چه جنبه‌هایی در آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ قدرت مورد نیاز است

به عنوان یک فنی با سال‌ها تجربه در آزمون دستگاه‌های تنظیم‌کننده ولتاژ، به خوبی می‌دانم که تنظیم‌کننده‌های ولتاژ به عنوان تجهیزات کلیدی در سیستم‌های برق، مستقیماً بر کیفیت تامین برق و امنیت سیستم تأثیر می‌گذارند. با پیشرفت تجهیزات برق به سمت هوشمندتر شدن و دقیق‌تر شدن، فناوری آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ نیز پیوسته پیشرفت کرده است - از بازرسی‌های بصری سنتی به آزمون‌های دیجیتال مدرن؛ و از اندازه‌گیری پارامتر تکی به ارزیابی عملکرد سطح سیستم. با توجه به تجربیات دست‌اندازی من، به طور نظام‌مند معیارهای آزمون، روش‌ها، فرآیندها و پیشنهادات نگهداری تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را توضیح خواهم داد و راهنمای عملی برای مدیران تجهیزات برق ارائه خواهم داد.

1. مروری بر معیارهای آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ

در سال‌های کاری من در آزمون، سیستم معیارهای آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ که با آن‌ها مواجه شده‌ام بسیار جامع است و عمدتاً شامل سه دسته است: استانداردهای ملی، صنعتی و بین‌المللی.

1.1 استاندارد صنعتی: JB/T 8749.1 - 2022

این استاندارد به عنوان استاندارد اصلی صنعتی برای آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ عمل می‌کند. در آزمون‌های روزمره، به طور strikely به نیازهای فنی اساسی و روش‌های آزمونی که برای تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تک‌فاز تعیین کرده است، پایبند هستم. این استاندارد تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را به انواع مختلفی مانند تماسی، القایی و الکترونیکی تقسیم‌بندی می‌کند، هر نوعی نیازهای آزمونی متمایزی دارد. به عنوان مثال، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تماسی نیازمند تمرکز بر ثبات تماس بین فرش‌ها و سیم‌پیچ‌ها هستند؛ تنظیم‌کننده‌های القایی نیازمند توجه به جفت‌شدگی مغناطیسی و ویژگی‌های بالا رفتن دما هستند. این تفاوت‌ها به این معناست که ما باید روش‌های آزمون خود را طبق این فرآیندها تنظیم کنیم.

1.2 استانداردهای ملی

• GB/T 156 - 2017 "ولتاژ استاندارد: این استاندارد سطوح ولتاژ در سیستم‌های برق را طبقه‌بندی می‌کند و برای من مرجعی برای تعیین اینکه آیا محدوده تنظیم ولتاژ یک تنظیم‌کننده ولتاژ مطابق است یا خیر فراهم می‌کند. به عنوان مثال، وقتی یک تنظیم‌کننده ولتاژ در شبکه توزیع 10 kV را آزمون می‌کنم، بررسی می‌کنم که آیا محدوده تنظیم آن با نیازهای سیستم مطابقت دارد یا خیر.

• سری GB/T 1094: این استاندارد نیازهای عملکرد عایقی، ویژگی‌های بالا رفتن دما و غیره را برای ترانسفورماتورها و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ مشخص می‌کند. در حین آزمون، از این استاندارد برای محدود کردن شاخص‌های کلیدی مانند مقاومت عایقی، قدرت تحمل ولتاژ و محدوده بالا رفتن دما استفاده می‌کنم تا ایمنی تجهیزات را تضمین کنم.

• GB/T 2900.95 "اصطلاحات برقی: این استاندارد اصطلاحات مرتبط با تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را استاندارد می‌کند. این امر به من اجازه می‌دهد تا با همکاران و سازندگان با استفاده از زبان فنی یکپارچه صحبت کنم و از سوء تفاهم‌های ناشی از تفاوت‌های اصطلاحاتی که می‌تواند بر نتایج آزمون تأثیر بگذارد جلوگیری کنم.

1.3 استانداردهای بین‌المللی

در سطح بین‌المللی، سری IEC 60076 مربوط به آزمون عایقی و بالا رفتن دمای تنظیم‌کننده‌های ولتاژ است؛ سری IEEE C57 شامل آزمون‌های محافظت کوتاه‌مداری و ویژگی‌های بار تنظیم‌کننده‌های ولتاژ است. این استانداردها برای تشخیص متقابل و کنترل کیفیت بین‌المللی تنظیم‌کننده‌های ولتاژ حیاتی هستند. به عنوان مثال، هنگام آزمون تجهیزات صادراتی، باید هم استانداردهای داخلی و هم بین‌المللی را رعایت کند. من همچنین توجه دارم به تفاوت‌های موجود بین این استانداردها تا به شرکت‌ها کمک کنم تا محصولات خود را تطبیق دهند.

