Mehaničko iscrpljivanje za prekidače: standardi izazovi i najbolje prakse
Testiranje mehaničke izdržljivosti
Mehanička izdržljivost prekidača testira se prema IEC 62271-100, s zahtjevom od 10.000 radnji (klasa M2). Tijekom testiranja u inozemnom laboratoriju, prvi prototip je propao nakon 6.527 radnji zbog pucanja povratnog opruga. Laboratorij je prihvatio ovaj izolirani propust, pripisavši ga problemima s instalacijom opruge. Drugi prototip je također testiran, ali opet je propao nakon više od 6.000 radnji zbog pucanja druge povratne opruge. Stoga je laboratorij izdao izvješće o mehaničkoj izdržljivosti samo za 2.000 radnji (klasa M1).
Analiza glavnog uzroka: Pucanje je proizašlo od otiska mašinskog udaranja na savijanju opruge tijekom proizvodnje, stvarajući slaba mjesto koje je propalo nakon tisuću radnji. Iako je 36 kV prekidač postigao samo klasu M1 (2.000 radnji) mehaničke izdržljivosti, visok autoritet i vjerodostojnost KEMA test izvješća—važećeg za oba frekvencijska sustava 50/60 Hz i zaslonjeni/nezaslonjeni sustave—omogućili su uspješnu prodaju u Latinskoj Americi, Europi, jugistočnoj Aziji i drugim svjetskim tržištima.
Za prekidače za zemljanje i povlačive prekidače, razlike u testiranju mehaničke izdržljivosti prikazane su u Tablici 1. Općenito, IEC klijenti prihvaćaju da se povlačivi kolica prekidača koriste samo za održavanje. Stoga, ispunjenje međunarodnih zahtjeva klijenata može se postići provedbom samo 25 ciklusa ubacivanja i izvlačenja, kao što je navedeno u IEC 62271-200, stavku 6.102.1.
Potvrda o sposobnosti prekidanja i zatvaranja
Testiranje prekidanja i zatvaranja prekidača provodi se u nekoliko konfiguracija ovisno o primjeni: samostalni (bez kućišta) prekidači, povlačivi prekidači montirani u testna oprema, ili povlačivi prekidači instalirani u sklopni uređaj. Kada se sklopni uređaj i prekidač testiraju zajedno, testiranje prekidanja i zatvaranja provodi se unutar sastavljenog sklopno uređaja. Za samostalne tipove testiranja, preporučuje se osigurati poseban povlačivi prostor za testiranje.
IEC testovi prekidanja prekidača definiraju različite sekvence testova. Klijenti mogu odabrati različite sekvence. Na primjer, Sekvenca 1 sastoji se od 274 operacija prekidanja (130 T10, 130 T30, 8 T60 i 6 T100s). Da bi se poboljšala učinkovitost troškova i vremena—budući da testne laboratorije naplaćuju prema trajanju testa—klijenti često biraju Sekvenca 3, ukupno 72 operacije (3 T10/T30, 60 T60 i 6 T100s). Iako je broj operacija smanjen, ukupna energija je povećana. Međutim, usporedo sa standardnim domaćim testom s punom kapacitetom od 50 prekidanja, IEC test ostaje značajno manje težak. Tablica 2 daje pregled broja operacija prekidanja definiranih u IEC 62271-100 za testiranje izdržljivosti.
Za prekidače namijenjene za upotrebu na oba frekvencijska sustava 50 Hz i 60 Hz, STL smjernice specificiraju frekvencije testiranja kako bi se potvrdila prikladnost i izdano izvješće o tip testu. Da bi se ispunu dualni frekvencijski zahtjevi, potrebno je samo osnovno testiranje (klasa E1) na obje frekvencije 50 Hz i 60 Hz. Test izdržljivosti može se provesti na bilo kojoj frekvenciji 50 Hz ili 60 Hz. Slično tome, za sekvencu testa O–0.3 s–CO–15 s–CO, potrebno je samo osnovno testiranje. Iako se zahtjevi za testiranje razlikuju za različite sustave zemljanja, to ne utječe na test izdržljivosti.
