Milyen aspektusok játszanak szerepet a villamos feszültség-stabilizátorok tesztelésében?

Mint egy technikus, aki évekig tapasztalt a villamos hálózati feszültségállítók tesztelésében, jól tudom, hogy a feszültségállítók, mint a villamos rendszerek kulcsfontosságú eszközei, közvetlen hatással vannak a szolgáltatás minőségére és a rendszer biztonságára. Ahogy a villamos berendezések fejlődnek az intelligencia és a pontosság felé, a feszültségállítók detektálási technológiái is folyamatosan fejlődtek – áttérve a hagyományos vizuális ellenőrzéstől a modern digitális tesztelésig; és az egyetlen paraméter méréseitől a rendszerszintű teljesítményértékelésig. Az évek alatt szerzett gyakorlati tapasztalataim alapján rendszerezetten elmagyarázom a feszültségállítók detektálási normáit, módszereit, folyamatait és karbantartási ajánlásait, praktikus útmutatót nyújtva a villamos berendezések kezelőinek.

1. A villamos hálózati feszültségállítók detektálási normáinak áttekintése

Az évek alatt végzett tesztelési munkám során találkoztam egy kiterjedt, a feszültségállítók detektálási normáit lefedő rendszerrel, amely három fő kategóriát tartalmaz: nemzeti normák, ipari normák és nemzetközi normák.

1.1 Ipari norma: JB/T 8749.1 - 2022

Ez a norma a feszültségállítók tesztelésének alapvető ipari normája. Nap mint nap ezen alapvető technikai követelményekhez és tesztelési módszerekhez tartok, amiket a egyfázisú feszültségállítókra vonatkoztat. A norma a feszültségállítókat kapcsolós típusú, indukciós típusú és elektronikus típusú kategóriákba osztja, mindegyiknek sajátos tesztelési követelményei vannak. Például a kapcsolós típusú feszültségállítók esetén a ceruza és a tekercsök közötti kapcsolat stabilitására kell figyelni; az indukciós típusú esetén pedig a mágneses mező összekapcsolódására és a hőemelkedési jellemzőkre. Ezek a különbségek azt jelentik, hogy a tesztelési módszereinket megfelelően kell igazítani a folyamat során.

1.2 Nemzeti normák

• GB/T 156 - 2017 "Szabványos feszültség: Meghatározza a villamos rendszerekben használt feszültségszintek besorolását, ami segítséget nyújt a feszültségállító feszültségbeállítási tartományának megfelelőségének meghatározásában. Például, ha egy 10 kV elosztóhálózatban lévő feszültségállítót tesztel, akkor annak beállítási tartományát hasonlítom össze a szabványos feszültség szintjeivel, hogy ellenőrizhessem, hogy a rendszer követelményeinek megfelel-e.

• GB/T 1094 Sorozat: Meghatározza a transzformátorok és feszültségállítók izolációs teljesítményét, hőemelkedési jellemzőit stb. A tesztelés során ezt a normát használom, hogy korlátozzam a fontos mutatókat, mint például az izolációs ellenállást, a kitartó feszültséget és a hőemelkedési határértékeket, így garantálva a berendezések biztonságát.

• GB/T 2900.95 "Elektrotechnikai terminológia: Standardizálja a feszültségállítókhoz kapcsolódó terminológiát. Ez lehetővé teszi, hogy univerzális technikai nyelven kommunikáljak kollégáimmal és gyártókkal, elkerülve a terminológiai eltérések miatti félreértéseket, amelyek befolyásolhatják a teszt eredményeit.

1.3 Nemzetközi normák

Nemzetközileg az IEC 60076 Sorozat vonatkozik a feszültségállítók izolációjának és hőemelkedési tesztelésére; az IEEE C57 Sorozat a feszültségállítók rövidzárló védelmét és terhelési jellemzőit teszteli. Ezek a normák kulcsfontosságúak a feszültségállítók nemzetközi kölcsönös elismeréséhez és minőség-ellenőrzéséhez. Például, ha exportált berendezéseket tesztelünk, akkor ezeknek mind a belső, mind a nemzetközi normáknak meg kell felelniük. Figyelembe veszem ezek közötti különbségeket, hogy segítsek a vállalatoknak alkalmazkodniuk a termékeikhez.

