηχανικής επιβίωσης κλάσης M1 (2.000 λειτουργίες), η υψηλή αρμοδιότητα και αξιοπιστία της έκθεσης δοκιμής KEMA, ισχύουσα για 50/60 Hz και γεωμαγνητοσυνδεδεμένα/αγεωμαγνητοσυνδεδεμένα συστήματα, επέτρεψε την επιτυχή πώληση στη Λατινική Αμερική, την Ευρώπη, την Νοτιοανατολική Ασία και άλλες παγκόσμιες αγορές.

Για τους στρόβιλους εδάφους και τους αποσυνεργατές με κινητό πλαίσιο, οι διαφορές στις δοκιμές μηχανικής διαρκείας εμφανίζονται στο Πίνακα 1. Γενικά, οι πελάτες IEC αποδέχονται ότι τα πλαίσια αποσυνεργατών με κινητό πλαίσιο χρησιμοποιούνται μόνο για συντήρηση. Συνεπώς, η συμμόρφωση με τις διεθνείς απαιτήσεις των πελατών μπορεί να επιτευχθεί εκτελώντας μόνο 25 κύκλους εισαγωγής και απόσυρσης όπως προβλέπεται στο IEC 62271-200, παράγραφος 6.102.1.

Επαλήθευση Ικανότητας Στροφής και Κλείσιμου

Οι δοκιμές στροφής και κλείσιμου για αποσυνεργατές διεξάγονται σε διάφορες διατάξεις ανάλογα με την εφαρμογή: αυτόνομοι (χωρίς κάψιμο) αποσυνεργατές, αποσυνεργατές με κινητό πλαίσιο εγκατεστημένοι σε δοκιμαστικό εξοπλισμό, ή αποσυνεργατές με κινητό πλαίσιο εγκατεστημένοι σε σύστημα στροφής. Όταν δοκιμάζονται μαζί το σύστημα στροφής και ο αποσυνεργατής, οι δοκιμές στροφής και κλείσιμου εκτελούνται μέσα στο συναρμολογημένο σύστημα στροφής. Για αυτόνομες δοκιμές τύπου, συνιστάται να παρέχεται ένα ειδικό τμήμα κινητού πλαισίου για δοκιμές.

Οι δοκιμές στροφής IEC για αποσυνεργατές ορίζουν διάφορες ακολουθίες δοκιμών. Οι πελάτες μπορούν να επιλέξουν διαφορετικές ακολουθίες. Για παράδειγμα, η Ακολουθία 1 αποτελείται από 274 λειτουργίες στροφής (130 T10, 130 T30, 8 T60 και 6 T100s). Για βελτίωση της αποτελεσματικότητας σε κόστος και χρόνο - αφού τα δοκιμαστικά εργαστήρια φορτίζουν βάσει της διάρκειας δοκιμής - οι πελάτες συχνά επιλέγουν την Ακολουθία 3, με συνολικά 72 λειτουργίες (3 T10/T30, 60 T60 και 6 T100s). Αν και ο αριθμός των λειτουργιών μειώνεται, η συνολική ενέργεια αυξάνεται. Ωστόσο, σε σύγκριση με τον πλήρη πρότυπο 50-στροφής που χρησιμοποιείται συνήθως εδαφικά, η δοκιμή IEC παραμένει σημαντικά λιγότερο αυστηρή. Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τους αριθμούς λειτουργιών στροφής που ορίζονται στο IEC 62271-100 για δοκιμές μηχανικής επιβίωσης.

Για αποσυνεργατές που προορίζονται για εφαρμογές 50 Hz και 60 Hz, οι οδηγίες STL καθορίζουν τις συχνότητες δοκιμών όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 3 για την επαλήθευση της εφαρμοσιμότητας και την έκδοση έκθεσης δοκιμής τύπου. Για την ικανοποίηση των απαιτήσεων διπλής συχνότητας, απαιτούνται μόνο βασικές δοκιμές στροφής (κλάση E1) σε 50 Hz και 60 Hz. Η δοκιμή μηχανικής επιβίωσης μπορεί να εκτελεστεί είτε σε 50 Hz είτε σε 60 Hz. Ομοίως, η ακολουθία δοκιμής O-0.3 s-CO-15 s-CO απαιτεί μόνο βασικές δοκιμές. Αν και οι απαιτήσεις δοκιμής διαφέρουν για διαφορετικά συστήματα εδαφικής σύνδεσης, αυτό δεν επηρεάζει τη δοκιμή μηχανικής επιβίωσης.

Εσωτερική Τόξωση Δοκιμών

Τάση Δοκιμής: Σύμφωνα με το IEC 62271-200, Παράρτημα AA.4.2, η δοκιμή πρέπει να διεξαχθεί σε οποιαδήποτε κατάλληλη τάση που δεν υπερβαίνει την ρυθμισμένη τάση. Εάν επιλεγεί μια τάση κάτω από την ρυθμισμένη, πρέπει να εκπληρώνονται οι παρακάτω συνθήκες:
a) Το υπολογισμένο μέσο RMS ρεύμα δοκιμής πρέπει να επαρκεί για τις απαιτήσεις ρεύματος στο AA.4.3.1;
b) Το τόξο δεν πρέπει να εξαφανίζεται πρόωρα σε καμία φάση.
Επιτρέπεται η προσωρινή μονοφασική εξαφάνιση εάν η συνολική διάρκεια διακοπών ρεύματος δεν υπερβαίνει το 2% της συνολικής διάρκειας δοκιμής, και καμία μεμονωμένη διακοπή δεν διαρκεί περισσότερο από την επόμενη προσδοκώμενη μηδενική τιμή ρεύματος. Το ολοκλήρωμα του συναλλαγματικού συνιστώματος πρέπει να είναι τουλάχιστον ίσο με την τιμή που καθορίζεται στο AA.4.3.1.
Σύμφωνα με τις οδηγίες STL, κατά τη διάρκεια των δοκιμών τόξωσης τριφασικά και δίφασικα, οι δύο φάσεις μπορούν να εφοδιάζονται από μια πηγή ρεύματος σε τάση κάτω από την ρυθμισμένη, ενώ η τρίτη φάση εφοδιάζεται από μια ξεχωριστή πηγή τάσης σε Ur/√3. Σε μονοφασικές δοκιμές, το τόξο πρέπει να προκαλείται μεταξύ της μεσαίας φάσης και της γης. Το κύκλωμα μπορεί να εφοδιάζεται από μια πηγή ρεύματος σε τάση κάτω από την ρυθμισμένη, εφόσον η πηγή τάσης έχει αρκετή ισχύ σύνδεσης για να επιτρέπει την επισήμανση και τη διάκριση της διάσπασης τάσης από την παρεμβολή.

