معرفی تست‌های روتین کلید‌های قدرت

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، تست‌های مختلفی جهت اطمینان از کیفیت و عملکرد کلید‌های قدرت انجام می‌گیرد که عبارتند از:

تست تحمل اضافه ولتاژ در فرکانس توان
تست دی‌الکتریک بر روی مدار کمکی و مدار کنترل
تست اندازه‌گیری مقاومت مدار اصلی یا مقاومت کنتاکت
تست فشردگی یا تست نشت گاز SF۶
بررسی ظاهری و طراحی
تست‌های عملکرد مکانیکی

حال به بررسی تک تک آن‌ها می‌پردازیم:

تست تحمل اضافه ولتاژ در فرکانس توان

سیستم قدرت ممکن است گا‌ها شرایط اضافه ولتاژ موقتی متفاوتی را به دلیل قطع ناگهانی بار از سیستم، عملکرد اشتباه تپ چنجر‌های آنلاین، جبران‌سازی شنت ناکافی در سیستم تجربه کند. تست تحمل اضافه ولتاژ کلید قدرت در فرکانس توان به جهت بررسی کفایت استحکام عایقی مدار اصلی برای تحمل این نوع اضافه ولتاژ‌های غیرعادی در سیستم انجام می‌گیرد. کلید قدرت همچنین باید به گونه‌ای طراحی شود که قادر به تحمل اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و ایمپالس‌های کلیدزنی باشد. کلید قدرت مانند سایر تجهیزات گران قیمت مهندسی برای برخورد ایمن با انواع شرایط غیر طبیعی طراحی شده است، اما در عین حال طراحان نمی‌توانند جنبه‌های اقتصادی را قربانی کنند. برای بررسی قابلیت تحمل انواع اضافه ولتاژ بدون ایجاد اخلال در جنبه‌های اقتصادی تولید، یک کلید قدرت باید تست‌های مختلف دی الکتریک را انجام دهد. اگرچه فقط تست تحمل اضافه ولتاژ کلید قدرت در فرکانس توان جز تست‌های معمول کلید قدرت قرار می‌گیرد.

تست تحمل ولتاژ فرکانس قدرت یک دقیقه‌ای خشک

فرض می‌شود که شرایط اضافه ولتاژ در فرکانس توان (۵۰) بیش از یک دقیقه قابل تحمل نیست، هرچند در واقع در مدت زمان بسیار کمتر از یک دقیقه قابل تحمل است. این آزمایش برای بررسی اینکه آیا عایق موجود در مدار اصلی بریکر قادر به تحمل اضافه ولتاژ فرکانس توان در مدت زمان‌های طولانی‌تر از یک دقیقه است یا خیر، انجام می‌شود. آزمایش در شرایط خشک انجام می‌شود. ولتاژ‌های فرکانس قدرت که در طول آزمایش به کلید قدرت اعمال می‌شود، مطابق استاندارد سطح ولتاژ اسمی سیستم مشخص می‌شود.

تست کلید SF۶

بگذارید یک نمونه متداول از تست تحمل ولتاژ فرکانس قدت یک دقیقه‌ای خشک در کلید قدرت SF۶ را بررسی کنیم. در اینجا بطور طبیعی قسمت بالایی قطب‌های تمام کلید‌های قدرت با حد ولتاژ یکسان که باید مورد آزمایش قرار گیرند، ترجیحا توسط هادی مسی به یکدیگر وصل می‌شوندو سپس این اتصال به درستی احاطه می‌شود. به طور مشابه پایه تمام کلید‌های قدرتی تحت آزمایش باید به طور صحیح به زمین متصل گردد. همچنین قسمت پایینی قطب‌های تمام کلید‌های قدرتی مورد تست توسط هادی مسی به یکدیگر متصل می‌گردند.

