Mehaničko ispitivanje izdržljivosti prekidača: standardi izazovi i najbolje prakse
Mehaničko ispitivanje izdržljivosti
Mehanička izdržljivost prekidaca se ispituje prema IEC 62271-100, što zahteva 10.000 radnji (klasa M2). Tijekom ispitivanja u inozemnoj laboratoriji, prvi prototip je neuspješno završio na 6.527 radnji zbog pucnje povratnog opruge. Laboratorija je prihvatila ovaj izolirani propust, pripisavši ga problemima s instalacijom opruge. Drugi prototip je također testiran, ali opet je neuspješno završio poslije preko 6.000 radnji zbog novog pucnja povratne opruge. Stoga je laboratorija izdala izvješće o mehaničkoj izdržljivosti samo za 2.000 radnji (klasa M1).
Analiza korijenitih uzroka: Pucnje je potekao od oznaka bučnjaka na savijanju opruge tijekom proizvodnje, stvarajući slabu točku koja je pukla nakon hiljada radnji. Iako je 36 kV prekidač dostigao samo klasu M1 (2.000 radnji) mehaničke izdržljivosti, visok autoritet i vjerodostojnost KEMA test izvješća – važećeg za 50/60 Hz i zazemljene/niezazemljene sustave – omogućili su uspješnu prodaju u Latinskoj Americi, Europi, jugoistočnoj Aziji i drugim svjetskim tržištima.
Za zazemljivače i povlačne prekidace, razlike u ispitivanju mehaničke izdržljivosti prikazane su u Tablici 1. Općenito, IEC klijenti prihvaćaju da se povlačni prekidaci koriste samo za održavanje. Stoga, zahtjeve međunarodnih klijenata može se ispuniti obavljajući samo 25 ciklusa ubacivanja i izvlačenja, kako je navedeno u IEC 62271-200, stavak 6.102.1.
Provjera sposobnosti prekidanja i zatvaranja
Ispitivanje prekidanja i zatvaranja prekidaca provodi se u nekoliko konfiguracija, ovisno o primjeni: samostalni (bez kućišta) prekidaci, povlačni prekidaci montirani u testnom opremu ili povlačni prekidaci instalirani u prekidna oprema. Kada se prekidna oprema i prekidač ispituju zajedno, ispitivanje prekidanja i zatvaranja obavlja se unutar sklopljene prekidne opreme. Za samostalne tipove ispitivanja, preporučljivo je osigurati posebnu povlačnu komoru za ispitivanje.
IEC ispitivanja prekidanja prekidaca definiraju različite sekvence ispitivanja. Klijenti mogu birati 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 laboratorije naplaćuju prema trajanju ispitivanja – 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, u usporedbi s standardnim 50-operacionim ispitivanjem koje se često koristi domaćinski, IEC ispitivanje ostaje znatno manje teško. Tablica 2 prikazuje broj operacija prekidanja definiranih u IEC 62271-100 za ispitivanje izdržljivosti.
Za prekidace namijenjene za primjenu na 50 Hz i 60 Hz, STL smjernice određuju frekvencije ispitivanja kako bi se potvrdila prikladnost i izdalo izvješće o tip ispitivanju. Da bi se ispunuili zahtjevi za dvostruku frekvenciju, dovoljno je osnovno ispitivanje prekidanja (klasa E1) na obje frekvencije, 50 Hz i 60 Hz. Ispitivanje izdržljivosti može se provesti na bilo kojoj od ovih frekvencija. Slično tome, za sekvencu O–0,3 s–CO–15 s–CO, potrebno je samo osnovno ispitivanje. Iako se zahtjevi za ispitivanje razlikuju za različite sisteme zemljanja neutrala, to ne utječe na ispitivanje izdržljivosti.
Ispitivanje unutarnjeg luka
Napon ispitivanja: Prema IEC 62271-200, dodatak AA.4.2, ispitivanje 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 ispitni struja mora zadovoljiti zahtjeve za strujom navedene u AA.4.3.1;
b) Luk ne smije prekasno ugasi na bilo kojoj fazi.
