Vipimo vingapi vinavyotumika katika ujaribishaji wa mizigo ya kupamba nguvu za umeme?

Kama muhandisi na miaka mingi ya ujuzi katika ujaribaji wa voltage regulator za umeme, ninajua vizuri kwamba voltage regulators, kama vifaa muhimu katika mifumo ya umeme, huathiri sana ubora wa umeme na usalama wa mfumo. Kama teknolojia ya vifaa vya umeme inaendelea kuwa zaidi ya akili na dharura, teknolojia ya uchunguzi kwa voltage regulators pia imekuwa inaendelea kuwa bora — kutoka kwa uchunguzi wa macho kwa uchunguzi wa digital; na kutoka kwa utafiti wa parameter moja hadi utafiti wa maendeleo ya mfumo. Kutumaini uzoefu wangu wa miaka mingi, nitakuelezea kwa njia ya kutosha msingi, njia, mzunguko, na mapendekezo ya huduma kwa voltage regulators za umeme, kutolea mwongozo wa kutosha kwa wataalamu wa vifaa vya umeme.

1. Muhtasari wa Msingi wa Uchunguzi wa Voltage Regulators za Umeme

Katika miaka mingi yangu ya kazi ya ujaribaji, msingi wa uchunguzi wa voltage regulators wa umeme nimekutana ni kamili, kuuambatana kwa tatu kategoria: msingi wa taifa, msingi wa sekta, na msingi wa kimataifa.

1.1 Msingi wa Sekta: JB/T 8749.1 - 2022

Hii ni msingi asili wa sekta kwa uchunguzi wa voltage regulators za umeme. Katika uchunguzi wa kila siku, ninatumia kwa ufanisi msingi na njia za uchunguzi ambazo yametayari kwa voltage regulators single-phase. Msingi huu unapanga voltage regulators kwa aina kama contact-type, induction-type, na electronic-type, na kila aina inahitaji matarajio tofauti ya uchunguzi. Kwa mfano, voltage regulators za contact-type yanahitaji tuwezeshe kwa ustawi wa majengo ya brushes na windings; za induction-type zinahitaji tuwezeshe kwa magnetic field coupling na sifa za temperature-rise. Mtoheli huo unaleta anza kwa njia yetu za uchunguzi kwa wakati.

1.2 Msingi wa Taifa

• GB/T 156 - 2017 "Voltage Standard: Inawaelezea kategoriasi ya kiwango cha voltage katika mifumo ya umeme, kukupa chaguo kwa mimi kupata ikiwa kiwango cha voltage regulation cha voltage regulator ni sawa. Kwa mfano, wakati kunachunguza voltage regulator katika mtandao wa distribution wa 10 kV, ningecheka ikiwa ukusanyaji wake ni sawa na mahitaji ya mfumo kwa kutumia kiwango cha voltage standard.

• GB/T 1094 Series: Inawaelezea masharti kwa afya ya insulation, sifa za temperature-rise, na zingine za transformers na voltage regulators. Wakati wa uchunguzi, ninatumia msingi huu kuchelewesha vitabu muhimu kama resistance ya insulation, nguvu ya withstand voltage, na mipaka ya temperature-rise, ili kuhakikisha usalama wa vifaa.

• GB/T 2900.95 "Electrotechnical Terminology: Inastandarkan terminologi za voltage-regulator. Hii inanipa fursa ya kuwasiliana na wenzangu na wafanyabiashara kutumia lugha ya teknolojia moja, kutoa sarafu kutokana na tofauti za terminologi ambayo inaweza kuathiri malamu ya uchunguzi.

1.3 Msingi wa Kimataifa

Kimataifa, IEC 60076 Series inahusu uchunguzi wa insulation na temperature-rise wa voltage regulators; IEEE C57 Series inahusu uchunguzi wa short-circuit protection na load-characteristic. Msingi hawa ni muhimu kwa uuzima wa kimataifa na quality control ya voltage regulators. Wakati wa uchunguzi wa vifaa vilivyotengenezwa, linapaswa kufuata msingi wa taifa na wa kimataifa. Nipo pia nazihesabu tofauti kati ya msingi hawa ili kusaidia mashirika kubadilisha bidhaa zao.

