Методи за изпитване на вакуумни прекъсвачи

Когато вакуумните прекъсвачи се произвеждат или се използват на полето, се прилагат три теста, за да се потвърди техния функционалност: 1. Тест за контактно съпротивление; 2. Тест за издържане на високо напрежение; 3. Тест за скорост на утечка.

Тест за контактно съпротивление

• По време на теста за контактно съпротивление, микроскопичен омметър се прилага към затворените контакти на вакуумния прекъсвач (ВП), и съпротивлението се измерва и записва. Резултатът се сравнява с проектните спецификации и/или средните стойности за други вакуумни прекъсвачи от същия производствен цикъл.

• Този метод за изпитване осигурява, че контактното съпротивление на всеки вакуумен прекъсвач отговаря на очакваните технически спецификации, което гарантира неговата работна способност и надеждност. Чрез сравнение на резултатите със средните стойности на същата серия, могат да бъдат идентифицирани потенциални аномалии, което позволява своевременно предприемане на корективни действия.

Тест за издържане на високо напрежение

В теста за издържане на високо напрежение, високо напрежение се прилага към отворените контакти на вакуумния прекъсвач (ВП). Напрежението се увеличава постепенно до тестова стойност, и се измерва всяка утечка ток. Фабричните тестове могат да се извършват с използване на комплекти за високо напрежение с променливо или постоянна тока. Производителите предлагат различни портативни тестови комплекти за извършване на тестове с високо напрежение на отворени вакуумни прекъсвачи. Повечето от тези тестови комплекти са с постоянна тока, тъй като те са значително по-компактни и следователно по-подвижни от комплектите с високо напрежение с променлива тока.

При използване на постоянна тока, висок ток на полето, генериран от микроскопично остър участък на един контакт, може да бъде интерпретиран погрешно като указание, че вакуумният прекъсвач е запълнен с въздух. За да се избегне такава погрешна интерпретация, вакуумният прекъсвач трябва винаги да се тестира при положителна и отрицателна полярност на постоянна тока. Това означава, че тестът трябва да се проведе с обръщане на полярността. Дефектен прекъсвач, запълнен с въздух, ще покаже високи токове на утечка при двете полярности.

Добре функциониращ прекъсвач с правилно ниво на вакуум все пак може да покаже висок ток на утечка, но това обикновено се случва само при една полярност. Прекъсвач с малък остър участък на контакта произвежда висок ток на полето само когато действа като катод, не като анод. Следователно повторяването на теста с обръщане на полярността ще предотврати всяка погрешна интерпретация на резултатите. Напрежението, използвано за изпитване на вакуумния прекъсвач, трябва да следва препоръките на производителите на вакуумни прекъсвачи.

Ето пример за високонапрегов тестер за вакуумни прекъсвачи, в диапазон от 10 до 60 кВ DC, предоставен от компанията Megger:

Тест за скорост на утечка (MAC тест)

Тестът за скорост на утечка е основан на принципа на Пенинг, наречен така по името на Франс Михаел Пенинг (1894-1953). Пенинг демонстрира, че когато високо напрежение се прилага към отворените контакти в газ и контактната конструкция е обкръжена от магнитно поле, количеството ток, протичащо между платините, е функция от газовото налягане, приложено напрежение и силата на магнитното поле.

Основна тестова конфигурация

Фигурата по-долу илюстрира основната конфигурация за тест за скорост на утечка на вакуумния прекъсвач (ВП). При полеви тестове, ВП се поставя вътре в портативен фиксиран магнитен обиколник, или гъвкав кабел се обвива определен брой пъти около пробния образец. Когато тестът започне, високо напрежение DC се прилага към ВП, и се измерва базовият ток на утечка. След това, при второ приложение на високо напрежение DC, се прилага DC импулс на магнитното поле, и общият ток се измерва по време на този импулс. Ионният ток се изчислява като разликата между общият ток и тока на утечка. Тъй като силата на магнитното поле и приложеното напрежение са известни, единствената останала променлива е газовото налягане. Ако връзката между газовото налягане и протичащия ток е известна, вътрешното налягане може да бъде изчислено на базата на измерения ток.

Този метод за изпитване позволява прецизно определяне на нивото на вакуума вътре в вакуумния прекъсвач, което гарантира неговата работна способност и надеждност. Чрез сравнение на промените в тока при различни условия, потенциалните проблеми с утечки могат да бъдат ефективно открити, което осигурява безопасна работа на оборудването.

Дори най-добре функциониращите вакуумни прекъсвачи (ВП) ще имат някакво ниво на утечка, и тази утечка може да е достатъчно бавна, за да позволи на ВП да отговаря или дори да надхвърля прогнозираната от производителя продължителност на живот. Обаче, неочакнато увеличение на скоростта на утечка може значително да намали продължителността на живота на ВП. Когато ВП във въздушни прекъсвачи се тестира по време на рутинно поддръжка с традиционни методи, те се връщат в служба само с гаранцията, че ще функционират в момента, без никакво прогнозиране за бъдеща работна способност.

Преимущества на теста за скорост на утечка

Подготовката и извършването на теста за скорост на утечка не е по-трудно от много от полевите тестове, с които персонала по поддръжка вече е запознат, и резултатите са изключително точни при определянето на вътрешното налягане на ВП. С продължаващото прилагане на теста за скорост на утечка, електроиндустрията може да очаква значително подобрение в ефективността на поддръжката и намаление на броя на неочакваните откази на ВП.

Чрез приемането на теста за скорост на утечка, не само се гарантира текущата работна способност на оборудването, но се предоставят и важни прогнозни данни за бъдещата работна способност. Този подход не само помага да се удължи продължителността на живота на оборудването, но и допринася за разработването на по-ефективни планове за предварителна поддръжка, което подобрява общата надеждност и безопасност на системата.

Описанието по-горе е рефинирано, за да се предаде ясно и точно информацията, като се подобрява четливостта. То подчертава важността на теста за скорост на утечка и неговите преимущества пред традиционните методи за изпитване, сочейки потенциалните положителни влияния върху электроиндустрията.

Използване на жесток магнитен обиколник в MAC тест на целия полюс

Фигурата по-горе показва как жестокият магнитен обиколник, използван в MAC тест, може да се приложи към целия полюс, когато вакуумният прекъсвач (ВП) не е лесно достъпен. Въпреки че много от среднонапреженните вакуумни въздушни прекъсвачи в полето позволяват прилагането на обиколника към отделни ВП или отделни полюси, някои нямат достатъчно пространство или конфигурация, за да го вместят.