Testeringsmetoder för vakuumkretsavbrottsare

När vakuumavbrottsare tillverkas eller används i fält, används tre tester för att validera deras funktionalitet: 1. Kontaktförekomsttest; 2. Högpotentialtålig test; 3. Läckagetest.

Kontaktförekomsttest

• Under kontaktförekomsttestet appliceras en mikro-ohmmeter på de stängda kontaktarna av vakuumavbrottsaren (VI), och motståndet mäts och registreras. Resultatet jämförs sedan med designspecifikationerna och/eller medelvärdena för andra vakuumavbrottsare från samma produktionsomgång.

• Denna testmetod säkerställer att kontaktförekomsten för varje vakuumavbrottsare uppfyller de förväntade tekniska specifikationerna, vilket garanterar dess prestanda och tillförlitlighet. Genom att jämföra resultaten med medelvärdena för samma batch kan potentiella anomalier identifieras, vilket möjliggör tidiga korrektiva åtgärder.

Högpotentialtålig test

I högpotentialtålig test appliceras ett högt spänning över de öppna kontaktarna av vakuumavbrottsaren (VI). Spänningen ökar gradvis till testvärdet, och eventuellt läckageström mäts. Fabriksprovning kan utföras med antingen AC eller DC-högpotentialsät. Tillverkare erbjuder olika bärbara provningsuppsättningar för att utföra högpotentialtester på öppna vakuumavbrottsare. De flesta av dessa provningsuppsättningar är DC-testuppsättningar eftersom de är betydligt mer kompakta och därför mer bärbara än AC-högpotentialsät.

När man använder en DC-testspänning kan en hög fältemissionsström från en mikroskopisk skarp punkt på en kontakt felaktigt tolkas som en indikation på att vakuumavbrottsaren är fylld med luft. För att undvika sådan missförståelse bör vakuumavbrottsaren alltid testas under både positiv och negativ DC-spänningspolaritet. Detta innebär att testet bör utföras genom att vända polariteten. En defekt avbrottsare fylld med luft kommer att visa liknande höga läckageströmmar i båda polariteter.

En bra avbrottsare med rätt vakuumnivå kan fortfarande visa hög läckageström, men detta är generellt endast i en polaritet. En avbrottsare med en liten skarp punkt på kontakten producerar en hög fältemissionsström endast när den fungerar som katod, inte anod. Därför kommer upprepning av testet genom att vända polariteten att förhindra några missförståelser av resultaten. Testspänningen som ska användas för att testa en vakuumavbrottsare bör följa tillverkarnas rekommendationer.

Nedan visas ett exempel på en högspänningstester för vakuumavbrottsare, från 10 till 60 kV DC, tillhandahållen av Megger:

Läckagetest (MAC-test)

Läckagetestet baseras på Penningdischargeprincipen, uppkallad efter Frans Michael Penning (1894-1953). Penning visade att när en högspänning appliceras på öppna kontakter i ett gas och kontaktstrukturen omges av ett magnetfält, är strömmen som flödar mellan plattorna en funktion av gasstryck, applicerad spänning och magnetfältets styrka.

Grundläggande testuppsättning

Figuren nedan illustrerar den grundläggande uppsättningen för ett läckagetest av en vakuumavbrottsare (VI). För fälttest placeras VI inuti en bärbar fast magnetisk spole, eller en flexibel kabel viras runt provobjektet ett angivet antal gånger. När testet börjar appliceras högspänning DC till VI, och baslinje-läckageströmmen mäts. Sedan, under en andra application av högspänning DC, appliceras en DC-spänningspuls till magnetfältets spole, och totalströmmen mäts under denna puls. Ionenströmmen beräknas som totalströmmen minus läckageströmmen. Eftersom både magnetfältets styrka och den applicerade spänningen är kända, är den enda återstående variabeln gasstryck. Om sambandet mellan gasstryck och strömningsflöde är känt, kan det interna trycket beräknas baserat på den mätta strömmen.

Denna testmetod möjliggör en noggrann bedömning av vakuumnivån inuti vakuumavbrottsaren, vilket garanterar dess prestanda och tillförlitlighet. Genom att jämföra förändringar i ström under olika förhållanden kan potentiella läckageproblem effektivt identifieras, vilket säkerställer säker drift av utrustningen.

Även de bästa vakuumavbrottsarna (VIs) kommer att ha en viss nivå av läcka, och denna läcka kan vara tillräckligt långsam så att VI uppfyller eller till och med överskrider tillverkarens förväntade servicelife. Men oväntade ökningar i läckagen kan signifikant förkorta VIs livslängd. När VIs inuti kretsutslagare testas under rutinunderhåll med traditionella metoder återgår de till tjänst med bara säkerheten att de fungerar just då, utan någon prognos om framtida prestanda.

Fördelar med läckagetest

Att sätta upp och utföra läckagetestet är inte svårare än många av de fälttester som underhållspersonal redan är bekanta med, och resultaten är extremt exakta vid bestämning av det interna trycket i VI. Med fortsatt införande av läckagetest kan elektricitetsindustrin förvänta sig en markant förbättring av underhållseffektivitet och en minskning av antalet oväntade fel hos VIs.

Genom att adoptera läckagetest, kan inte bara den nuvarande funktionaliteten hos utrustningen säkerställas, utan det ger också viktig prediktiv data om framtida prestanda. Denna metod hjälper inte bara till att förlänga utrustningens livslängd, utan bidrar också till att utveckla mer effektiva preventiva underhållsplaner, vilket förbättrar systemets totala tillförlitlighet och säkerhet.

Ovanstående beskrivning har förfinats för att tydligt och exakt framföra informationen samtidigt som läsbarheten ökas. Den lyfter fram vikten av läckagetest och dess fördelar jämfört med traditionella testmetoder, och pekar på de potentiella positiva effekterna för elektricitetsindustrin.

Användning av den hårda magnetiska spolen i MAC-test på hela polen

Figuren ovan visar hur den hårda magnetiska spolen som används i MAC-testet kan appliceras på hela polen när vakuumavbrottsaren (VI) inte är lättillgänglig. Medan många av de medelspänningsvakuumkretsutslagarna i fält tillåter att spolen appliceras antingen på enskilda VIs eller enskilda poler, har vissa inte tillräckligt med utrymme eller konfiguration för att tillgodose detta.