به طور کلی، معیارهای آزمون تنظیم‌کننده‌های ولتاژ حول چهار دسته چرخه می‌کند: عملکرد الکتریکی، عملکرد مکانیکی، تطبیق با محیط و ایمنی عملکردی. آن‌ها شامل آزمون‌های مقاومت عایقی، قدرت تحمل ولتاژ، دقت خروجی، عمر مکانیکی، بالا رفتن دما، سطح محافظت، محافظت از کوتاه‌مداری/بیش‌باری و غیره می‌شود. در حین آزمون، به طور strikely این استانداردها را دنبال می‌کنم تا عملکرد مطمئن تجهیزات را تضمین کنم.

2. موارد و روش‌های آزمون روزمره تنظیم‌کننده‌های ولتاژ

با توجه به سال‌ها تجربه، من آزمون‌های روزمره تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را به سه دسته تقسیم‌بندی می‌کنم: عملکرد الکتریکی، عملکرد مکانیکی و تطبیق با محیط. هر نوع آزمون مستقیماً بر کیفیت و ایمنی تجهیزات تأثیر می‌گذارد. در ادامه جزئیات دقیق آمده است:

2.1 آزمون عملکرد الکتریکی (جنبه اساسی اصلی)

عملکرد الکتریکی مستقیماً به کیفیت و ایمنی خروجی یک تنظیم‌کننده ولتاژ مرتبط است و بنابراین یکی از نقاط کانونی آزمون من است. موارد خاص و مراحل عملی شامل:

• آزمون مقاومت عایقی:بر اساس JB/T 8749.1 - 2022، مقاومت عایقی یک تنظیم‌کننده ولتاژ تک‌فاز باید ≥ 100 MΩ باشد. در عمل، ابتدا برق را قطع می‌کنم، محیط آزمون را 20-25 °C و رطوبت را ≤ 80% تضمین می‌کنم و از یک مگا اهم‌سنج برای اندازه‌گیری مقاومت عایقی بین بخش‌های زنده و پوسته استفاده می‌کنم. برای تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تماسی، مقاومت تماس بین فرش‌ها و سیم‌پیچ‌ها را نیز اندازه‌گیری می‌کنم تا مطمئن شوم که در محدوده عادی است (مقاومت تماس بیش از حد می‌تواند باعث گرم شدن محلی و جرقه زدن شود و عمر تجهیزات را کاهش دهد).

• آزمون قدرت تحمل ولتاژ:این آزمون برای بررسی ریسک تخریب میانجی عایقی است. یک تنظیم‌کننده ولتاژ تک‌فاز باید قادر به تحمل 3000 V/1 دقیقه باشد. من این آزمون را بعد از گذراندن آزمون مقاومت عایقی انجام می‌دهم. قبل از آزمون، سیم‌پیچ‌های غیرآزمون شده را کوتاه می‌کنم (برای جلوگیری از خسارت باز مدار) و به دقت برای تخریب یا ضربه الکتریکی در طول کاری ولتاژ نظارت می‌کنم. این مرحله بسیار مهم است؛ شکست در این مرحله می‌تواند منجر به تخریب عایقی در طول عملکرد شود.

• آزمون دقت خروجی ولتاژ:تنظیم‌کننده‌های ولتاژ با کیفیت بالا دقت خروجی ≤ ± 1% دارند. با استفاده از ولت‌سنج با دقت بالا، من ولتاژ خروجی واقعی را در مقادیر تنظیم مختلف تحت ولتاژ ورودی ثابت (مقدار اسمی)، بار اسمی و دما/رطوبت مناسب اندازه‌گیری می‌کنم. به عنوان مثال، برای تنظیم‌کننده ولتاژ با خروجی اسمی 220 V، ولتاژ خروجی واقعی باید بین 217.8 V و 222.2 V باشد تا معتبر باشد.

• آزمون نرخ تنظیم بار:استاندارد نیازمند این است که نرخ تنظیم بار یک تنظیم‌کننده ولتاژ تک‌فاز ≤ ± 3% باشد. ابتدا تنظیم‌کننده را به ولتاژ خروجی اسمی تنظیم می‌کنم، سپس ولتاژ خروجی را در شرایط بدون بار، 50٪ بار و 100٪ بار اندازه‌گیری می‌کنم و انحراف بیشینه را محاسبه می‌کنم. اگر بدون بار 220 V، 50٪ بار 219 V و 100٪ بار 218 V باشد، نرخ تنظیم [(220 - 218)/220] × 100% ≈ 0.9% خواهد بود که مطابق با نیاز است. انحراف بیش از حد نشان‌دهنده ظرفیت ضعیف تحمل بار است و نیاز به بررسی سیم‌پیچ‌ها و تماس‌ها دارد.

