Preizkušanje mehanske izdržljivosti za preklopnike: standardi izzivi in najboljše prakse

Preizkusi mehanske izdržljivosti

Mehanska izdržljivost preklopnikov je preverjena glede na IEC 62271-100, kar zahteva 10.000 operacij (razred M2). Med preizkušanjem v tujinskem laboratoriju je prvi prototip odpovedal po 6.527 operacij zaradi loma odskočne opruge. Laboratorij je sprejel to izolirano odpoved, pripisujuci jo težavam pri namestitvi opruge. Drugi prototip je bil preizkušan, vendar je podobno odpovedal po več kot 6.000 operacij zaradi ponovnega loma odskočne opruge. Tako je laboratorij izdal poročilo o mehanski izdržljivosti samo za 2.000 operacij (razred M1).

Analiza koreninskih vzrokov: Lom se je zgodil zaradi odtisov masinovskega utrsljanja na lokovi opruge med proizvodnjo, s tem so ustvarili šibko točko, ki je odpovedala po tisočih operacij. Čeprav je 36 kV preklopnik dosegel le razred M1 (2.000 operacij) mehanske izdržljivosti, je visoka avtoriteta in verodostojnost KEMA preizkusnega poročila, veljavna za oba frekvenci 50/60 Hz in za zemljenje/nezemljenje sistemov, omogočila uspešne prodaje v Latinski Ameriki, Evropi, jugovzhodni Aziji in drugih globalnih trgovinah.

Za zemljenje preklopnike in izvlečne preklopnike so razlike v preizkušanju mehanske izdržljivosti prikazane v Tabeli 1. Splošno IEC stranke sprejemajo, da se vozila izvlečnih preklopnikov uporabljajo le za vzdrževanje. Zato se lahko ustreza mednarodnim zahtevam strank z izvedbo le 25 ciklov vstavljanja in izvlečenja, kot je določeno v IEC 62271-200, člen 6.102.1.

Preverjanje sposobnosti preklopa in zapiranja

Preizkusi preklopa in zapiranja preklopnikov se izvajajo v več konfiguracijah, odvisno od uporabe: samostojni (brez kupe) preklopniki, izvlečni preklopniki, nameščeni v preizkusno opremo, ali izvlečni preklopniki, nameščeni v komutacijsko napravo. Ko se preizkuša skupaj komutacijska naprava in preklopnik, se preizkusi preklopa in zapiranja izvajajo znotraj sestavljene komutacijske naprave. Za samostojne tipne preizkuse se priporoča, da se zagotovi posebna izvlečna komora za preizkuse.

IEC preizkusi preklopa preklopnikov določajo različne preizkuse. Stranke lahko izberejo različne sekvence. Na primer, Sekvenca 1 vključuje 274 prekidov (130 T10, 130 T30, 8 T60 in 6 T100s). Za izboljšanje stroškov in učinkovitosti časa – saj preizkusne laboratorije obračunavajo glede na trajanje preizkusa – stranke pogosto izberejo Sekvenco 3, ki skupaj znaša 72 operacij (3 T10/T30, 60 T60 in 6 T100s). Čeprav je število operacij zmanjšano, je skupna energija povečana. Vendar pa, v primerjavi z domačim standardom polnega kapaciteta 50-prekidov, ostaja IEC preizkus znatno manj strog. Tabela 2 prikazuje število preizkusnih operacij, določenih v IEC 62271-100, za preizkuse izdržljivosti.

Za preklopnike, namenjene uporabi pri frekvenci 50 Hz in 60 Hz, določa smernice STL frekvence preizkusa, kot je prikazano v Tabeli 3, za preverjanje primernosti in izdajo tipnega preizkusnega poročila. Za izpolnjevanje zahtev dvojne frekvence je potrebno le osnovno preizkuse (razred E1) pri obeh frekvencah 50 Hz in 60 Hz. Preizkus izdržljivosti se lahko izvede pri kateri koli frekvenci, 50 Hz ali 60 Hz. Podobno zahteva O–0,3 s–CO–15 s–CO sekvence testiranja le osnovne preizkuse. Čeprav se zahteve preizkusa razlikujejo za različne sisteme zemljenja, to ne vpliva na preizkus izdržljivosti.