Privremeno jednofazno ugašenje dopušteno je ako ukupna trajanja prekida struje ne prelaze 2% ukupne trajanje ispitivanja, a nijedan prekid ne traje duže od sljedeće očekivane nulte točke struje. Integral AC komponente struje mora biti najmanje jednak vrijednosti navedenoj u AA.4.3.1.
Prema STL smjernicama, tijekom tri-faznih i dvofaznih ispitivanja luka, dvije faze mogu biti snabdijene izvorom struje na naponu nižem od nominalnog, dok je treća faza snabdijena posebnim izvorom napona na Ur/√3. U jednofaznim ispitivanjima, luk treba pokrenuti između srednje faze i zemlje. Sklop može biti snabdijen izvorom struje na naponu nižem od nominalnog, pod uvjetom da izvor napona ima dovoljnu snagu kratkog spoja da jasno detektira rušenje napona i razlikuje ga od interferencije.
Za 17,5 kV prekidnu opremu, ispitivanje unutarnjeg luka je provedeno na 7,1 kV, što je dokumentirano u izvješću o ispitivanju.
Uvjeti ispitivanja i raspored opreme:
Dopušteno je provoditi sekvencijalna ispitivanja na različitim netestiranim dijelovima jedinice. Laboratorija nije odgovorna za osiguranje ili organizaciju kabelskih kanala. Raspored ispitivanja mora biti detaljno naveden u izvješću o ispitivanju. Ako se vrsta funkcionalne jedinice ne namjerava koristiti kao krajačna jedinica u uslužnim uvjetima, tijekom ispitivanja, dvije ili više funkcionalnih jedinica trebaju biti raspoređene u sklop, postavljajući ispitivanu jedinicu što bliže rubu i udaljeno od simuliranog zidnog stuba prostorije.
Strop mora biti najmanje 200 mm ± 50 mm iznad ispitivane opreme. Put otvaranja panela za otpuštanje tlaka ne smije sudarati sa stropom. Rezultati ispitivanja važe za sve razmake između ispitivane opreme i stropa veće od razmaka ispitnog postavka. Ispitni uzorak mora biti ispitivan u svojoj stvarnoj operativnoj konfiguraciji. Za prekidnu opremu s klipnim ventilatorskim kapcima, rukalice za upravljanje nemaju biti instalirane, ali kapak mora biti u otvorenom položaju tijekom ispitivanja unutarnjeg luka. Kao što je prikazano na Slici 4, ispitni postavak za 17,5 kV prekidnu opremu uključuje četiri jedinice prekidne opreme u retku. Ispitivanje provodi se na tri visokonaponska odjela najlijevnije krajačne jedinice. Vrh ormarice nalazi se 600 mm ispod stropa, s reflektorskom pločom instaliranom kako bi se spriječilo odražavanje luka s stropa i sagorijevanje horizontalnih indikatora. Testni izolator zamjenjuje prekidač za ispitivanje, a unutarnja zaštitna ploča na donjem ventilatorskom vratiću je u otvorenom položaju.
Dodatne bilješke o IEC ispitivanju
IEC ispitivanja rezultiraju zasebnim izvješćima o tip ispitivanju za različite ispitne predmete, uključujući:
Izvješće o tip ispitivanju izolacijskih performansi
Izvješće o tip ispitivanju performansi prekidanja i zatvaranja kratkog spoja
Izvješće o tip ispitivanju performansi unutarnjeg luka
Sljedeći crteži i dokumentacija proizvođača moraju biti dostavljeni kako bi se pokazala usklađenost ispitivane prekidne opreme s podržavajućim dizajnerskim crtežima. Laboratorija će provjeriti uzorak mjerenjem i pregledom crteža, specifikacija busbar sistema, razmaka nosača itd., uspoređujući ih s dostavljenom dokumentacijom. Svi odstupaji su zabilježeni.
a) Jednolinijski crtež prekidne opreme i kontrolne opreme, uključujući nazive tipova komponenti.
b) Opći rasporedni crtež (montažni crtež), uključujući:
Ukupne dimenzije
Dimenzije busbar sistema
Konstrukcija nosača
Električni razmaci
Materijali glavnih komponenti
c) Identifikacijski crteži prekidne opreme, kako je detaljno navedeno u relevantnim STL smjernicama.