Kwa ujumla, msingi wa uchunguzi wa voltage regulators wa umeme unazunguka kwa kategoria nne: performance ya umeme, performance ya mekani, adaptability ya mazingira, na safety ya funguo. Wanajumuisha uchunguzi wa resistance ya insulation, nguvu ya withstand voltage, accuracy ya output, umri wa mekani, temperature rise, level of protection, short-circuit/overload protection, na zingine. Wakati wa uchunguzi, ninatumia msingi hawa kwa ufanisi ili kuhakikisha kuwa vifaa vinaweza kufanya kazi kwa uhakika.

2. Vitu Vinavyochukuliwa na Njia Za Uchunguzi Wa Siku Kwa Voltage Regulators Za Umeme

Kulingana na miaka mingi ya mazoezi, ninapanga uchunguzi wa siku wa voltage regulators wa umeme kwa tatu kategoria: performance ya umeme, performance ya mekani, na adaptability ya mazingira. Kila aina ya uchunguzi inaweza kusababisha ubora na usalama wa vifaa. Hapa kuna kujaza kwa undani:

2.1 Uchunguzi wa Performance Ya Umeme (Muundo Asili)

Performance ya umeme inauhusu sana kwa ubora na usalama wa output ya voltage regulator, kufanya kwa kuwa kitu muhimu kwa uchunguzi wangu. Vitu vinavyovyo na hatua zetu zote zinavyofanyika ni:

• Uchunguzi wa Resistance ya Insulation：Kulingana na JB/T 8749.1 - 2022, resistance ya insulation ya voltage regulator single-phase inapaswa kuwa ≥ 100 MΩ. Kwa muktadha, ninachoma stroom, nikihakikisha kuwa mazingira ya uchunguzi ni 20–25 °C na humidity ≤ 80%, na kutumia megohmmeter kuchunguza resistance ya insulation kati ya sehemu zenye stroom na housing. Kwa voltage regulators za contact-type, ninachunguza pia resistance ya brush-to-winding contact ili kuhakikisha kuwa ina kwenye kipimo sahihi (resistance ya contact inayozidi inaweza kusababisha overheat na arcing, kurudisha muda wa vifaa).

• Uchunguzi wa Nguvu ya Withstand Voltage：Hii inachunguza hatari za breakdown ya insulation medium. Voltage regulator single-phase lazima iwape nguvu ya 3000 V/1-minute test. Ninachukua hii baada ya kupita uchunguzi wa resistance ya insulation. Kabla ya uchunguzi, ninachomoa windings isiyochunguza (kutoa madai ya open circuit) na kuhakikisha kwa makini ikiwa kuna breakdowns au flashovers wakati wa kupewa nguvu. Hatua hii ni muhimu; failure hapa inaweza kusababisha breakdowns ya insulation wakati wa kufanya kazi.

• Uchunguzi wa Accuracy ya Output Voltage ：Voltage regulators bora wanaweza kuwa na accuracy ya output ≤ ± 1%. Kutumia voltmeter wa precision, ninachunguza voltage ya output halisi kwa set values mbalimbali under stable input voltage (rated value), rated load, na temperature/humidity sahihi. Kwa mfano, kwa regulator wa 220 V rated output, output halisi inapaswa kuwa kati ya 217.8 V na 222.2 V wakati amekuwa set kuwa 220 V ili kuwa qualified.

• Uchunguzi wa Load Regulation Rate：Msingi unahitaji rate ya load regulation wa voltage regulator single-phase kuwa ≤ ± 3%. Ninaanzisha regulator kuwa rated output voltage, basi nichunguze output voltage under no-load, 50% load, na 100% load conditions, kuhesabu maximum deviation. Ikiwa no-load ni 220 V, 50% load ni 219 V, na 100% load ni 218 V, rate ya regulation ni [(220 - 218)/220] × 100% ≈ 0.9%, inafanana na mahitaji. Deviation inayozidi inaonyesha uwezo mdogo wa kubeba mzigo, hivyo kuhitaji kutafuta windings na contacts.

