Metody testování vakuových vypínačů
Při výrobě nebo použití vakuových vypínačů se používají tři testy pro ověření jejich funkčnosti: 1. Test odporu kontaktů; 2. Test odolnosti vysokému napětí; 3. Test průtoku úniku.
Test odporu kontaktů
Během testu odporu kontaktů se na uzavřené kontakty vakuového vypínače (VI) aplikuje mikroohmmetr a odpor se měří a zaznamenává. Výsledek se pak porovnává s konstrukčními specifikacemi a/nebo průměrnými hodnotami pro jiné vakuové vypínače z téže produkce.
Tato metoda testování zajišťuje, že odpor kontaktů každého vakuového vypínače splňuje očekávané technické specifikace, což garantuje jeho výkon a spolehlivost. Porovnáním výsledků s průměrnými hodnotami stejné dávky lze identifikovat potenciální anomálie, což umožňuje časově přiměřené korekční akce.
Test odolnosti vysokému napětí
V testu odolnosti vysokému napětí se na otevřené kontakty vakuového vypínače (VI) aplikuje vysoké napětí. Napětí se postupně zvyšuje na testovací hodnotu a měří se jakýkoliv unikající proud. Tovární testování lze provést buď pomocí AC, nebo DC vysoko-napěťových testovacích sad. Výrobci nabízejí různé přenosné testovací sady pro provádění vysoko-napěťových testů na otevřených vakuových vypínačích. Většina těchto testovacích sad je DC, protože jsou výrazně kompaktnější a tedy přenosnější než AC vysoko-napěťové testovací sady.
Při použití DC testovacího napětí může vysoký emisní proud z mikroskopické ostrého místa na jednom kontaktu být nesprávně interpretován jako indikace, že vakuový vypínač je plněn vzduchem. Aby se taková nesprávná interpretace zabránila, by měl vakuový vypínač být vždy testován pod oběma polaritami DC napětí. To znamená, že test by měl být proveden obrácením polarit. Defektivní vypínač plněný vzduchem bude ukazovat vysoké unikající proudy v obou polaritách.
Dobrý vypínač s správnou úrovní vakuu může stále ukazovat vysoký unikající proud, ale to obvykle pouze v jedné polaritě. Vypínač s malým ostrým místem na kontaktu vyvolá vysoký emisní proud pouze tehdy, když působí jako katoda, nikoli anoda. Proto opakování testu obrácením polarit zabrání jakékoli nesprávné interpretaci výsledků. Testovací napětí pro testování vakuového vypínače by mělo odpovídat doporučení výrobce vakuového vypínače.
Níže je uveden příklad vysoko-napěťového testovacího zařízení pro vakuové vypínače v rozmezí 10 až 60 kV DC, poskytované společností Megger:
Test průtoku úniku (MAC Test)
Test průtoku úniku je založen na principu Penningova výboje, pojmenovaném po Franse Michaelovi Penningovi (1894-1953). Penning ukázal, že když se na otevřené kontakty v plynu aplikuje vysoké napětí a struktura kontaktu je obklopena magnetickým polem, pak proud mezi deskami je funkcí tlaku plynu, aplikovaného napětí a síly magnetického pole.
Základní testovací nastavení
Obrázek níže znázorňuje základní nastavení pro test průtoku úniku vakuového vypínače (VI). Pro testování v terénu se VI umístí do přenosné pevné magnetické cívky, nebo se kolem zkoumaného vzorku obtočí flexibilní kabel určitý počet krát. Když začíná test, na VI se aplikuje vysoké DC napětí a měří se základní unikající proud. Následně během druhé aplikace vysokého DC napětí se na magnetickou cívkovou cívek aplikuje pulz DC napětí a měří se celkový proud během tohoto pulzu. Ionizační proud se vypočítá jako rozdíl mezi celkovým proudem a unikajícím proudem. Protože jsou známy jak síla magnetického pole, tak i aplikované napětí, jedinou zbývající proměnnou je tlak plynu. Pokud je znám vztah mezi tlakem plynu a proudem, lze vnitřní tlak vypočítat na základě změřeného proudu.
Tato metoda testování umožňuje přesné hodnocení úrovně vakuu uvnitř vakuového vypínače, což zajišťuje jeho výkon a spolehlivost. Porovnáním změn proudu za různých podmínek lze efektivně detekovat potenciální problémy s úniky, což zajišťuje bezpečné fungování zařízení.
I nejlepší vakuové vypínače (VI) budou mít nějakou úroveň úniku, a tento únik může být dostatečně pomalý, aby VI splňovalo nebo dokonce překonávalo predikovanou životnost výrobce. Nicméně neočekávané zvýšení průtoku úniku může výrazně zkrátit životnost VI. Když jsou VI v vypínačích testovány během rutinní údržby tradičními metodami, vracejí se do služby pouze s jistotou, že budou fungovat v daném okamžiku, aniž by poskytly předpověď o budoucím výkonu.
Výhody testování průtoku úniku
Nastavení a provádění testu průtoku úniku není obtížnější než mnoho jiných testů v terénu, které jsou již personálu údržby známé, a výsledky jsou extrémně přesné při určování vnitřního tlaku VI. S pokračující adopcí testování průtoku úniku si elektrický průmysl může očekávat výrazné zlepšení efektivity údržby a snížení počtu neočekávaných selhání VI.
Přijetím testování průtoku úniku lze nejen zajistit aktuální funkčnost zařízení, ale poskytne také klíčová prediktivní data o budoucím výkonu. Tento přístup nejen pomáhá prodloužit životnost zařízení, ale také podporuje vytváření efektivnějších preventivních plánů údržby, což zlepšuje celkovou spolehlivost a bezpečnost systému.
Výše uvedený popis byl upraven tak, aby jasně a přesně předával informace a zlepšoval čitelnost. Zvýrazňuje důležitost testování průtoku úniku a jeho výhody oproti tradičním metodám testování, ukazuje potenciální pozitivní dopady na elektrický průmysl.
Použití pevné magnetické cívky v MAC testu na celém pólu
Obrázek nahoře ukazuje, jak lze pevnou magnetickou cívek použitou v MAC testu aplikovat na celý pól, když vakuový vypínač (VI) není snadno přístupný. Zatímco mnoho středně-napěťových vakuových vypínačů v terénu umožňuje aplikovat cívku na jednotlivé VI nebo jednotlivé póly, některé nemají dostatek prostoru nebo konfiguraci, aby toto umožnily.
