طرق اختبار مفاتيح الدائرة ذات الفراغ
عند تصنيع مفاتيح الدائرة ذات الفراغ أو استخدامها في الميدان، يتم استخدام ثلاثة اختبارات لتأكيد وظيفتها: 1. اختبار مقاومة الاتصال؛ 2. اختبار تحمل الجهد العالي؛ 3. اختبار معدل التسرب.
اختبار مقاومة الاتصال
خلال اختبار مقاومة الاتصال، يتم تطبيق أوميتر ميكرو على نقاط الاتصال المغلقة لمفتاح الدائرة ذو الفراغ (VI)، ويتم قياس وتسجيل المقاومة. ثم يتم مقارنة النتيجة مع المواصفات التصميمية أو القيم المتوسطة لمفاتيح الدائرة ذات الفراغ الأخرى من نفس دفعة الإنتاج.
تعمل هذه الطريقة الاختبار على ضمان أن مقاومة الاتصال لكل مفتاح دائرة ذو فراغ تلبي المواصفات التقنية المتوقعة، مما يضمن أدائه وموثوقيته. من خلال مقارنة النتائج مع القيم المتوسطة لنفس الدفعة، يمكن تحديد أي شذوذ محتمل، مما يسمح باتخاذ إجراءات تصحيحية في الوقت المناسب.
اختبار تحمل الجهد العالي
في اختبار تحمل الجهد العالي، يتم تطبيق جهد عالي عبر نقاط الاتصال المفتوحة لمفتاح الدائرة ذو الفراغ (VI). يتم زيادة الجهد تدريجيًا إلى قيمة الاختبار، ويتم قياس أي تيار تسرب. يمكن إجراء الاختبارات في المصنع باستخدام مجموعات اختبار الجهد العالي بالتيار المتردد أو المتردد. توفر الشركات المصنعة مجموعة متنوعة من مجموعات الاختبار المحمولة لإجراء اختبارات الجهد العالي على مفاتيح الدائرة ذات الفراغ المفتوحة. معظم هذه المجموعات هي مجموعات اختبار بالتيار المستمر لأنها أصغر حجمًا وبالتالي أكثر قابلية للنقل من مجموعات اختبار الجهد العالي بالتيار المتردد.
عند استخدام جهد اختبار مستمر، يمكن أن يتم تفسير تيار انبعاث مجال عالي من نقطة حادة دقيقة على أحد نقاط الاتصال على أنه مؤشر على أن مفتاح الدائرة ذو الفراغ ممتلئ بالهواء. لتجنب مثل هذا التفسير الخاطئ، يجب دائمًا اختبار مفتاح الدائرة ذو الفراغ تحت قطبيات الجهد المستمر الموجبة والسالبة. وهذا يعني أن الاختبار يجب أن يتم عن طريق عكس القطبيات. سيظهر مفتاح دائره عاطل وممتلئ بالهواء تيارات تسرب عالية في كلا القطبيتين.
قد يظهر مفتاح دائره سليم بمستوى فراغ صحيح تيار تسرب عالٍ، ولكن هذا يكون عادةً في قطبية واحدة فقط. ينتج مفتاح دائره به نقطة حادة صغيرة على نقطة الاتصال تيار انبعاث مجال عالٍ فقط عندما يعمل ككاثود وليس آنود. لذلك، إعادة الاختبار عن طريق عكس القطبيات ستحافظ على عدم تفسير النتائج بشكل خاطئ. يجب أن يتبع الجهد الاختبار المستخدم لاختبار مفتاح الدائرة ذو الفراغ توصيات الشركات المصنعة لمفاتيح الدائرة ذات الفراغ.
فيما يلي مثال على جهاز اختبار الجهد العالي لمفاتيح الدائرة ذات الفراغ، يتراوح من 10 إلى 60 كيلوفولت مستمر، يتم تقديمه بواسطة شركة ميغر:
اختبار معدل التسرب (اختبار MAC)
يعتمد اختبار معدل التسرب على مبدأ الانبعاث البيني، والذي سمّي باسم فرانس مايكل بينينغ (1894-1953). أظهر بينينغ أن عندما يتم تطبيق جهد عالي على نقاط اتصال مفتوحة في غاز والهيكل المعدني محاط بمجال مغناطيسي، فإن كمية التيار التي تتدفق بين الألواح هي دالة على ضغط الغاز والجهد المطبق وقوة المجال المغناطيسي.