• اندازه‌گیری تلفات بدون بار:تلفات بدون بار یک تنظیم‌کننده ولتاژ با کیفیت بالا باید ≤ 5% ظرفیت اسمی آن باشد. در طول آزمون، تنظیم‌کننده را به ولتاژ خروجی اسمی تنظیم می‌کنم بدون بار و از یک تحلیل‌گر توان برای ضبط توان ورودی استفاده می‌کنم. برای تنظیم‌کننده 50 kVA، تلفات بدون بار باید ≤ 2.5 kW باشد. تلفات بیش از حد ممکن است ناشی از مواد ضعیف هسته یا طراحی نامناسب سیم‌پیچ باشد که در طول زمان تلفات شبکه را افزایش می‌دهد.

• آزمون مانع کوتاه‌مداری:مانع کوتاه‌مداری برای داوری وضعیت سیم‌پیچ‌ها بسیار مهم است. من طرف دوم تنظیم‌کننده را کوتاه می‌کنم، ولتاژ اسمی را به طرف اول اعمال می‌کنم، جریان را اندازه‌گیری می‌کنم و مانع را محاسبه می‌کنم. افزایش ناگهانی مانع کوتاه‌مداری ممکن است نشان‌دهنده کوتاه‌مداری بین لایه‌ها یا تماس ضعیف باشد که نیاز به تجزیه و بررسی دارد.

• تحلیل هارمونیک:تنظیم‌کننده‌های ولتاژ با کیفیت بالا نرخ تحریف کلی هارمونیک ≤ 5% دارند. با استفاده از تحلیل‌گر طیف، من محتوای هارمونیک ولتاژ خروجی را در بار اسمی و بدون تداخل الکترومغناطیسی قوی شناسایی می‌کنم. هارمونیک‌های بیش از حد می‌تواند تجهیزات پایین‌دستی (مانند دستگاه‌های دقیق، تبدیل‌کننده‌های فرکانس) را perturb کند و نیاز به بررسی طراحی سیم‌پیچ و فیلترکردن دارد.

• آزمون کارایی:تنظیم‌کننده ولتاژ با کیفیت بالا باید کارایی ≥ 95% داشته باشد. من تنظیم‌کننده را در ولتاژ خروجی اسمی و بار عملیاتی می‌گذارم و از یک تحلیل‌گر توان برای اندازه‌گیری توان ورودی و خروجی استفاده می‌کنم، سپس کارایی را محاسبه می‌کنم (کارایی = توان خروجی/توان ورودی × 100%). کارایی پایین هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد و نشان‌دهنده نقص در طراحی یا تولید است.

2.2 آزمون عملکرد مکانیکی (تمرکز بر قابلیت اطمینان بلندمدت)

عملکرد مکانیکی یک تنظیم‌کننده ولتاژ بر عملکرد پایدار بلندمدت آن تأثیر می‌گذارد و بنابراین بخش مهمی از آزمون من است. موارد خاص شامل:

• آزمون عمر مکانیکی:تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تماسی معمولاً نیازمند عمر مکانیکی ≥ 100,000 دور است. من از تجهیزات تخصصی برای شبیه‌سازی تعدیلات تماس مکرر استفاده می‌کنم، از اصطکاک فرش‌ها و تغییرات مقاومت تماس ضبط می‌کنم. اصطکاک بیش از حد فرش‌ها در طول آزمون ممکن است نشان‌دهنده انتخاب نامناسب مواد یا تنظیم فشار باشد و نیاز به بازخورد به سازنده برای بهینه‌سازی دارد.

• آزمون تحمل ارتعاش:این آزمون برای شبیه‌سازی ارتعاشات حمل و عملیات استفاده می‌شود تا پایداری ساختاری را ارزیابی کند. با استفاده از دستگاه آزمون ارتعاش، من آزمون را بر اساس استاندارد IEC 60068-2-6 (فرکانس 10 Hz-500 Hz، شتاب 5 m/s²، 1 دقیقه برای هر نقطه فرکانس، 3 دور) انجام می‌دهم و بررسی می‌کنم که آیا تجهیزات پس از ارتعاش به طور طبیعی عمل می‌کنند یا خیر. آزاد شدن تماس یا جابجایی سیم‌پیچ به دلیل ارتعاش نشان‌دهنده نقص در طراحی ساختاری یا روش‌های ثابت‌سازی است.