سپس این اتصال به ترمینال فاز ترانسفورماتور آبشاری فشارقوی تکفاز متصل می‌شود. ترانسفورماتور فشارقوی که در اینجا استفاده می‌شود یک ترانسفورماتور آبشاری است که در آن ولتاژ ورودی می‌تواند از صفر تا چند صد ولت متغیر باشد و ولتاژ ثانویه متناظر با آن از صفر تا چند صد کیلو ولت خواهد بود. در طول آزمایش، ولتاژ در ترمینال پایینی کلید‌های قدرت توسط ترانسفورماتور آبشاری فشارقوی اعمال می‌شود و به آرامی از صفر تا مقدار مشخص شده تغییر می‌کند و سپس ۶۰ ثانیه متوقف می‌گردد و سپس به آرامی به مقدار صفر کاهش می‌یابد. در طول آزمایش جریان نشتی به سمت زمین اندازه‌گیری می‌شود که نباید از حداکثر حد مجاز مشخص شده عبور کند. هرگونه خرابی عایق در طول آزمایش نشانگر عدم کفایت عایق مورد استفاده در کلید قدرت است.

تست دی الکتریک بر روی مدار کمکی و کنترل

در مدار‌های کمکی و کنترل نیز ممکن است اضافه ولتاژ وجود داشته باشد. از این رو، مدار‌های کمکی و کنترل کلید قدرت نیز باید تست مقاومت در برابر ولتاژ فرکانس قدرت را در مدت کوتاه بگذرانند. در اینجا ولتاژ تست ۲۰۰۰ ولت در مدت زمان یک دقیقه اعمال می‌شود. عایق کاری مدار کمکی و کنترل باید از این تست عبور کند و در طول آزمایش نباید هیچ‌گونه تخلیه مخربی وجود داشته باشد.

اندازه‌گیری مقاومت مدار اصلی

مقاومت مدار اصلی از روی افت ولتاژ DC در مدار اندازه‌گیری می‌شود. در این تست جریان مستقیم به مدار تزریق و افت ولتاژ مربوطه اندازه‌گیری می‌شود و از روی آن مقاومت مدار اندازه گیری می‌شود. مقدار جریان تزریق شده از A ۱۰۰ تا حداکثر جریان کلید قدرت خواهد بود. حداکثر مقدار اندازه گیری شده می‌تواند ۱.۲ برابر مقدار بدست آمده در آزمایش افزایش دما باشد.

تست فشردگی (Tightness Test)

این آزمایش عمدتا بر روی تابلو‌ها و کلید‌های [۱]عایق شده با گاز انجام می‌شود. در این آزمایش میزان نشت اندازه گیری می‌شود. این تست طول عمر مطلوب کلیدابزار را تضمین می‌کند. در اینجا تمام نقاط اتصال در مسیر‌های حاوی گاز، بیش از ۸ ساعت با ورق‌های نازک پلی اتیل (ترجیحا شفاف) از هوای فشرده پوشانده می‌شوند و سپس چگالی گاز موجود در داخل این کاور‌ها با قرار دادن درگاه تشخیص گاز یک آشکارساز گاز از طریق سوراخی که روی کاور‌ها ایجاد شده اندازه گیری می‌شود. اندازه گیری‌ها در واحد ppm انجام می‌شود و باید در حد مشخص شده باشد. حداکثر حد نشت گاز به صورت استاندارد ppm ۳ در ۸ ساعت در نظر گرفته می‌شود.

تست فشردگی کلید قدرت

بررسی ظاهری

کلید قدرت باید از نظر ظاهری و از لحاظ زبان و داده‌های موجود در قالب ها، علامت شناسایی مناسب تجهیزات کمکی، رنگ و کیفیت رنگ و خوردگی روی سطح فلزی و ... بررسی شود.

