진공 회로 차단기 시험 방법

진공 차단기가 제조되거나 현장에서 사용될 때, 그 기능을 검증하기 위해 세 가지 시험이 사용됩니다: 1. 접점 저항 시험; 2. 고전압 내구성 시험; 3. 누설률 시험.

접점 저항 시험

• 접점 저항 시험 중에는 마이크로오메터가 진공 차단기(VI)의 닫힌 접점에 적용되고 저항이 측정 및 기록됩니다. 결과는 설계 사양과/또는 동일한 생산 배치의 다른 진공 차단기들의 평균 값과 비교됩니다.

• 이 시험 방법은 각 진공 차단기의 접점 저항이 예상되는 기술 사양을 충족하는지 확인함으로써 성능과 신뢰성을 보장합니다. 같은 배치의 평균 값과 결과를 비교하여 잠재적인 이상을 식별하고 필요한 경우 즉시 조치를 취할 수 있습니다.

고전압 내구성 시험

고전압 내구성 시험에서는 고전압이 진공 차단기(VI)의 열린 접점 사이에 가해집니다. 전압은 점진적으로 시험 값까지 증가시키며, 누설 전류가 측정됩니다. 공장 시험은 교류 또는 직류 고전압 시험 장비를 사용하여 수행될 수 있습니다. 제조사들은 열린 진공 차단기에 대한 고전압 시험을 수행하기 위한 다양한 휴대용 시험 장비를 제공합니다. 대부분의 이러한 시험 장비는 AC 고전압 시험 장비보다 상당히 컴팩트하여 더 휴대성이 뛰어난 DC 시험 장비입니다.

직류 시험 전압을 사용할 때, 하나의 접점에서 미세한 날카로운 부분에서 발생하는 고장 전류가 진공 차단기가 공기로 가득 찼다는 잘못된 해석으로 이어질 수 있습니다. 이러한 오해를 피하기 위해 진공 차단기는 항상 양의 직류 전압 극성과 음의 직류 전압 극성 모두에서 시험되어야 합니다. 즉, 시험은 극성을 반전하여 수행해야 합니다. 공기로 가득 찬 결함 있는 차단기는 두 극성 모두에서 유사한 고누설 전류를 나타낼 것입니다.

적절한 진공 상태를 갖춘 좋은 차단기라도 한 극성에서만 고누설 전류를 나타낼 수 있습니다. 접점에 작은 날카로운 부분이 있는 차단기는 그것이 카토드 역할을 할 때만 고장 전류를 생성합니다. 따라서 극성을 반전하여 시험을 반복하면 결과의 오해를 방지할 수 있습니다. 진공 차단기를 시험하기 위한 시험 전압은 진공 차단기 제조사의 권장사항을 따르는 것이 좋습니다.

아래는 Megger 회사에서 제공하는 10~60kV DC 범위의 고전압 진공 차단기 시험기의 예입니다:

누설률 시험 (MAC 시험)

누설률 시험은 Frans Michael Penning(1894-1953)의 이름을 딴 Penning 방전 원리에 기반합니다. Penning은 고전압이 가스 속의 열린 접점에 가해지고 접점 구조물이 자기장에 둘러싸여 있을 때, 플레이트 사이를 흐르는 전류량이 가스 압력, 가해진 전압, 그리고 자기장 강도의 함수임을 입증했습니다.

기본 시험 설정

아래 그림은 진공 차단기(VI) 누설률 시험의 기본 설정을 보여줍니다. 현장 시험에서는 VI가 휴대용 고정 자기 코일 안에 배치되거나, 유연한 케이블이 시험 대상에 지정된 횟수만큼 감깁니다. 시험이 시작되면 고전압 DC가 VI에 가해지고, 기준 누설 전류가 측정됩니다. 다음으로, 고전압 DC가 다시 가해질 때, 자기장 코일에 DC 전압 펄스가 가해지고, 이 펄스 동안 총 전류가 측정됩니다. 이온 전류는 총 전류에서 누설 전류를 뺀 값으로 계산됩니다. 자기장 강도와 가해진 전압이 알려져 있으므로, 남은 변수는 가스 압력뿐입니다. 만약 가스 압력과 전류 흐름 간의 관계가 알려져 있다면, 측정된 전류를 기반으로 내부 압력을 계산할 수 있습니다.

이 시험 방법은 진공 차단기 내의 진공 수준을 정확하게 평가하여 성능과 신뢰성을 보장합니다. 다양한 조건에서의 전류 변화를 비교함으로써 잠재적인 누설 문제를 효과적으로 탐지하여 장비의 안전한 작동을 확보할 수 있습니다.

최고의 진공 차단기(VI)라 할지라도 일정 수준의 누설이 있을 수 있으며, 이러한 누설은 VI가 제조사의 예측된 서비스 수명을 충족하거나 초과할 만큼 느릴 수 있습니다. 그러나 예상치 못한 누설률의 증가는 VI의 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다. 전통적인 방법으로 정기 유지보수 중에 회로 차단기 내의 VI가 시험되면, 그 순간의 기능만을 보장하며 미래 성능에 대한 예측은 제공하지 않습니다.

누설률 시험의 장점

누설률 시험을 설정하고 수행하는 것은 유지보수 인원이 이미 익숙한 많은 현장 시험보다 어렵지 않으며, 결과는 VI의 내부 압력을 결정하는 데 매우 정확합니다. 누설률 시험의 계속적인 채택으로 전기 산업은 유지보수 효율성의 눈에 띄는 개선과 VI의 예기치 않은 고장 횟수의 감소를 기대할 수 있습니다.

누설률 시험을 채택함으로써, 장비의 현재 기능뿐만 아니라 미래 성능에 대한 중요한 예측 데이터도 제공할 수 있습니다. 이러한 접근법은 장비의 수명 연장을 도울 뿐만 아니라, 보다 효과적인 예방 유지보수 계획의 개발을 돕고, 시스템의 전반적인 신뢰성과 안전성을 향상시킵니다.

위의 설명은 정보를 명확하고 정확하게 전달하면서 가독성을 높이도록 정제되었습니다. 누설률 시험의 중요성과 그 장점을 강조하고, 전통적인 시험 방법과 비교하여 전기 산업에 미칠 수 있는 잠재적인 긍정적인 영향을 지적합니다.

전체 폴에 MAC 시험용 강성 자기 코일 사용

위의 그림은 MAC 시험에서 사용되는 강성 자기 코일이 진공 차단기(VI)가 쉽게 접근할 수 없는 경우 전체 폴에 적용되는 방법을 보여줍니다. 현장의 많은 중간 전압 진공 회로 차단기는 개별 VI 또는 개별 폴에 코일을 적용할 수 있도록 설계되어 있지만, 일부는 이를 위한 충분한 공간이나 구성을 가지고 있지 않습니다.