• Uchunguzi wa No-load Loss：Voltage regulator bora unapaswa kuwa na no-load loss ≤ 5% ya rated capacity yake. Wakati wa uchunguzi, ninachukua regulator kuwa rated output voltage without a load na kutumia power analyzer kurekodi input power. Kwa regulator wa 50 kVA, no-load loss inapaswa kuwa ≤ 2.5 kW. Loss inayozidi inaweza kutokana na core materials magumu au winding design imedhibiti, kuboresha grid losses kwa muda.

• Uchunguzi wa Short-circuit Impedance：Short-circuit impedance ni muhimu kwa kujua windings abnormalities. Ninaichomoa secondary side ya regulator, kuipe rated voltage kwenye primary side, kuchunguza current, na kuhesabu impedance. Ongezeko la sudden la short-circuit impedance inaweza kuonyesha inter-turn shorts au contact gani, hivyo kuhitaji kugeuza na kutafuta.

• Harmonic Analysis：Voltage regulators bora wanaweza kuwa na total harmonic distortion rate ≤ 5%. Kutumia spectrum analyzer, ninachunguza content ya harmonic ya output voltage under rated load na without strong electromagnetic interference. Harmonics inayozidi inaweza kusababisha shida downstream equipment (e.g., precision instruments, frequency converters), hivyo kuhitaji kutafuta winding design na filtering.

• Efficiency Testing：Voltage regulator bora unapaswa kuwa na efficiency ≥ 95%. Ninaoperate regulator kuwa rated output voltage na load, kutumia power analyzer kuchunguza input na output power, basi kuhesabu efficiency (efficiency = output power/input power × 100%). Efficiency ndogo inaweza kuboresha gharama za kufanya kazi na kufafanulia design au manufacturing flaws.

2.2 Uchunguzi wa Performance ya Mekani (Kujumuisha Ustawi wa Muda Mrefu)

Performance ya mekani ya voltage regulator hutathmini ustawi wake wa muda mrefu, hivyo ni sehemu muhimu ya uchunguzi wangu. Vitu vinavyovyo ni:

• Mechanical Life Testing：Voltage regulators za contact-type mara nyingi hupaswa kuwa na mechanical life ≥ 100,000 cycles. Ninatumia vifaa vya kipekee kusimulia adjustments ya contact mara kwa mara, kurekodi wear ya brush na changes ya contact resistance. Wear ya brush inayozidi wakati wa uchunguzi inaweza kuonyesha selection ya material isiyo sahihi au pressure adjustment, hivyo kuhitaji feedback kwa manufacturer kwa optimization.

• Vibration Tolerance Testing：Hii husimulia vibrations za transportation na operations ili kutathmini stability ya structure. Kutumia vibration test bench, ninachukua kulingana na msingi wa IEC 60068 - 2 - 6 (frequency 10 Hz–500 Hz, acceleration 5 m/s², 1 minute per frequency point, 3 cycles) na kuhakikisha ikiwa vifaa vinaweza kufanya kazi vizuri baada ya vibrations. Contact loosening au displacement ya windings inaweza kuonyesha defects katika structural design au fixing methods.

• Protection Level Verification：Voltage regulators single-phase mara nyingi hupaswa kuwa na protection level ≥ IP40. Ninachukua tightness ya shell kwa simulia dust na water spray kulingana na GB/T 4208. Protection level isiyo sahihi inaweza kuwaacha dust na moisture kuongea, kusababisha damage ya internal insulation na corrosion ya metals, kushorota muda wa vifaa.

• Noise Level Testing：Voltage regulators bora wanapaswa kuwa na noise level ≤ 65 dB. Kutumia sound level meter, ninachunguza noise 1 metre kutoka kwa vifaa (kuhakikisha kuwa hakuna interference). Noise inayozidi inaweza kutokana na iron core loose, winding vibrations, au cooling fan faulty, hivyo kuhitaji kutafuta na kutatua.