تست عملکرد مکانیکی

کلید قدرت باید بطور یکنواخت در حداکثر و همچنین حداقل مقدار مجاز ولتاژ تغذیه مدار کمکی و کنترل کار کند. عمل بستن و قطع باید حداقل ۵ بار برای حداکثر ولتاژ مجاز تغذیه مدار کنترل و همچنین حداقل ولتاژ مجاز منبع تغذیه مدار کنترل انجام شود. عملکرد باز و بست کلید قدرت باید به ازای ولتاژ منبع تغذیه مدار کنترل نیز بررسی می‌شود. ۱۱۰ ٪ ولتاژ کنترل به عنوان ماکسیمم حد برای بستن و بازکردن کلید قدرت در نظر گرفته شده است. ۸۵ ٪ ولتاژ کنترل به عنوان مینیمم حد برای عمل بستن کلید قدرت و ۷۰ ٪ ولتاژ کنترل نیز به عنوان مینیمم حد باز کردن یا قطع کلید قدرت در نظر گرفته شده است. در طول حداکثر و حداقل ولتاژ کنترل، می‌توان دریافت که زمان کار به ترتیب کمتر و بیشتر از ولتاژ کنترل نامی است، اما تمام زمان‌ها باید در محدوده مشخص خود باشند. در صورت امکان، همانند حالت کلید‌های قدرتی پنوماتیک، بریکر‌ها نیز باید حداقل ۵ بار در حداکثر فشار کار مجاز مشخص شده، در حداقل فشار کار مجاز مشخص شده و در مقدار فشار کار نامی کار کنند. هر کلید قدرت باید قادر به بستن خودکار باشد و حداقل ۵ سیکل کاری باز بسته باید مطابق مشخصات مندرج در صفحه مشخصات بررسی شود. فاصله زمانی واقعی بین عملیات باز و بسته باید با بازه زمانی مشخص شده در مشخصات سیکل کاری مطابقت داشته باشد. هنگامی که کلید قدرت به صورت واحد‌های جداگانه نصب و در محل مجدداً مونتاژ می‌شوند، سازنده باید در آزمایش راه اندازی شرکت کند تا سازگاری چنین واحد‌ها و اجزای جداگانه‌ای را به هنگام مونتاژ به عنوان کلید قدرت کاملاً تأیید کند. برای کلیه توالی‌های مورد نیاز، آزمایش باید انجام شود و تمام زمان‌های بسته و باز شدن با بازه‌های زمانی بین دو عملیات مزدوج ثبت شود. در صورت امکان، اندازه‌گیری‌های فشرده سازی سیال (اختلاف فشار) در حین کار کلید قدرت نیز ثبت می‌شود.

سیکل کاری بی‌باری باید بر روی کلید قدرت به منظور ترسیم منحنی بی‌باری انجام گیرد. منحنی باید در داخل پوش مشخصات مکانیکی مرجع قرار گیرد.

پارامتر‌هایی که باید در حین آزمایش کلید قدرت اندازه‌گیری و ثبت شود عبارتند از:

زمان بستن هر قطب (منظور از قطب هر فاز هر کلید است)
اختلاف زمان بستن بین قطب‌ها یا زمان عدم تطبیق بستن
زمان باز شدن هر قطب
اختلاف زمان بازشدن بین قطب‌ها یا زمان عدم تطبیق بازکردن
زمان باز – بست هر قطب
اختلاف زمان بین ۲ عملکرد باز توام (O-C-O)
ماکسیمم جهش کنتاکت متحرک در حین عمل بستن
مجموع جهش کنتاکت متحرک در حین عمل بستن
اضافه حرکت کنتاکت متحرک
سرعت بستن کنتاکت بر حسب درجه بر ثانیه (چون مبدل از نوع دوار است)
سرعت باز کردن کنتاکت بر حسب درجه بر ثانیه (چون مبدل از نوع دوار است)
زمان میرایی در عمل باز کردن
زمان شارژ فنر

هنگامی که زیر مجموعه‌های کلید قدرت در محل قرار گرفتند، مشخصه حرکت مکانیکی کلید قدرت باید در پایان صحت تست راه اندازی در محل را تأیید کند. اگر این کار در محل انجام شود، سازنده باید روش دقیق انجام آن را تجویز کند که در غیر این صورت ممکن است نتیجه متفاوت باشد و مقایسه برخورد آنی کنتاکت غیرممکن باشد. مشخصه حرکت مکانیکی کنتاکت‌های کلید قدرت با استفاده از مبدل حرکتی یا قطعه‌ای مشابه به کنتاکت‌های کلید قدرت متصل می‌شود به دست می‌آید

علاوه بر آن تمام اتصالات در مدار‌های کمکی و کنترل موجود در تابلو کلید قدرت باید چک شود. همچنین باید بررسی نمود که آیا کلید‌های کمکی یا کنترل بدرستی حالت باز یا بسته کلید قدرت را نشان می‌دهند یا خیر. تمامی تجهیزات کمکی باید به درستی و به آرامی به ازای ماکسیمم و مینیمم ولتاژ تغذیه کنترل کار کنند.

 

منبع: ماه صنعت