Metody testowania wyprowadzonych przerywników próżniowych

Gdy wyprowadzenia próżniowe są produkowane lub używane w terenie, stosuje się trzy testy do walidacji ich funkcjonalności: 1. Test oporu kontaktu; 2. Test wytrzymałości na wysokie napięcie; 3. Test przepustowości przecieku.

Test oporu kontaktu

• Podczas testu oporu kontaktu mikroohmometr jest podłączany do zamkniętych kontaktów wyprowadzenia próżniowego (VI), a opór jest mierzony i rejestrowany. Wynik porównywany jest następnie z specyfikacjami projektowymi i/lub średnimi wartościami dla innych wyprowadzeń próżniowych z tej samej partii produkcyjnej.

• Ta metoda testowa zapewnia, że opór kontaktu każdego wyprowadzenia próżniowego spełnia oczekiwane specyfikacje techniczne, co gwarantuje jego działanie i niezawodność. Poprzez porównanie wyników ze średnią wartością tej samej partii, można wykryć potencjalne anomalie, umożliwiając podjęcie odpowiednich działań korygujących w odpowiednim czasie.

Test wytrzymałości na wysokie napięcie

W teście wytrzymałości na wysokie napięcie, wysokie napięcie jest podawane do otwartych kontaktów wyprowadzenia próżniowego (VI). Napięcie jest stopniowo zwiększane do wartości testowej, a prąd przecieku jest mierzony. Testy fabryczne mogą być przeprowadzane przy użyciu zestawów do testów wysokonapięciowych AC lub DC. Producent oferuje różne przenośne zestawy testowe do przeprowadzania testów wysokonapięciowych na otwartych wyprowadzeniach próżniowych. Większość tych zestawów to zestawy testowe DC, ponieważ są znacznie bardziej kompaktowe i tym samym bardziej przenośne niż zestawy testowe AC wysokonapięciowe.

Korzystając z napięcia DC, wysoki prąd emisji pola z mikroskopijnego ostrza na jednym kontakcie może być błędnie interpretowany jako wskazanie, że wyprowadzenie próżniowe jest wypełnione powietrzem. Aby uniknąć takiej błędnego interpretacji, wyprowadzenie próżniowe powinno być zawsze testowane pod obiema polaryzacjami napięcia DC, czyli pozytywną i negatywną. To oznacza, że test powinien być przeprowadzany przez odwrócenie polaryzacji. Uszkodzone wyprowadzenie wypełnione powietrzem będzie pokazywać podobnie wysokie prądy przecieku w obu polaryzacjach.

Dobre wyprowadzenie z właściwym poziomem próżni może nadal pokazywać wysoki prąd przecieku, ale zazwyczaj tylko w jednej polaryzacji. Wyprowadzenie z małym ostrym punktem na kontakcie generuje wysoki prąd emisji pola tylko wtedy, gdy działa jako katoda, a nie anoda. Dlatego powtarzanie testu poprzez odwrócenie polaryzacji pomoże uniknąć błędnego interpretowania wyników. Napięcie testowe do testowania wyprowadzenia próżniowego powinno być zgodne z zaleceniami producentów wyprowadzeń próżniowych.

Poniżej przedstawiono przykład testeru wysokonapięciowego do wyprowadzeń próżniowych firmy Megger, z zakresem od 10 do 60 kV DC:

Test przepustowości przecieku (test MAC)

Test przepustowości przecieku opiera się na zasadzie rozładowania Penninga, nazwanej na cześć Fransa Michaela Penninga (1894-1953). Penning pokazał, że gdy wysokie napięcie jest podawane do otwartych kontaktów w gazie, a struktura kontaktów jest otoczona polem magnetycznym, ilość prądu płynącego między płytami jest funkcją ciśnienia gazu, podanego napięcia i siły pola magnetycznego.

Podstawowy układ testowy

Rysunek poniżej ilustruje podstawowy układ do testu przepustowości przecieku wyprowadzenia próżniowego (VI). Podczas testów w terenie, VI jest umieszczane w przenośnym stałym cewniku magnetycznym, lub elastyczny kabel jest owijany wokół próbki określoną liczbę razy. Gdy test się rozpoczyna, wysokie napięcie DC jest podawane do VI, a bazowy prąd przecieku jest mierzony. Następnie, podczas drugiego podania wysokiego napięcia DC, impuls napięcia DC jest podawany do cewnika pola magnetycznego, a całkowity prąd jest mierzony podczas tego impulsu. Prąd jonowy jest obliczany jako różnica między całkowitym prądem a prądem przecieku. Ponieważ zarówno siła pola magnetycznego, jak i podane napięcie są znane, jedyną pozostającą zmienną jest ciśnienie gazu. Jeśli relacja między ciśnieniem gazu a przepływem prądu jest znana, ciśnienie wewnętrzne może być obliczone na podstawie zmierzonego prądu.

Ta metoda testowa pozwala na precyzyjne ocenianie poziomu próżni w wyprowadzeniu próżniowym, zapewniając jego działanie i niezawodność. Poprzez porównanie zmian prądu w różnych warunkach, potencjalne problemy z przeciekami mogą być skutecznie wykryte, zapewniając bezpieczne działanie sprzętu.

Nawet najlepsze wyprowadzenia próżniowe (VI) będą miały pewien poziom przecieku, a ten przeciek może być wystarczająco wolny, aby VI spełniało lub nawet przekraczało przewidywaną przez producenta żywotność. Jednak nieoczekiwane zwiększenie tempa przecieku może znacznie skrócić żywotność VI. Gdy VI w przełącznikach są testowane podczas rutynowego konserwacji tradycyjnymi metodami, wracają do eksploatacji z tylko gwarancją, że będą działać w tym momencie, nie oferując prognozy dotyczącej przyszłego działania.

Zalety testu przepustowości przecieku

Ustalanie i przeprowadzanie testu przepustowości przecieku nie jest trudniejsze niż wiele innych testów terenowych, z którymi personel konserwacyjny jest już znajomy, a wyniki są bardzo dokładne w określaniu wewnętrznego ciśnienia VI. Z kontynuowanym przyjmowaniem testu przepustowości przecieku, przemysł elektryczny może spodziewać się znaczącego usprawnienia efektywności konserwacji i zmniejszenia liczby nieoczekiwanych awarii VI.

Przez przyjęcie testu przepustowości przecieku, nie tylko można zapewnić aktualną funkcjonalność sprzętu, ale również dostarcza kluczowych danych prognostycznych dotyczących przyszłego działania. Ten podejście nie tylko pomaga przedłużyć żywotność sprzętu, ale także wspomaga opracowanie bardziej efektywnych planów profilaktycznej konserwacji, zwiększając ogólną niezawodność i bezpieczeństwo systemu.

Powyższy opis został udoskonalony, aby jasno i dokładnie przekazać informacje, jednocześnie zwiększając czytelność. Podkreśla on znaczenie testu przepustowości przecieku i jego zalety nad tradycyjnymi metodami testowymi, wskazując potencjalne pozytywne wpływy na przemysł elektryczny.

Użycie sztywnego cewnika magnetycznego w teście MAC na całym biegunie

Rysunek powyżej pokazuje, jak sztywny cewnik magnetyczny używany w teście MAC może być zastosowany na całym biegunie, gdy wyprowadzenie próżniowe (VI) nie jest łatwo dostępne. Chociaż wiele przełączników próżniowych średniego napięcia w terenie pozwala na zastosowanie cewnika do pojedynczych VI lub pojedynczych biegunów, niektóre nie mają wystarczającej przestrzeni lub konfiguracji, aby to umożliwić.