حفظ حالت خلاء بالا در داخل قطع کننده خلاء برای عملکرد ایمن قطع کننده های مدار ولتاژ متوسط (MV) و ولتاژ بالا (HV) (VCB) قابل مذاکره نیست. اگر درجه خلاء بدتر شود، محیط دی الکتریک از کار می افتد، و باعث می شود که شکن قادر به پاک کردن عیوب نباشد و خطر قریب الوقوع انفجار تابلو برق را ایجاد کند. این راهنما روشهای استاندارد میدانی و آزمایشگاهی مورد استفاده برای آزمایش و کمیت دقیق سطوح خلاء را شرح میدهد.
1. فیزیک زوال خلاء داخلی
عملکرد عایق یک VCB به میانگین طولانی مسیر آزاد الکترون ها در خلاء بالا متکی است. هنگامی که فشار داخلی به منطقه بحرانی افزایش می یابد (بیشتر یا مساوی 10^-2 تا 10^-1 Pa)، مولکول های گاز به اندازه کافی متراکم می شوند تا یک واکنش زنجیره ای یونیزاسیون مداوم را تحت تنش ولتاژ حفظ کنند. بنابراین، پروتکل های آزمایش باید این افت فشار را قبل از فراخوانی قطع کننده برای قطع جریان خطا شناسایی کنند.
2. روش های آزمایش خلاء اولیه
پرسنل تعمیر و نگهداری برق از دو روش اصلی برای ارزیابی یکپارچگی خلاء استفاده می کنند: آزمایش کیفی از طریق مقاومت دی الکتریک و آزمایش کمی از طریق تخلیه مگنترون.
روش الف: تست مقاومت فرکانس برق (سلام-تست پات)
تست-پتانسیل بالا (سلام-پات) رایج ترین روش میدانی است. ارزیابی می کند که آیا شکاف تماس می تواند یک ولتاژ بالا مشخص را برای مدت زمان تعیین شده (معمولاً 1 دقیقه) تحمل کند یا خیر.
- اجرا:VCB در موقعیت کاملاً باز قرار می گیرد. یک تستر AC ولتاژ مقاومت نامی (به عنوان مثال، 42 کیلو ولت برای قطع کننده مدار 12 کیلو ولت استاندارد) را در سراسر کنتاکت های باز هر قطب اعمال می کند.
- جوانب مثبت:اجرای ساده، نیاز به حداقل راه اندازی دارد، و یک حکم عبور/شکست فوری ارائه می دهد.
- معایب:فقط کیفی قطع کننده خلاء با افزایش فشار بحرانی تا 10^-1 Pa ممکن است همچنان یک تست استاندارد AC Hi-پات را پشت سر بگذارد اما در طول قطع قوس اتصال کوتاه واقعی به طور فاجعهباری از کار بیفتد.
روش B: روش تخلیه مگنترون (تست کمی خلاء)
برای زیرساخت{0}با قابلیت اطمینان بالا، اندازه گیری کمی الزامی است. روش تخلیه مگنترون از اصول تخلیه پنینگ برای محاسبه فشار داخلی دقیق بدون شکستن پوشش مهر و موم شده استفاده می کند.
- اجرا:یک سیم پیچ مغناطیسی خارجی در اطراف پاکت قطع کننده خلاء قرار می گیرد تا یک میدان مغناطیسی محوری کنترل شده ایجاد کند. یک پالس ولتاژ DC بالا به طور همزمان در سراسر کنتاکت های باز اعمال می شود.
- اصل:میدانهای الکتریکی و مغناطیسی ترکیبی، الکترونهای آزاد را وارد مسیرهای مارپیچ میکنند و برخورد با مولکولهای گاز باقیمانده را به حداکثر میرسانند. جریان یون حاصل مستقیماً با چگالی گاز داخلی متناسب است.
- جوانب مثبت:بازخوانی دقیق فشار (به عنوان مثال، 3.5 × 10^-4 Pa) را ارائه می دهد، که تجزیه و تحلیل روند پیش بینی را در فواصل خدمات متعدد امکان پذیر می کند.
3. تحلیل تکنیکی مقایسه ای روش های آزمایش
| معیارهای ارزیابی | AC سلام-تست مقاومت قابلمه | تست تخلیه مگنترون |
|---|---|---|
| خروجی داده | کیفی (موفقیت / شکست) | کمی (مقدار پاسکال دقیق / تور) |
| محدوده حساسیت | Only detects catastrophic leaks (>10^-1 Pa) | بسیار حساس (10^-5 Pa تا 10^-1 Pa) |
| تجهیزات مورد نیاز | استاندارد AC سلام-تستر قابلمه | تستر تخصصی درجه خلاء + کویل مغناطیسی |
| زمان تست | 1 دقیقه در هر فاز | 3 - 5 دقیقه در هر فاز (به دلیل راه اندازی سیم پیچ) |
| ارزش پیش بینی کننده | کم (بدون روند تخریب تاریخی ممکن است) | بالا (به مدلسازی دقیق عمر باقیمانده اجازه می دهد) |
4. ایمنی و دستورالعمل های فنی برای پرسنل تست
- -کاهش انتشار اشعه ایکس:در طول آزمایش ولتاژ بالا DC یا AC در تماسهای خلاء باز، انتشار میدان الکترونی موضعی میتواند اشعه ایکس- تولید کند. پرسنل تست باید حداقل 3 متر دورتر از بریکر و پشت تابلوهای استاندارد فولادی بایستند.
- پاکیزگی:قبل از اعمال سرنخهای تست ولتاژ بالا، سطوح سرامیکی خارجی یا پوششهای قالبگیری شده خارجی را با ایزوپروپیل الکل کاملاً تمیز کنید تا گرد و غبار، رطوبت یا مسیرهای ردیابی فلزی که میتوانند خوانشهای آزمایش را منحرف کنند، حذف کنید.
- بررسی تراز مکانیکی:برای جلوگیری از بسته شدن تصادفی در حین تزریق ولتاژ بالا، همیشه مطمئن شوید که مکانیزم شکن در موقعیت باز کاملاً قفل شده است، قبل از شروع آزمایشات تخلیه الکتریکی.
سوالات متداول (سؤالات متداول)
س: چه آستانه فشار داخلی نشان می دهد که یک قطع کننده خلاء باید فوراً تعویض شود؟
A:اگر آزمایش کمی نشان داد که فشار داخلی 1 × 10^-2 Pa یا بالاتر است، قطع کننده به حد عملیاتی خود رسیده است و باید فوراً از سرویس خارج شود.
س: آیا میتوانم برای ارزیابیهای VCB از تستر DC Hi-بهجای تستر AC استفاده کنم؟
A:در حالی که آزمایش DC گاهی اوقات در شرایط اضطراری میدانی مجاز است، آزمایش AC بسیار ترجیح داده می شود. ولتاژ DC می تواند اثرات پلاریزاسیون و توزیع تنش میدان ناهموار بر روی کنتاکت های داخلی ایجاد کند که منجر به تشخیص پایه کمتر قابل اعتماد می شود.