Για ένα σύστημα στροφής 17.5 kV, η δοκιμή εσωτερικής αποσυνεργασίας διεξάγεται σε 7.1 kV, όπως διατυπώνεται στην έκθεση δοκιμής.

Συνθήκες Δοκιμής και Διάταξη Εξοπλισμού:

Επιτρέπεται η διεξαγωγή σειριακών δοκιμών σε διαφορετικά μη δοκιμασμένα τμήματα ενός μοναδικού μονάδες. Το εργαστήριο δεν είναι υπεύθυνο για την παροχή ή τοποθέτηση σωλήνων. Η διάταξη δοκιμής πρέπει να λεπτομερώνεται στην έκθεση δοκιμής. Εάν ένας τύπος λειτουργικής μονάδας δεν προορίζεται να χρησιμοποιείται ως τελική μονάδα υπό συνθήκες λειτουργίας, κατά τη δοκιμή, δύο ή περισσότερες λειτουργικές μονάδες πρέπει να διατάσσονται στη συναρμολόγηση, τοποθετώντας τη δοκιμαζόμενη μονάδα το πιο κοντά στην πλευρά και μακριά από τον προσομοιωμένο τοίχο δωματίου.

Το ταβάνι πρέπει να είναι τουλάχιστον 200 mm ± 50 mm πάνω από το αντικείμενο δοκιμής. Η διαδρομή ανοίγματος της πλάκας αποσυμπίεσης δεν πρέπει να χτυπάει το ταβάνι. Τα αποτελέσματα δοκιμής είναι ισχύουσες για όλες τις αποστάσεις μεταξύ του αντικειμένου δοκιμής και του ταβάνιου μεγαλύτερες από την απόσταση διάταξης δοκιμής. Το δείγμα δοκιμής πρέπει να δοκιμάζεται στην πραγματική διάταξη λειτουργίας. Για συστήματα στροφής με περιστρεφόμενες αναπνευστικές κλάδες, δεν απαιτείται η εγκατάσταση αφαιρούμενων ρυμουλκτήρων, αλλά η κλάδα πρέπει να είναι σε ανοιχτή θέση κατά τη δοκιμή εσωτερικής τόξωσης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, η διάταξη δοκιμής εσωτερικής τόξωσης για ένα σύστημα στροφής 17.5 kV περιλαμβάνει τέσσερα μονάδες στροφής σε σειρά. Η δοκιμή διεξάγεται στα τρία υψηλούς υποδείγματα της αριστερής τελικής μονάδας. Το κάτω μέρος του κάστρου είναι 600 mm κάτω από το ταβάνι, με εγκατάσταση πίνακα αντανάκλασης για την πρόληψη της αντανάκλασης του τόξου από το ταβάνι και την καύση των οριζόντιων δεικτών. Ένας δοκιμαστικός απομονωτής ρυμουλκτήρας αντικαθιστά τον αποσυνεργατή για δοκιμή, και η εσωτερική προστατευτική πλάκα στην κάτω αναπνευστική πόρτα είναι σε ανοιχτή θέση.

Πρόσθετες Σημειώσεις για τις Δοκιμές IEC

Οι δοκιμές IEC οδηγούν σε ξεχωριστά πιστοποιητικά δοκιμής τύπου για διάφορα είδη δοκιμών, συμπεριλαμβανομένων:

• Πιστοποιητικό δοκιμής τύπου για την αποσυνεργατική απόδοση

• Πιστοποιητικό δοκιμής τύπου για την απόδοση κλείσιμου και στροφής σύντομης σύνδεσης

• Πιστοποιητικό δοκιμής τύπου για την απόδοση εσωτερικής τόξωσης

Τα εξής σχέδια και τεκμηρίωση του κατασκευαστή πρέπει να παρέχονται για να αποδειχθεί η συνέπεια μεταξύ του δοκιμασμένου συστήματος στροφής και των σχεδίων σχεδίασης. Το εργαστήριο δοκιμών θα επαληθεύσει το δείγμα μετρώντας και ελέγχοντας τα σχέδια, τα χαρακτηριστικά των συνδέσεων, την απόσταση υποστήριξης κλπ., σε σχέση με την παραχωρημένη τεκμηρίωση. Οποιεσδήποτε αποκλίσεις καταγράφονται.

a) Μονογραμμικό σχέδιο του συστήματος στροφής και ελέγχου, περιλαμβανομένων των ονομάτων τύπου των συστατικών μονάδων.
b) Γενικό σχέδιο διάταξης (σχέδιο συναρμολόγησης), περιλαμβανομένων:

• Συνολικά διαστήματα

• Διαστήματα συστήματος συνδέσεων

• Δομή υποστήριξης

• Ηλεκτρικές αποστάσεις