روش‌های آزمون شکن‌های خلاء

هنگامی که قطعکننده‌های خلأ تولید می‌شوند یا در میدان استفاده می‌شوند، سه آزمون برای اعتبارسنجی عملکرد آنها انجام می‌شود: ۱. آزمون مقاومت تماس؛ ۲. آزمون تحمل ولتاژ بالا؛ ۳. آزمون نرخ رواناب.

آزمون مقاومت تماس

• در طول آزمون مقاومت تماس، یک میکرو اهم‌سنج به تماس‌های بسته قطعکننده خلأ (VI) وصل می‌شود و مقاومت اندازه‌گیری و ثبت می‌شود. سپس نتیجه با مشخصات طراحی و/یا میانگین مقادیر دیگر قطعکننده‌های خلأ از همان دسته تولید مقایسه می‌شود.

• این روش آزمون مطمئن می‌شود که مقاومت تماس هر قطعکننده خلأ با مشخصات فنی مورد انتظار مطابقت دارد، بدین ترتیب عملکرد و قابلیت اعتماد آن تضمین می‌شود. با مقایسه نتایج با میانگین مقادیر همان دسته، ممکن است ناهماهنگی‌های بالقوه شناسایی شوند و اقدامات اصلاحی به موقع انجام شوند.

آزمون تحمل ولتاژ بالا

در آزمون تحمل ولتاژ بالا، ولتاژ بالایی به تماس‌های باز قطعکننده خلأ (VI) وصل می‌شود. ولتاژ به تدریج به مقدار آزمون افزایش می‌یابد و جریان لکه‌ای اندازه‌گیری می‌شود. آزمون‌های کارخانه‌ای می‌توانند با استفاده از مجموعه‌های آزمون ولتاژ بالای AC یا DC انجام شوند. تولیدکنندگان مجموعه‌های آزمون پортatif مختلفی برای انجام آزمون‌های ولتاژ بالا روی قطعکننده‌های خلأ باز ارائه می‌دهند. بیشتر این مجموعه‌های آزمون DC هستند زیرا قابل حمل‌تر از مجموعه‌های آزمون ولتاژ بالای AC هستند.

وقتی ولتاژ DC استفاده می‌شود، جریان ساطعی میدان بالایی از یک نقطه تیز میکروسکوپی در یک تماس می‌تواند به اشتباه به عنوان نشانه‌ای از اینکه قطعکننده خلأ با هوا پر شده‌است تفسیر شود. برای جلوگیری از چنین اشتباهی، قطعکننده خلأ باید همیشه تحت هر دو قطبیت مثبت و منفی ولتاژ DC آزمون شود. این به این معناست که آزمون باید با معکوس کردن قطبیت‌ها انجام شود. یک قطعکننده معیوب که با هوا پر شده‌است در هر دو قطبیت جریان لکه‌ای بالایی خواهد داشت.

یک قطعکننده خوب با سطح خلأ مناسب ممکن است همچنان جریان لکه‌ای بالایی نشان دهد، اما عموماً فقط در یک قطبیت. یک قطعکننده با یک نقطه تیز کوچک در تماس وقتی به عنوان کاتد عمل می‌کند، جریان ساطعی میدان بالایی تولید می‌کند، نه وقتی به عنوان آند عمل می‌کند. بنابراین، تکرار آزمون با معکوس کردن قطبیت‌ها از هرگونه تفسیر غلط نتایج جلوگیری خواهد کرد. ولتاژ آزمونی که برای آزمون یک قطعکننده خلأ استفاده می‌شود باید مطابق با توصیه‌های تولیدکنندگان قطعکننده خلأ باشد.

در زیر نمونه‌ای از یک دستگاه آزمون قطعکننده خلأ با ولتاژ بالا، در محدوده ۱۰ تا ۶۰ kV DC، توسط شرکت Megger ارائه شده است:

آزمون نرخ رواناب (آزمون MAC)

آزمون نرخ رواناب بر اساس اصل ساطعیت Penning است که به نام Frans Michael Penning (۱۸۹۴-۱۹۵۳) نامگذاری شده است. Penning نشان داد که وقتی ولتاژ بالایی به تماس‌های باز در یک گاز وصل می‌شود و ساختار تماس با یک میدان مغناطیسی احاطه شده است، مقدار جریان بین صفحات تابع فشار گاز، ولتاژ وارد شده و قوت میدان مغناطیسی است.