Preizkusi notranjega loka

Napetost preizkusa: Glede na IEC 62271-200, Dodatek AA.4.2, preizkus mora biti izveden na kakršni koli primerni napetosti, ki ne presega imenovane napetosti. Če je izbrana napetost nižja od imenovane napetosti, morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji:
a) Izračunan povprečen efektivni tok preizkusa mora zadostiti zahtevam za tok v AA.4.3.1;
b) Lok se ne sme predčasno ugasiti na nobenem koraku.
Dočasno enofazno ugasitev je dovoljena, če skupno trajanje prekinitev toka ne presega 2 % celotnega trajanja preizkusa, in nobena ena prekinitev ne traja dlje kot naslednji pričakovani prehod skozi nič. Integral AC komponente toka mora biti vsaj enak vrednosti, določeni v AA.4.3.1.
Glede na smernice STL, med trifaznimi in bifaznimi preizkusi loka, lahko dve fazi dobivata tok od viru toka na napetosti, nižji od imenovane, medtem ko tretja faza dobiva tok od ločenega vira napetosti na Ur/√3. Pri enofaznih preizkusi se mora lok zagnati med srednjo fazo in zemljo. Sistem lahko dobiva tok od vira toka na napetosti, nižji od imenovane, pod pogojem, da ima vir napetosti dovolj veliko moč kratkega zaprtja, da jasno zazna prepad napetosti in ga razlikuje od motenj.

Za komutacijsko napravo 17,5 kV se preizkus notranjega loka izvaja na 7,1 kV, kar je dokumentirano v preizkusnem poročilu.

Pogoji in postavitev opreme za preizkuse:

Dovoljeno je, da se zaporedni preizkusi izvajajo na različnih nespreizkušenih delih enega enota. Laboratorij ni odgovoren za zagotavljanje ali organiziranje kablarskih kanalov. Postavitev preizkusa mora biti podrobno opisana v preizkusnem poročilu. Če tip funkcionalne enote ni namenjen za uporabo kot končna enota v uporabniških pogojih, bi morale biti med preizkusi razpostavljene dve ali več funkcionalnih enot, tako da je preizkušana enota čim bliže strani in oddaljena od simulirane stene sobe.

Strop mora biti vsaj 200 mm ± 50 mm nad preizkušanim objektom. Pot odpiranja panela za olajšanje tlaka ne sme zadeti stropa. Rezultati preizkusa so veljavni za vse razdalje med preizkušanim objektom in stropom, večje od razdalje postavitve preizkusa. Preizkušan vzorec mora biti preizkušen v svoji dejanski konfiguraciji delovanja. Za komutacijske naprave z vezanih ventilacijskimi klepeti, ne bo potrebe za nameščanjem odstranljivih rukojeti, vendar mora biti klepet med notranjim preizkusom loka v odprt položaj. Kot je prikazano na Sliki 4, postavitev notranjega preizkusa loka za komutacijsko napravo 17,5 kV vključuje štiri komutacijske naprave v vrsto. Preizkusi se izvajajo na treh visokonaponskih komorah najlevnejše končne enote. Vrh kabinet je 600 mm pod stropom, s refleksnimi ploščami, nameščenimi za preprečevanje odboja loka od stropa in zgorevanja horizontalnih kazalnikov. Za preizkuse zamenja preizkusni izolator tiralnik, in notranja zaščitna plošča spodnjega ventilacijskega vhoda je v odprt položaj.

Dodatne opombe o IEC preizkusu

IEC preizkusi rezultirajo v ločenih tipnih preizkusnih listih za različne preizkusne elemente, vključno z:

• Tipni preizkusni list za izolacijsko zmogljivost

• Tipni preizkusni list za zmogljivost nastanka in prekida kratkih zaprtij

• Tipni preizkusni list za zmogljivost notranjega loka

Za dokazovanje ujemanja med preizkušano komutacijsko napravo in podpornimi konstrukcijskimi risbami mora biti posredovana naslednja risba in dokumentacija proizvajalca. Preizkusni laboratorij bo preveril vzorec z merjenjem in pregledom risb, specifikacij nosilcev, razmikov podpore itd., glede na posredovano dokumentacijo. Vsake odstopnosti bodo zabeležene.

a) Enofazna shema komutacijske naprave in nadzorne naprave, vključno z imeni tipov komponent.
b) Splošna postavitev risbe (montažna risba), vključno z:

• Skupne dimenzije

• Dimenzije sistema nosilcev

• Podpora strukture

• Električni razmiki

• Materiali glavnih komponent
  c) Risbe identifikacije komutacijske naprave, kot je podrobno opisano v relevantnih smernicah STL.