2.3 Uchunguzi wa Adaptability ya Mazingira (Kujumuisha Mazingira Magumu)

Voltage regulators yanapaswa kuwa na ability ya kujumuisha mazingira mbalimbali, hivyo uchunguzi wa adaptability ya mazingira ni muhimu. Vitu vinavyovyo ni:

• Temperature Rise Test：Msingi unahitaji temperature rise wa voltage regulator single-phase kuwa ≤ 65 °C. Ninaoperate vifaa kwa full load kwa muda mrefu, kutumia thermocouples na infrared thermometers kuchunguza changes za temperature kwenye points muhimu (shell, windings, radiator). Temperature rise inayozidi kwenye chochote point inaweza kuonyesha heat dissipation isiyo sahihi au winding design imedhibiti, hivyo kuhitaji optimization.

• Environmental Stress Screening：Hii husimulia mazingira extreme (temperature juu, temperature chini, humidity juu, air pressure chini) ili kutafuta defects potential. Mara nyingi ninachukua regulator aliyekuwa anafanya kazi vizuri kwenye temperature ya chumba lakini alipata performance ya insulation chini baada ya uchunguzi wa high-temperature (40 °C) na high-humidity (90% RH). Optimization targeted ya insulation materials na processes ilikutana.

• Material Flame Retardancy Test：Materials bora za voltage regulators yanapaswa kupita flame-retardancy test ya UL 94 V - 0 au GB/T 5169.12. Ninatumia glowing wire na flame kuchunguza fire resistance ya material. Flame retardancy isiyo sahihi inaweza kuwa sababu ya fire spread haraka, kuleta hatari kwa grid ya umeme.

• Electromagnetic Compatibility (EMC) Testing：Hii hutathmini electromagnetic interference emission na immunity ya regulator, kujumuisha radiated emission, conducted emission, radiated immunity, na conducted immunity. EMC isiyo sahihi inaweza kuisababishia interference kwa vifaa vyenye (e.g., relay protection devices, communication equipment) au kutokana na external interference, kusababisha disruptions ya operations.

2.4 Mapendekezo ya Uchunguzi wa Adaptability

Wakati wa uchunguzi wa kawaida, ninabadilisha vitu kulingana na aina ya voltage regulator na mazingira ya operations. Kwa voltage regulators za induction-type, ninajumuisha sifa za temperature-rise na harmonic performance (kwa sababu ya potential generation ya harmonics kutokana na magnetic field coupling). Kwa voltage regulators za contact-type, ninajumuisha mechanical life na wear ya brush (kwa sababu ya risk ya contact adjustments mara kwa mara). Tu uchunguzi ulio target ndio unaweza kutatua issues vizuri.

3. Environmental Stress Test Methods for Single-phase Power Voltage Regulators

Uchunguzi wa stress ya mazingira ni muhimu kwa kutafuta defects potential za voltage regulators. Wakati wa uchunguzi wangu, ninatumia tests hizi kwa ufanisi kusimulia mazingira extreme na kutathmini ustawi wa vifaa. Tests na points muhimu ni:

3.1 High-temperature Test

• Lengo: Kuchunguza ustawi wa performance kwenye mazingira ya temperature juu.

• Njia: Weweza voltage regulator kwenye environmental test chamber, set it to 40 °C ± 2 °C na humidity 75% ± 5%, na run kwa 24 hours. Ninarekodi output voltage na current kila 2 hours ili kuhakikisha kuwa hakuna mabadiliko yoyote. Baada ya uchunguzi, ninachukua resistance ya insulation na withstand voltage strength mara moja kuhakikisha kuwa temperature juu haiathiri performance ya insulation. Mara nyingi, regulator alipata resistance ya insulation chini kutoka 100 MΩ hadi 20 MΩ baada ya uchunguzi wa temperature juu; tracing revealed insufficient insulation material temperature resistance, na manufacturer resolved it by replacing the material.

3.2 Low-temperature Test

• Lengo: Kuchunguza ustawi wa start-up na operations kwenye mazingira ya temperature chini.