Általánosságban elmondható, hogy a feszültségállítók detektálási normái négy kategóriával foglalkoznak: elektromos teljesítmény, mechanikai teljesítmény, környezeti alkalmazkodási képesség és funkcionális biztonság. Ezek a tesztek magukban foglalják az izolációs ellenállás, a kitartó feszültség, a kimeneti pontosság, a mechanikai élettartam, a hőemelkedés, a védelmi szint, a rövidzárló/terhelési védelem stb. tesztelését. A tesztelés során szigorúan betartom ezeket a normákat, hogy garantáljam a berendezések megbízható működését.

2. A villamos hálózati feszültségállítók rutin detektálási elemi és módszerei

Évek alatt szerzett gyakorlatom alapján a rutin feszültségállító detektálást három kategóriába sorolom: elektromos teljesítmény, mechanikai teljesítmény és környezeti alkalmazkodási képesség. Minden típusú detektálás közvetlen hatással van a berendezések minőségére és biztonságára. Itt a részletes lebontás:

2.1 Elektromos teljesítmény detektálása (alapvető aspektus)

Az elektromos teljesítmény közvetlenül kapcsolódik a feszültségállító kimeneti minőségéhez és biztonságához, ezért ez a tesztelés fókuszában áll. A konkrét elemek és gyakorlati lépések a következők:

• Izolációs ellenállás tesztelése：A JB/T 8749.1 - 2022 szerint egy egyfázisú feszültségállító izolációs ellenállása ≥ 100 MΩ kell legyen. A gyakorlatban először levágom az áramot, biztosítom, hogy a teszt környezete 20–25 °C közötti, a páratartalom ≤ 80%, majd megméri a megmérőeszköz segítségével az élő részek és a börtön közötti izolációs ellenállást. A kapcsolós típusú feszültségállítók esetén továbbá a ceruzát és a tekercsök közötti kapcsolati ellenállást is mérlek, hogy bizonyosodjak meg róla, hogy a normális tartományban van (a túl nagy kapcsolati ellenállás helyi túlmelegedéshez és ívöléshez vezethet, csökkentve a berendezés élettartamát).

• Kitartó feszültség tesztelése：Ez a teszt a izolációs közeg töréspontjainak kockázatát vizsgálja. Egy egyfázisú feszültségállítónak 3000 V/1 perc alatt kitartania kell. Ezt a tesztet az izolációs ellenállás teszt után végezem. A teszt előtt a nem tesztelt tekercseket rövidzáratba helyezem (hogy elkerüljem a nyitott áramkör okozta károsodást) és figyelmesen megfigyelem a töréspontokat vagy ívöléseket a feszültség alkalmazása során. Ez a lépés kritikus; a sikertelen tesztelés operatív időben történő izolációs törésekhez vezethet.

• Kimeneti feszültség pontosság tesztelése ：A minőségi feszültségállítók kimeneti pontossága ≤ ± 1%. Magas pontosságú feszültségmérő segítségével mérlek a különböző beállított értékek mellett a stabil bemeneti feszültség (nominal érték), nominal terhelés és megfelelő hőmérséklet/páratartalom mellett a tényleges kimeneti feszültséget. Például, egy 220 V nominal kimeneti feszültségű feszültségállító esetén, ha 220 V-re állítom, a tényleges kimenet 217.8 V és 222.2 V között kell lennie, hogy minősített legyen.

• Terhelési szabályozási arány tesztelése：A norma szerint egy egyfázisú feszültségállító terhelési szabályozási aránya ≤ ± 3% kell legyen. Először a feszültségállítót a nominal kimeneti feszültségre állítom, majd a kimeneti feszültséget mérem nélküli terhelés, 50%-os terhelés és 100%-os terhelés mellett, majd kiszámítom a legnagyobb eltérést. Ha nélküli terhelés esetén 220 V, 50%-os terhelés esetén 219 V, és 100%-os terhelés esetén 218 V, akkor a szabályozási arány [(220 - 218)/220] × 100% ≈ 0.9%, amely megfelel a követelményeknek. A túlzott eltérés gyenge terhelésviselő képességet jelez, ami a tekercsek és a kapcsolatok vizsgálatát igényli.

