Testeringsmetoder for Vakuumbrydere

Når vakuumafbrydere produceres eller anvendes i feltet, anvendes der tre testmetoder for at validere deres funktionalitet: 1. Kontaktmodstandstest; 2. Højt spændingstålmodstandstest; 3. Lækageratest.

Kontaktmodstandstest

• Under kontaktmodstandstesten anvendes en mikro-ohmmeter på de lukkede kontakter af vakuumafbryderen (VI), og modstanden måles og registreres. Resultatet sammenlignes derefter med designspecifikationerne og/eller gennemsnitsværdierne for andre vakuumafbrydere fra samme produktionsgang.

• Denne testmetode sikrer, at kontaktmodstanden for hver vakuumafbryder opfylder de forventede tekniske specifikationer, hvilket garanterer dens ydeevne og pålidelighed. Ved at sammenligne resultaterne med gennemsnitsværdierne for samme batch kan potentielle anomalier identificeres, hvilket gør det muligt at træffe rettidige korrektive foranstaltninger.

Højt spændingstålmodstandstest

I højt spændingstålmodstandstesten anvendes et højt spænding på de åbne kontakter af vakuumafbryderen (VI). Spændingen øges gradvis til testværdien, og enhver lækagestrøm måles. Fabrikstestning kan udføres ved hjælp af enten AC eller DC højspændingstestudstyr. Producenter tilbyder forskellige bærbare testudstyr til at udføre højspændingstest på åbne vakuumafbrydere. De fleste af disse testudstyr er DC-testudstyr, da de er betydeligt mere kompakte og dermed mere bærbare end AC-højspændingstestudstyr.

Når man bruger en DC-testspænding, kan en høj felt-emissionsstrøm fra et mikroskopisk skarpt punkt på en kontakt misforstås som en indikation på, at vakuumafbryderen er fyldt med luft. For at undgå sådan misforståelse skal vakuumafbryderen altid testes under både positiv og negativ DC-spændingspolaritet. Dette betyder, at testen skal udføres ved at vende polariteterne. En defekt afbryder fyldt med luft vil vise lignende høje lækagestrømme i begge polariteter.

En god afbryder med passende vakuumniveau kan stadig vise høje lækagestrømme, men dette er generelt kun i en polaritet. En afbryder med et lille skarpt punkt på kontakten producerer en høj felt-emissionsstrøm kun, når den fungerer som katode, ikke anode. Derfor vil gentagelse af testen ved at vende polariteterne forhindre eventuelle misforståelser af resultaterne. Testspændingen, der skal anvendes til test af en vakuumafbryder, skal følge producentens anbefalinger for vakuumafbrydere.

Herunder er et eksempel på en højspændingstestudstyr til vakuumafbrydere, der rækker fra 10 til 60 kV DC, leveret af Megger:

Lækageratest (MAC-test)

Lækageratesten er baseret på Penning Discharge-princippet, opkaldt efter Frans Michael Penning (1894-1953). Penning demonstrerede, at når et højt spænding anvendes på åbne kontakter i en gas, og kontaktstrukturen er omgivet af et magnetfelt, er strømmen, der flyder mellem pladerne, en funktion af gaspresset, det anvendte spænding, og styrken af magnetfeltet.

Grundlæggende testopsætning

Figuren nedenfor illustrerer den grundlæggende opsætning for en vakuumafbryder (VI) lækageratest. Til felttestning placeres VI indeni en bærbar fast magnetisk spole, eller en fleksibel kabel er pakket om prøveeksemplet et bestemt antal gange. Når testen begynder, anvendes højt DC-spænding på VI, og basislækagestrømmen måles. Derefter, under en anden anvendelse af højt DC-spænding, anvendes en DC-spændingspuls på magnetfeltets spole, og den totale strøm måles under denne puls. Ionstrømmen beregnes som den totale strøm minus lækagestrømmen. Da både magnetfeltets styrke og det anvendte spænding er kendt, er den eneste resterende variabel gaspresset. Hvis forholdet mellem gaspresset og strømflyd er kendt, kan det interne tryk beregnes baseret på den målte strøm.

Denne testmetode gør det muligt at præcist vurdere vakuumniveauet indeni vakuumafbryderen, hvilket sikrer dens ydeevne og pålidelighed. Ved at sammenligne ændringer i strøm under forskellige forhold kan potentielle lækageproblemer effektivt opdages, hvilket sikrer sikkert drift af udstyret.

Selv de bedste vakuumafbrydere (VI) vil have en vis grad af lækage, og denne lækage kan være langsom nok, at VI opfylder eller endda overstiger producentens forudsatte servicelifetid. Uventede stigninger i lækageraten kan dog betydeligt forkorte VIs levetid. Når VI'er i afbrydere testes under rutinemæssig vedligeholdelse ved hjælp af traditionelle metoder, returnerer de til service med kun forsikring om, at de vil fungere på det tidspunkt, uden nogen prognose om fremtidig ydeevne.

Fordele ved lækageratest

Opsætning og udførelse af lækageratest er ikke mere svær end mange af de felttest, som vedligeholdelsespersonale allerede er bekendt med, og resultaterne er ekstremt præcise i bestemmelsen af det interne tryk i VI. Med fortsat anvendelse af lækageratest kan elektricitetsindustrien forvente at se en mærkbart forbedring i vedligeholdelseseffektivitet og en reduktion i antallet af uventede fejl hos VI'er.

Ved at anvende lækageratest kan ikke blot den nuværende funktionalitet af udstyret sikres, men det giver også vigtige prædiktive data om fremtidig ydeevne. Denne tilgang hjælper ikke bare med at forlænge udstyrets levetid, men bidrager også til at udvikle mere effektive forebyggende vedligeholdelsesplaner, hvilket forbedrer systemets samlede pålidelighed og sikkerhed.

Den ovenstående beskrivelse er blevet forfintet for at klart og præcist formidle informationen, mens læsbarheden forbedres. Det understreger vigtigheden af lækageratest og dets fordele over traditionelle testmetoder, og pointerer de potentielle positive virkninger på elektricitetsindustrien.

Anvendelse af den stive magnetiske spole i MAC-test på hele polen

Figuren ovenfor viser, hvordan den stive magnetiske spole, der anvendes i MAC-testen, kan anvendes på hele polen, når vakuumafbryderen (VI) ikke er let tilgængelig. Selvom mange af de mediumspændingsvakuumafbrydere i feltet tillader anvendelse af spolen på individuelle VI'er eller individuelle poler, har nogle ikke tilstrækkelig plads eller konfiguration til at tilpasse dette.