إعداد الاختبار الأساسي
توضح الصورة أدناه الإعداد الأساسي لاختبار معدل التسرب لمفتاح الدائرة ذو الفراغ (VI). في الاختبارات الميدانية، يتم وضع VI داخل ملف مغناطيسي محمول ثابت، أو يتم لف كابل مرن حول العينة المراد اختبارها عدد محدد من المرات. عند بدء الاختبار، يتم تطبيق جهد عالي مستمر على VI، ويتم قياس التيار الأساسي للتسرب. بعد ذلك، أثناء التطبيق الثاني للجهد العالي المستمر، يتم تطبيق نبضة جهد مستمر على ملف المجال المغناطيسي، ويتم قياس التيار الكلي أثناء هذه النبضة. يتم حساب تيار الأيونات كالتالي: التيار الكلي ناقص التيار الأساسي للتسرب. بما أن قوة المجال المغناطيسي والجهد المطبق معروفان، فإن المتغير الوحيد المتبقي هو ضغط الغاز. إذا كان العلاقة بين ضغط الغاز وتدفق التيار معروفة، يمكن حساب الضغط الداخلي بناءً على التيار المقاس.
تعمل هذه طريقة الاختبار على تقييم دقيق لمستوى الفراغ داخل مفتاح الدائرة ذو الفراغ، مما يضمن أدائه وموثوقيته. من خلال مقارنة التغييرات في التيار تحت ظروف مختلفة، يمكن الكشف بشكل فعال عن مشاكل التسرب المحتملة، مما يضمن التشغيل الآمن للمعدات.
حتى أفضل مفاتيح الدائرة ذات الفراغ ستكون لديها بعض مستوى من التسرب، وقد يكون هذا التسرب بطيئًا بما يكفي بحيث يلبي أو حتى يتجاوز مفتاح الدائرة ذو الفراغ عمر الخدمة المتوقع من الشركة المصنعة. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي زيادة غير متوقعة في معدل التسرب إلى تقصير عمر مفتاح الدائرة ذو الفراغ بشكل كبير. عند اختبار مفاتيح الدائرة ذات الفراغ الموجودة داخل مفاتيح الدائرة أثناء الصيانة الروتينية باستخدام الطرق التقليدية، يتم إعادتها إلى الخدمة مع ضمان أنها ستعمل في تلك اللحظة فقط، دون تقديم أي توقعات حول الأداء المستقبلي.
مزايا اختبار معدل التسرب
إعداد وإجراء اختبار معدل التسرب ليس أكثر صعوبة من العديد من الاختبارات الميدانية التي يعرف بها الفنيون بالفعل، والنتائج دقيقة للغاية في تحديد الضغط الداخلي لـ VI. مع الاستمرار في تبني اختبار معدل التسرب، يمكن للصناعة الكهربائية أن تتوقع تحسينًا ملحوظًا في كفاءة الصيانة وتقليل عدد حالات الفشل غير المتوقعة لمفاتيح الدائرة ذات الفراغ.
باعتماد اختبار معدل التسرب، لا يمكن فقط ضمان الوظيفة الحالية للمعدات، ولكنه يوفر أيضًا بيانات تنبؤية مهمة حول الأداء المستقبلي. تساعد هذه الطريقة ليس فقط في تمديد عمر المعدات ولكن أيضًا في تطوير خطط صيانة وقائية أكثر فعالية، مما يعزز الموثوقية والأمان العام للنظام.
تم توضيح الوصف أعلاه ليوضح المعلومات بشكل واضح ودقيق مع تحسين القابلية للقراءة. يؤكد على أهمية اختبار معدل التسرب ومزاياه على الطرق الاختبارية التقليدية، ويشير إلى الأثر الإيجابي المحتمل على الصناعة الكهربائية.
استخدام ملف المغناطيس الثابت في اختبار MAC على القطب بأكمله
توضح الصورة أعلاه كيفية تطبيق ملف المغناطيس الثابت المستخدم في اختبار MAC على القطب بأكمله عندما يكون مفتاح الدائرة ذو الفراغ (VI) غير متاح بسهولة. بينما تسمح العديد من مفاتيح الدائرة ذات الجهد المتوسط في الميدان بتطبيق ملف المغناطيس على مفاتيح الدائرة الفردية أو الأقطاب الفردية، إلا أن البعض الآخر لا يتوفر فيه مساحة كافية أو تكوين لاستيعاب ذلك.