• Nélküli terheléses veszteség mérése：A minőségi feszültségállítók nélküli terheléses vesztesége ≤ 5% a nominal kapacitásnak. A teszt során a feszültségállítót a nominal kimeneti feszültségre állítom, anélkül, hogy terhelés lenne, és energianalizátort használva rögzítem a bemenő energiát. Egy 50 kVA feszültségállító esetén a nélküli terheléses veszteség ≤ 2.5 kW. A túlzott veszteség rossz alapanyagokból vagy hiányosan tervezett tekercsek miatt adódhat, ami idővel növeli a hálózati veszteségeket.

• Rövidzárló impedancia tesztelése：A rövidzárló impedancia kulcsfontosságú a tekercsek anomáliáinak értékelésére. A feszültségállító másodlagos oldalát rövidzáratba helyezem, a primáris oldalra a nominal feszültséget alkalmazom, mérlek az áramot, és kiszámítom az impedanciát. A rövidzárló impedancia hirtelen bekövetkező emelkedése tekercsbeli rövidzárlók vagy rossz kapcsolat miatt adódhat, ami szükséges a berendezés lebontását és ellenőrzését.

• Harmonikus analízis：A minőségi feszültségállítók harmonikus torzítási aránya ≤ 5%. Spektrumanalizátort használva érzékelöm a kimeneti feszültség harmonikus tartalmát a nominal terhelés mellett, anélkül, hogy erős elektromágneses zavar lenne. A túlzott harmonikus hullámok a downstream berendezések (például precíziós eszközök, frekvenciaváltók) zavarát okozhatják, ami a tekercs tervezésének és szűrésének vizsgálatát igényli.

• Hatékonyság tesztelése：Egy minőségi feszültségállító hatékonysága ≥ 95% kell legyen. A feszültségállítót a nominal kimeneti feszültség és terhelés mellett üzemeltetem, energianalizátort használva mérlek a bemenő és kimenő energiát, majd kiszámítom a hatékonyságot (hatékonyság = kimenő energia/bemenő energia × 100%). Az alacsony hatékonyság növeli a működési költségeket és a tervezési vagy gyártási hibákat tükrözi.

2.2 Mechanikai teljesítmény detektálása (hosszú távú megbízhatóság fókuszában)

A feszültségállítók mechanikai teljesítménye befolyásolja a hosszú távú stabil működésüket, ezért ez a tesztelés egyik fő részét képezi. A konkrét elemek a következők:

• Mechanikai élettartam tesztelése：A kapcsolós típusú feszültségállítóknak általában ≥ 100,000 ciklusos mechanikai élettartama kell legyen. Speciális eszközökkel szimulálom a gyakori kapcsolat-beállításokat, rögzítve a ceruza súlyvesztést és a kapcsolati ellenállás változását. A túlzott ceruza súlyvesztés a teszt során rossz anyagválasztásra vagy nyomásbeállításra utal, amire visszajelzést kell adnom a gyártónak optimalizálás céljából.

• Régenyálló tesztelése：Ez a szimulálja a szállítási és működési régenyálló hatását, hogy értékelje a szerkezeti stabilitást. Régenyálló tesztbankon, az IEC 60068 - 2 - 6 norma (frekvencia 10 Hz–500 Hz, gyorsulás 5 m/s², 1 perc minden frekvenciánál, 3 ciklus) szerint teszteléssel ellenőrzöm, hogy a berendezés a régenyálló után normálisan működik-e. A régenyálló miatt bekövetkező kapcsolatok lökése vagy a tekercsek elmozdulása szerkezeti tervezési vagy rögzítési módszerek hiányát jelzi.

• Védelmi szint ellenőrzése：Az egyfázisú feszültségállítóknak általában ≥ IP40 védelmi szintjük kell legyen. A burkolat szorosítását próbálom ki, por és víz pöfélt simulálva, a GB/T 4208 szerint. Alacsony védelmi szint engedélyezi a por és nedvesség bejutását, ami belső izolációs károsodást és fém rezgések okozhat, rövidítve a berendezés élettartamát.

• Zajszint tesztelése：A minőségi feszültségállítók zajszintje ≤ 65 dB. Hangszintmérővel mérlek a zajt 1 méterre a berendezéstől (biztosítva, hogy nincsenek zavaró tényezők). A túlzott zaj rosszul rögzített vasszerkezet, tekercs rezgések vagy hibás hűtőventilátor miatt adódhat, ami vizsgálatot és megoldást igényel.