Testiranje unutarnjeg luka
Napon testiranja: Prema IEC 62271-200, Dodatak AA.4.2, test treba provesti na bilo kojem prikladnom naponu koji ne prelazi nominalni napon. Ako se odabere napon niži od nominalnog, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:
a) Izračunati prosječni RMS testni struja mora zadovoljavati zahtjeve za strujom u AA.4.3.1;
b) Luk ne smije premature gasiti na bilo kojem etapu.
Privremena jednofazna ekstinkcija dopuštena je ako ukupna trajanja prekida struje ne prelaze 2% ukupnog trajanja testa, i ako nijedan prekid ne traje duže od sljedeće očekivane nulte točke struje. Integral AC komponente struje mora biti barem jednak vrijednosti navedenoj u AA.4.3.1.
Prema STL smjernicama, tijekom testiranja trofaznog i dvofaznog luka, dvije faze mogu biti snabdijene strujnim izvorom na naponu nižem od nominalnog, dok se treća faza snabdijeva zasebnim naponskim izvorom na Ur/√3. U jednofaznim testovima, luk mora biti pokrenut između srednje faze i zemlje. Sklop može biti snabdijen strujnim izvorom na naponu nižem od nominalnog, pod uvjetom da naponski izvor ima dovoljnu snagu kratkog spoja kako bi se jasno detektirala padnja napona i razlikovala od interferencije.
Za 17.5 kV sklopni uređaj, test greške unutarnjeg luka provodi se na 7.1 kV, što je dokumentirano u test izvješću.
Uvjeti testiranja i raspored opreme:
Dopušteno je provođenje sekvenecialnih testova na različitim netestiranim dijelovima jedinice. Laboratorij nije odgovoran za pružanje ili organiziranje kabelskih kanala. Raspored testa mora biti detaljno opisan u test izvješću. Ako se vrsta funkcionalne jedinice ne namjerava koristiti kao krajačka jedinica u uslužnim uvjetima, tijekom testiranja, dvije ili više funkcionalnih jedinica trebaju biti raspoređene u sklop, stavljajući testiranu jedinicu što bliže rubu i udaljenu od simulirane sobne zidne.
Strop mora biti najmanje 200 mm ± 50 mm iznad testiranog predmeta. Put otvaranja panela za olakšanje tlaka ne smije udariti u strop. Rezultati testa važe za sve razmake između testiranog predmeta i stropa veće od testnog rasporeda. Testni uzorak mora biti testiran u svojoj stvarnoj operativnoj konfiguraciji. Za sklopne uređaje s oklopom ventilacijskih klapa, rukohvati za rad ne moraju biti instalirani, ali klapa mora biti u otvorenom položaju tijekom testiranja unutarnjeg luka. Kao što je prikazano na Slici 4, raspored testiranja unutarnjeg luka za 17.5 kV sklopni uređaj uključuje četiri sklopne jedinice u red. Testiranje provodi se na tri visokonaponska odjela najlijevnije krajačke jedinice. Vrh škrafa nalazi se 600 mm ispod stropa, s reflektorskom pločom instaliranom kako bi se spriječilo odbijanje luka od stropa i sagorijevanje horizontalnih indikatora. Testni izolator zamjenjuje prekidač za testiranje, a unutarnja zaštita na donjoj ventilacijskoj vrati je u otvorenom položaju.
Dodatne bilješke o IEC testiranju
IEC testovi rezultiraju zasebnim sertifikatima tip testa za različite testne elemente, uključujući:
Sertifikat tip testa za performanse izolacije
Sertifikat tip testa za performanse prekidanja i zatvaranja kratkog spoja
Sertifikat tip testa za performanse unutarnjeg luka
Sljedeće crteži i proizvođačka dokumentacija moraju biti pruženi kako bi se pokazala usklađenost testiranog sklopno uređaja s podržavajućim dizajnerskim crtežima. Laboratorij će provjeriti uzorak mjerenjem i provjerom crteža, specifikacija busbar sistema, razmaka nosača itd., u usporedbi s pruženom dokumentacijom. Bilo kakve odstupanja su zabilježena.
a) Jednolinijasti crtež sklopno uređaja i kontrolne opreme, uključujući imena tipova komponenata.
b) Opći raspored crteža (montažni crtež), uključujući:
Ukupne dimenzije
Dimenzije busbar sistema
Konstrukcija nosača
Električna razmak
Materijali glavnih komponenata
c) Identifikacijski crteži sklopno uređaja kako je detaljno opisano u relevantnim STL smjernicama.
