Рутинные испытания выключателей

Для обеспечения качества и производительности выключателя проводятся различные рутинные тесты, которые включают:

1. Тест на выдерживание перенапряжения промышленной частоты

2. Диэлектрический тест вспомогательных и управляющих цепей

3. Измерение сопротивления основной цепи или тест на контактное сопротивление

4. Тест на герметичность или тест на утечку газа SF6 

5. Проверка конструкции и внешнего вида

6. Механические операционные тесты.

Рассмотрим их по порядку.

Тест на выдерживание перенапряжения промышленной частоты

Энергетическая система может испытывать различные временные условия перенапряжения, которые могут быть вызваны внезапным отключением нагрузки, неправильной работой регулирующего устройства, недостаточной шунтирующей компенсацией в системе и т.д. Тест на выдерживание перенапряжения промышленной частоты выключателя проводится для проверки достаточности изоляционной прочности основной цепи, чтобы выдерживать такие аномальные условия перенапряжения системы. Выключатель также должен быть спроектирован таким образом, чтобы выдерживать перенапряжения, вызванные молнией и коммутационными импульсами. Как и другое дорогостоящее инженерное оборудование, выключатель должен быть способен безопасно справляться со всеми видами аномальных ситуаций, но при этом проектировщики не могут жертвовать экономическими аспектами.

Для проверки способности выдерживать все виды перенапряжений без ущерба для экономических аспектов производства, выключатель должен пройти и успешно завершить различные диэлектрические тесты. Однако только тест на выдерживание перенапряжения промышленной частоты относится к категории рутинных тестов выключателей.

Тест на выдерживание напряжения промышленной частоты в течение одной минуты (сухой)

Предполагается, что условия перенапряжения, возникающие на промышленной частоте, не могут длиться более одной минуты, а фактически они сохраняются гораздо меньше времени. Этот тест проводится для проверки, способна ли изоляция, предоставленная в основной цепи выключателя, выдерживать перенапряжения промышленной частоты в течение одного минутного интервала.

Тест проводится в сухих условиях выключателя. Напряжения промышленной частоты, применяемые к выключателю во время теста, указаны в стандартах в зависимости от номинального уровня напряжения системы.

Рассмотрим один общий пример теста на выдерживание напряжения промышленной частоты в течение одной минуты для выключателя SF6. Здесь, как правило, верхняя часть всех полюсов всех выключателей того же напряжения, подлежащих тестированию, соединяется вместе, предпочтительно медным проводником. Это соединение затем заземляется. Аналогично, нижняя часть всех выключателей, подлежащих тестированию, должна быть правильно заземлена. Нижние части всех полюсов всех выключателей, подлежащих тестированию, соединяются вместе, предпочтительно медным проводником.

Это соединение затем подключается к фазному выводу однофазного высоковольтного каскадного трансформатора. Высоковольтный трансформатор, используемый здесь, является каскадным автотрансформатором, где входное напряжение может изменяться от нуля до нескольких сотен вольт, а соответствующее вторичное напряжение будет от нуля до нескольких сотен киловольт. Во время теста напряжение подается на нижний вывод выключателей высоковольтным каскадным трансформатором, и плавно увеличивается от 0 до указанного значения, затем остается на этом уровне в течение 60 секунд, после чего плавно уменьшается до нуля. Во время теста измеряется ток утечки на землю, который не должен превышать указанного максимального допустимого значения. Любая неисправность изоляции во время теста указывает на недостаточность используемой изоляции.

Диэлектрический тест вспомогательных и управляющих цепей

В вспомогательных и управляющих цепях питания также могут возникать аномальные условия перенапряжения. Поэтому вспомогательные и управляющие цепи выключателей также должны пройти кратковременный тест на выдерживание напряжения промышленной частоты. Здесь применяется напряжение 2000 В в течение одной минуты. Изоляция вспомогательных и управляющих цепей должна пройти этот тест, и во время теста не должно быть разрушительных разрядов.

Измерение сопротивления основной цепи

Сопротивление основной цепи измеряется по падению постоянного напряжения на цепи. В этом тесте в цепь вводится постоянный ток, и измеряется соответствующее падение напряжения, по которому определяется сопротивление цепи. Вводимый ток составляет от 100 А до максимального номинального тока выключателя. Максимальное измеренное значение может быть в 1,2 раза больше значения, полученного при тесте на нагрев.