2.3 Környezeti alkalmazkodási detektálás (komplex feltételek kezelése)

A feszültségállítóknak számos környezethez kell alkalmazkodni, ezért a környezeti alkalmazkodási detektálás létfontosságú. A konkrét elemek a következők:

• Hőemelkedési teszt：A norma szerint egy egyfázisú feszültségállító hőemelkedése ≤ 65 °C kell legyen. A berendezést teljes terhelés mellett hosszú ideig üzemeltetem, termocuplok és infravörös hőmérők segítségével figyelmen kívül hagyom a kulcspontok hőmérsékletváltozását (burkolat, tekercsek, hűtő). Bármely ponton bekövetkező túlzott hőemelkedés hőledés hiányát vagy rossz tekercs tervezést jelzi, ami optimalizálást igényel.

• Környezeti stressz szűrés：Ez a szimulálja a szélsőséges feltételeket (magas hőmérséklet, alacsony hőmérséklet, magas páratartalom, alacsony légnyomás) potenciális hibák azonosítására. Egyszer olyan feszültségállítót teszteltem, amely a szobahőmérsékleten normálisan működött, de a magas hőmérséklet (40 °C) és magas páratartalom (90% RH) tesztek után csökkent az izolációs teljesítménye. A célszerű optimalizálás az izolációs anyagok és folyamatok javítását követően történt.

• Anyag lángtűrő teszt：A minőségi feszültségállító anyagoknak át kellene menniük az UL 94 V - 0 vagy GB/T 5169.12 lángtűrő teszten. Lángtűrő vizsgálatot végezem ragyogó dróttal és lánggal. A rossz lángtűrő tulajdonságok gyors tűzterjedést okozhatnak, veszélyeztetve a villamos hálózatot.

• Elektromágneses kompatibilitás (EMC) tesztelése：Ez értékel egy feszültségállító elektromágneses interferenciájának kibocsátását és immunizációját, beleértve a sugárzott kibocsátást, a vezetett kibocsátást, a sugárzott immunizációt és a vezetett immunizációt. A nem megfelelő EMC zavarhatja a környező berendezéseket (pl. relé védelmi eszközök, kommunikációs berendezések) vagy érzékeny lehet külső zavarásokra, zavarva a működést.

2.4 Detektálási alkalmazkodási ajánlások

A valós tesztelés során rugalmasan alkalmazom az elemeket a feszültségállító típusa és működési környezete alapján. Az indukciós típusú feszültségállítók esetén a hőemelkedési jellemzőkkel és a harmonikus teljesítménnyel (a mágneses mező összekapcsolódásának potenciális harmonikus generálásától) foglalkozom. A kapcsolós típusú feszültségállítók esetén a mechanikai élettartamot és a ceruza súlyvesztést prioritizálom (mivel a gyakori kapcsolat-beállítás a fő kockázat). Csak a célszerű tesztelés lehetővé teszi a problémák pontos azonosítását.

3. Környezeti stressz tesztelési módszerei egyfázisú villamos hálózati feszültségállítókra

A környezeti stressz tesztelés kulcsfontosságú a feszültségállítók potenciális hibáinak azonosításához. A tesztelésem során szigorúan végzem ezeket a teszteket, hogy szélsőséges környezeteket szimuláljak és a berendezések megbízhatóságát értékeljem. A konkrét tesztek és a főbb pontok a következők:

3.1 Magas hőmérsékleti teszt

• Cél: A magas hőmérsékleti környezetben a teljesítmény stabilitásának tesztelése.

• Eljárás: A feszültségállítót egy magas-alacsony hőmérsékleti teszt kamrába helyezem, beállítva 40 °C ± 2 °C és 75% ± 5% páratartalom, és 24 órát futtatok. 2 óránként rögzítem a kimeneti feszültséget és áramot, hogy ellenőrizhessem, hogy nincs jelentős változás. A teszt után azonnal mérlek az izolációs ellenállást és a kitartó feszültséget, hogy bizonyosodjak meg róla, hogy a magas hőmérséklet nem befolyásolta az izolációs teljesítményt. Egyszer egy feszültségállító izolációs ellenállása a magas hőmérsék