• Njia: Set the test chamber to -10 °C ± 2 °C na humidity 75% ± 5%, na run kwa 24 hours. Ninachunga close watch kwenye start-up (e.g., ikiwa regulator wa contact-type mechanical parts stick au adjust smoothly at low temperatures) na rekodi changes za voltage/current. Poor contact kutokana na temperature chini inaweza kuongezeka kusababisha voltage regulation isiyo sahihi, hivyo kuhitaji optimization ya mechanical structure au kutumia materials resistant to low temperatures.

3.3 Humidity Test

• Lengo: Kuchunguza proofing ya moisture na performance ya insulation kwenye mazingira ya humidity juu.

• Njia: Set the humidity test chamber to 90% ± 3% humidity na 25 °C ± 2 °C, na run kwa 48 hours. Wakati wa uchunguzi, ninachunga close watch kwenye condensation ya ndani na rekodi voltage/current. Baada ya uchunguzi, ninachukua resistance ya insulation na withstand voltage strength. Reduction ya insulation kutokana na humidity juu inahitaji sealing enhanced na kutumia materials ya insulation resistant to moisture.

3.4 Vibration Test

• Lengo: Kuchunguza reliability ya structure na function kwenye vibrations ya mekani.

• Njia: Fix the voltage regulator on a vibration test bench na chukua kulingana na msingi wa IEC 60068 - 2 - 6 (frequency 10 Hz–500 Hz, acceleration 5 m/s², 1 minute per frequency point, 3 cycles). Ninachunga close watch kwenye abnormal noise na vibrations, rekodi voltage/current. Baada ya uchunguzi, ninachunga close watch kwenye internal loosening au damage. Displacement ya windings au contact loosening kutokana na vibrations inahitaji optimization ya fixed structures.

3.5 Salt Spray Test

• Lengo: Kuchunguza durability kwenye mazingira corrosive.

• Njia: Use a 5% NaCl solution in a salt spray test chamber kulingana na GB/T 2423.17, na run kwa 48 hours. Wakati wa uchunguzi, ninachunga close watch kwenye corrosion ya shell na metal parts, rekodi voltage/current. Baada ya uchunguzi, ninachomoka residues na chukua resistance ya insulation/withstand voltage strength. Corrosion ya metal au reduction ya insulation kutokana na salt spray inahitaji processes za anti-corrosion improved (e.g., plating, using materials resistant to corrosion).

3.6 Additional Test Key Points

Zaidi ya tests zifuatazo, ninajumuisha pia stability ya output voltage na load regulation rate:

• Wakati wa uchunguzi wa temperature juu, temperature chini, na humidity, ninatumia voltmeter wa precision kurekodi errors za output voltage ya voltage regulator kwa set values mbalimbali. Voltage regulator bora inapaswa kuwa na error ≤ ± 0.5% baada ya uchunguzi.

• Ninachukua fluctuations za output voltage kwenye loads tofauti, kumpisha na data ya pre-test ili kuhakikisha kuwa load regulation rate haifurike kwa wingi.

Uchunguzi wa stress ya mazingira ni muhimu kwa quality control. Ninapendekeza kama uchunguzi wa ajili kwa mass production. Kwa kutumia mazingira extreme, inaweza kutafuta defects potential mapema, kuboresha ustawi na muda wa service wa voltage regulators, na kuzuia failures kutokana na adaptability ya mazingira isiyo sahihi baada ya deployment.

4. Malizia

Kama muhandisi wa uchunguzi wa voltage regulators wa umeme na miaka mingi ya uzoefu, ninajua kuwa uchunguzi ni mshindo muhimu wa usalama wa grid. Kutoka kwa ufahamu wa msingi hadi implementation ya kijamii, na kutoka kwa uchunguzi wa item moja hadi evaluation ya performance ya mfumo, kila hatua haina hitaji precision. Ningoje kushiriki techniki na uzoefu wa uchunguzi hizi watu wengine na wataalamu wa vifaa vya umeme, kusaidia wote kuchukua uchunguzi na huduma za voltage regulators kwa njia ya kisayansi na kwa urahisi, na pamoja kusaidia ustawi wa muda mrefu wa mifumo ya umeme.