• تائید سطح محافظت:تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تک‌فاز معمولاً نیازمند سطح محافظت ≥ IP40 هستند. من با شبیه‌سازی گرد و بخار آب بر اساس GB/T 4208 محکمیت پوسته را آزمون می‌کنم. سطح محافظت نامناسب می‌تواند ورود گرد و رطوبت را ممکن کند، باعث آسیب داخلی عایقی و فرسودگی فلزی شود و عمر تجهیزات را کاهش دهد.

• آزمون سطح صدای:تنظیم‌کننده‌های ولتاژ با کیفیت بالا باید سطح صدای ≤ 65 dB داشته باشند. با استفاده از دستگاه سنجش سطح صدای، من صدای 1 متری تجهیزات را (با تضمین عدم تداخل) اندازه‌گیری می‌کنم. صدای بیش از حد ممکن است ناشی از آزاد شدن هسته آهن، ارتعاش سیم‌پیچ یا پروانه خنک‌کننده خراب شده باشد و نیاز به بررسی و حل دارد.

2.3 آزمون تطبیق با محیط (مواجهه با شرایط پیچیده)

تنظیم‌کننده‌های ولتاژ باید توانایی تطبیق با محیط‌های مختلف را داشته باشند، بنابراین آزمون تطبیق با محیط ضروری است. موارد خاص شامل:

• آزمون بالا رفتن دما:استاندارد نیازمند این است که بالا رفتن دما در یک تنظیم‌کننده ولتاژ تک‌فاز ≤ 65 °C باشد. من تجهیزات را در بار کامل برای مدت طولانی به کار می‌گیرم و از حرارت‌سنج‌های حرارتی و اشعه‌ای برای نظارت بر تغییرات دما در نقاط کلیدی (پوسته، سیم‌پیچ‌ها، رادیاتور) استفاده می‌کنم. بالا رفتن دما بیش از حد در هر نقطه ممکن است نشان‌دهنده عدم کافی بودن تخلیه گرما یا طراحی نامناسب سیم‌پیچ باشد و نیاز به بهینه‌سازی دارد.

• آزمون غربالگری تنش محیطی:این آزمون شامل شبیه‌سازی شرایط حدی (دمای بالا، دمای پایین، رطوبت بالا، فشار هوا پایین) برای شناسایی نقص‌های بالقوه است. یک بار من یک تنظیم‌کننده را آزمون کردم که در دمای اتاق عمل می‌کرد اما پس از آزمون‌های دمای بالا (40 °C) و رطوبت بالا (90% RH) عملکرد عایقی آن کاهش یافت. بهینه‌سازی هدفمند مواد عایقی و فرآیندها در پی آن انجام شد.

• آزمون مقاومت در برابر آتش:مواد با کیفیت بالا در تنظیم‌کننده‌های ولتاژ باید آزمون مقاومت در برابر آتش UL 94 V-0 یا GB/T 5169.12 را بگذرانند. من از سیم تابیده و شعله برای ارزیابی مقاومت آتشی مواد استفاده می‌کنم. مقاومت ضعیف در برابر آتش می‌تواند منجر به گسترش سریع آتش شود و شبکه برق را در معرض خطر قرار دهد.

• آزمون سازگاری الکترومغناطیسی (EMC):این آزمون عملکرد تداخل الکترومغناطیسی انتشار و مقاومت را ارزیابی می‌کند، شامل انتشار تابیده، انتشار هدایتی، مقاومت تابیده و مقاومت هدایتی. EMC غیرمطابق می‌تواند تجهیزات اطراف (مانند دستگاه‌های حفاظتی رله، تجهیزات ارتباطی) را perturb کند یا از تداخل خارجی تاثیر بپذیرد و عملکرد را perturb کند.

2.4 پیشنهادات تطبیق آزمون

در آزمون واقعی، من به طور انعطاف‌پذیر موارد را بر اساس نوع تنظیم‌کننده ولتاژ و محیط عملیاتی تنظیم می‌کنم. برای تنظیم‌کننده‌های ولتاژ القایی، من روی ویژگی‌های بالا رفتن دما و عملکرد هارمونیک (به دلیل احتمال تولید هارمونیک از جفت‌شدگی مغناطیسی) تمرکز می‌کنم. برای تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تماسی، من عمر مکانیکی و اصطکاک فرش‌ها (به عنوان یک ریسک کلیدی) را اولویت می‌دهم. فقط آزمون هدفمند می‌توان