تنظیمات آزمون پایه

شکل زیر تنظیمات پایه آزمون نرخ رواناب قطعکننده خلأ (VI) را نشان می‌دهد. برای آزمون میدانی، VI داخل یک سیم‌پیچ مغناطیسی ثابت قابل حمل یا یک کابل انعطاف‌پذیر که به تعداد مشخصی دور حول نمونه آزمون پیچیده شده است، قرار می‌گیرد. وقتی آزمون شروع می‌شود، ولتاژ DC بالا به VI وصل می‌شود و جریان لکه‌ای پایه اندازه‌گیری می‌شود. سپس، در طول دومین وصل شدن ولتاژ DC بالا، ولتاژ پالس DC به سیم‌پیچ میدان مغناطیسی وصل می‌شود و جریان کل در طول این پالس اندازه‌گیری می‌شود. جریان یونی به عنوان جریان کل منهای جریان لکه‌ای محاسبه می‌شود. چون هم قوت میدان مغناطیسی و هم ولتاژ وارد شده شناخته شده هستند، تنها متغیر باقی‌مانده فشار گاز است. اگر رابطه بین فشار گاز و جریان شناخته شده باشد، فشار داخلی می‌تواند بر اساس جریان اندازه‌گیری شده محاسبه شود.

این روش آزمون امکان ارزیابی دقیق سطح خلأ درون قطعکننده خلأ را فراهم می‌کند و عملکرد و قابلیت اعتماد آن را تضمین می‌کند. با مقایسه تغییرات جریان در شرایط مختلف، مسائل بالقوه رواناب به طور مؤثر شناسایی می‌شوند و عملکرد ایمن تجهیزات تضمین می‌شود.

حتی بهترین قطعکننده‌های خلأ (VIs) نیز دارای سطحی از رواناب هستند و این رواناب ممکن است به آرامی باشد که VI مدت عمر پیش‌بینی شده توسط تولیدکننده را می‌رساند یا حتی از آن عبور کند. با این حال، افزایش ناگهانی نرخ رواناب می‌تواند مدت عمر VI را به طور قابل توجهی کاهش دهد. وقتی VIs در داخل قطعکننده‌ها در طول نگهداری معمولی با روش‌های سنتی آزمون می‌شوند، با تضمینی که در آن زمان عملکرد خواهند داشت به خدمت بازمی‌گردند، اما هیچ پیش‌بینی‌ای در مورد عملکرد آینده ارائه نمی‌دهند.

مزایای آزمون نرخ رواناب

تنظیم و اجرای آزمون نرخ رواناب به اندازه بسیاری از آزمون‌های میدانی که کارکنان نگهداری با آن‌ها آشنا هستند سخت نیست و نتایج آن به طور بسیار دقیق فشار داخلی VI را تعیین می‌کنند. با ادامه استفاده از آزمون نرخ رواناب، صنعت برق می‌تواند بهبود قابل توجهی در کارایی نگهداری و کاهش تعداد شکست‌های ناگهانی VIs را ببیند.

با استفاده از آزمون نرخ رواناب، نه تنها عملکرد فعلی تجهیزات تضمین می‌شود، بلکه داده‌های پیش‌بینی‌کننده مهمی در مورد عملکرد آینده نیز ارائه می‌شود. این رویکرد نه تنها به تمدید مدت عمر تجهیزات کمک می‌کند، بلکه به توسعه برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه موثرتر نیز کمک می‌کند و در نتیجه قابلیت اعتماد و ایمنی کلی سیستم را افزایش می‌دهد.

توضیحات فوق به گونه‌ای تدوین شده‌اند که اطلاعات را به صورت واضح و دقیق منتقل کرده و خوانایی را افزایش می‌دهند. اهمیت آزمون نرخ رواناب و مزایای آن نسبت به روش‌های آزمون سنتی را برجسته می‌کند و تأثیرات مثبت بالقوه آن را بر صنعت برق اشاره می‌کند.

استفاده از سیم‌پیچ مغناطیسی سخت در آزمون MAC روی کل ستون

شکل بالا نشان می‌دهد که چگونه سیم‌پیچ مغناطیسی سخت استفاده شده در آزمون MAC می‌تواند به کل ستون وصل شود وقتی که قطعکننده خلأ (VI) به راحتی در دسترس نیست. در حالی که بسیاری از قطعکننده‌های مداری خلأ ولتاژ متوسط در میدان اجازه می‌دهند که سیم‌پیچ به VIs یا ستون‌های انفرادی وصل شود، برخی از آن‌ها فضای کافی یا ساختار مناسب برای این کار ندارند.