Тест на герметичность

Этот тест проводится в основном на газоизолированном коммутационном оборудовании. В этом тесте измеряется скорость утечки. Этот тест обеспечивает требуемый срок службы коммутационного оборудования. Здесь все соединения в газовых путях покрываются герметично тонкими листами полиэтилена (предпочтительно прозрачного) на более чем 8 часов, затем плотность газа внутри этих покрытий измеряется, вставляя детектор газа через отверстие, созданное на покрытиях. Измерение производится в единицах ppm и должно быть в пределах указанного значения. Максимальное ограничение утечки газа 3 ppm / 8 часов, принимается за стандарт.

Визуальная проверка

Выключатель должен быть визуально проверен на наличие языка и данных на шаблонах, правильную маркировку любого вспомогательного оборудования, цвет и качество краски, коррозию на металлической поверхности и т.д.

Механический операционный тест

Выключатель должен плавно работать при максимальном и минимальном допустимом напряжении вспомогательных и управляющих цепей. Операции закрытия и отключения должны выполняться не менее 5 раз при указанном максимальном допустимом напряжении управляющей цепи, а также при указанном минимальном допустимом напряжении управляющей цепи. Операции закрытия и открытия выключателя также должны быть проверены при номинальном напряжении управляющей цепи. 110% от напряжения управления принимается за максимальное ограничение для операций закрытия и открытия выключателя. 85% от напряжения управления принимается за минимальное ограничение для операции закрытия выключателя, а 70% от напряжения управления — за минимальное ограничение для операции открытия или отключения выключателя. При максимальном и минимальном напряжении управления будет обнаружено, что операционные времена соответственно меньше и больше, чем при номинальном напряжении управления, но все времена должны быть в пределах указанных временных ограничений. Если это применимо, например, в случае пневматических выключателей, выключатель также должен быть запущен не менее 5 раз при указанном максимальном допустимом рабочем давлении, при указанном минимальном допустимом рабочем давлении и при указанном номинальном рабочем давлении. Выключатель также предназначен для быстрого автоматического повторного закрытия; как минимум 5 циклов открытия-закрытия должны быть проверены в соответствии с спецификацией, указанной на табличке с характеристиками. Фактический интервал времени между операциями открытия и закрытия должен совпадать с интервалом времени, указанным в спецификации операционного цикла. Когда выключатели поставляются как отдельные блоки и собираются на месте, производитель должен участвовать в пусконаладочных тестах, чтобы подтвердить совместимость таких отдельных блоков и компонентов при сборке в качестве полного выключателя. Для всех необходимых последовательностей операций тест должен быть проведен, и все времена закрытия и открытия, а также интервалы между двумя последовательными операциями, должны быть записаны. Где это применимо, также записываются измерения сжатия жидкости (разница давления) во время работы выключателя.
Можно выполнить цикл работы без нагрузки на выключателе, чтобы построить кривую хода без нагрузки. Кривая должна находиться в пределах заданного огибающего графика эталонных механических характеристик.

Примечание: Параметры, которые следует измерять и записывать во время операционного теста выключателя, приведены ниже

• Время закрытия каждого полюса

• Разница во времени закрытия между полюсами или несоответствие времени закрытия

• Время открытия каждого полюса

• Разница во времени открытия между полюсами или несоответствие времени открытия

• Время закрытия-открытия каждого полюса

• Разница во времени между двумя последовательными операциями открытия (O-C-O)

• Максимальный отскок движущегося контакта во время операции закрытия

• Общее отскок движущегося контакта во время операции закрытия

• Перегорание движущегося контакта

• Скорость контакта при закрытии в град/мс (если датчик является роторным)

• Скорость контакта при открытии в град/мс (если датчик является роторным)

• Время затухания при открытии

• Время зарядки пружины

Когда подсобные узлы выключателя собираются на месте, механические характеристики хода контактов выключателя должны подтверждать правильность в конце пусконаладочных тестов на месте. Если это делается на месте, производитель должен предписать точную процедуру выполнения, иначе результаты могут отличаться, и сравнение мгновенного хода контакта может оказаться невозможным. Механические характеристики хода контактов выключателя создаются с использованием датчика