Методи випробування вакуумних вимикачів

При виробництві або використанні вакуумних переривачів (VI) на місці, для перевірки їх функціональності використовуються три тесту: 1. Тест контактного опору; 2. Тест на витривалість при високому напругу; 3. Тест на ступінь протікання.

Тест контактного опору

• Під час тесту контактного опору, мікроомметр застосовується до закритих контактів вакуумного переривача (VI), і вимірюється та фіксується опір. Результат порівнюється з проектними специфікаціями та/або середніми значеннями для інших вакуумних переривачів з того ж виробничого партії.

• Цей метод випробування забезпечує, що контактний опір кожного вакуумного переривача відповідає очікуваним технічним специфікаціям, що гарантує його продуктивність та надійність. Порівнюючи результати з середніми значеннями однієї партії, можна виявити потенційні аномалії, що дозволяє своєчасно вжити коригувальних дій.

Тест на витривалість при високому напругу

У тесті на витривалість при високому напругу, висока напруга застосовується до відкритих контактів вакуумного переривача (VI). Напруга поступово збільшується до тестового значення, і вимірюється будь-який струм утечки. Заводські випробування можуть проводитися за допомогою наборів високої напруги зі спрямованим або перемінним струмом. Виробники пропонують різні переносні набори для проведення високонапігних випробувань на відкритих вакуумних переривачах. Більшість цих наборів є наборами зі спрямованим струмом, оскільки вони значно компактніші, а отже, більш переносні, ніж набори зі змінним струмом.

При використанні спрямованого тестового напругу, великий струм емісії поля з мікросявої точки на одному контакті може бути неправильно сприйнятий як свідчення, що вакуумний переривач заповнений повітрям. Щоб уникнути такого неправильного тлумачення, вакуумний переривач завжди повинен тестуватися при обидвох полярностях - позитивній та негативній. Це означає, що тест має проводитися зі зміною полярностей. Дефектний переривач, заповнений повітрям, демонструватиме схожі великі струми утечки при обох полярностях.

Добре функціонуючий переривач з правильним рівнем вакууму все ж може показати великий струм утечки, але, як правило, лише при одній полярності. Переривач з мікросявою точкою на контакті продукує великий струм емісії поля лише коли він діє як катод, а не анод. Тому повторне проведення тесту зі зміною полярностей запобіжить будь-якому неправильному тлумаченню результатів. Тестова напруга, яка використовується для тестування вакуумного переривача, повинна відповідати рекомендаціям виробників вакуумних переривачів.

Нижче наведено приклад високонапігного випробувального приладу для вакуумних переривачів, що діє в діапазоні від 10 до 60 кВ DC, наданого компанією Megger:

Тест на ступінь протікання (MAC-тест)

Тест на ступінь протікання базується на принципі розряду Пеннінга, названому на честь Франса Майкла Пеннінга (1894-1953). Пеннінг довів, що при застосуванні високої напруги до відкритих контактів у газі, якщо контактна структура оточена магнітним полем, величина струму, що проходить між пластинами, є функцією газового тиску, застосованої напруги та сили магнітного поля.

Основна установка для тесту

На нижньому малюнку показана основна установка для тесту на ступінь протікання вакуумного переривача (VI). Для випробувань на місці VI розміщується всередині переносного нерухомого магнітного контура, або гнучкий кабель обгортається навколо випробувального зразка задану кількість разів. Коли тест починається, до VI застосовується високонапігний DC, і вимірюється базовий струм утечки. Далі, під час другого застосування високонапігного DC, до магнітного контура застосовується імпульс DC, і вимірюється загальний струм під час цього імпульсу. Іонний струм обчислюється як різниця між загальним струмом та струмом утечки. Оскільки сила магнітного поля та застосована напруга відомі, єдиним залишаючимся змінним є газовий тиск. Якщо відомий зв'язок між газовим тиском та струмом, внутрішній тиск можна обчислити на основі виміряного струму.

Цей метод випробування дозволяє точно оцінити рівень вакууму всередині вакуумного переривача, забезпечуючи його продуктивність та надійність. Порівнюючи зміни струму в різних умовах, можна ефективно виявити потенційні проблеми з протіканням, забезпечуючи безпечну роботу обладнання.

Навіть найкращі вакуумні переривачі (VI) матимуть деякий рівень протікання, і це протікання може бути настільки повільним, що VI відповідає або навіть перевищує передбачений виробником термін служби. Проте, несподіване збільшення ступеня протікання може значно скоротити тривалість життя VI. Коли VI всередині вимикачів тестуються під час планових ремонтів за допомогою традиційних методів, вони повертаються до експлуатації з лише гарантією, що вони будуть функціонувати в цей момент, не надаючи прогнозу щодо майбутньої продуктивності.

Переваги тесту на ступінь протікання

Встановлення та проведення тесту на ступінь протікання не складніші, ніж багато інших полевих тестів, з якими вже знайомі службові особи, а результати надзвичайно точні у визначенні внутрішнього тиску VI. З поширенням тесту на ступінь протікання електротехнічна галузь може очікувати значного покращення ефективності ремонту та зменшення кількості несподіваних відмов VI.

Впровадження тесту на ступінь протікання не тільки забезпечує поточну функціональність обладнання, але також надає важливі прогностичні дані про майбутню продуктивність. Цей підхід не тільки допомагає продовжити тривалість життя обладнання, але також сприяє розробці більш ефективних планів передбіжчого ремонту, що підвищує загальну надійність та безпеку системи.

Наданий опис був вдосконалений для ясного та точного передачі інформації, одночасно підвищуючи читабельність. Він підкреслює важливість тесту на ступінь протікання та його переваги над традиційними методами тестування, вказуючи на потенційні позитивні впливи на електротехнічну галузь.

Використання нерухомого магнітного контура в MAC-тесті на всьому полюсі

На верхньому малюнку показано, як нерухомий магнітний контур, використовуваний в MAC-тесті, може застосовуватися на всьому полюсі, коли вакуумний переривач (VI) недоступний. Хоча багато вимикачів середнього напругу, що знаходяться в експлуатації, дозволяють застосування контура до окремих VI або окремих полюсів, деякі не мають достатньо місця або конфігурації для цього.