CUPRINS
Ce este un test de rezistență la tensiune de frecvență industrială standard IEC?
Care este diferența dintre un test de izolație pentru echipamente electrice de înaltă tensiune și un test de tensiune de rezistență?
Ce echipamente sunt necesare pentru a efectua testul de tensiune de ținere la frecvență industrială?
Cât durează testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială?
Cum se efectuează testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială?
Domeniul de aplicare al dispozitivului de testare a tensiunii de rezistență la frecvența industrială
Distribuția și dezvoltarea producătorilor de echipamente de tensiune de rezistență la frecvența industrială din China
Ce este un test de rezistență la tensiune de frecvență industrială conform standardului IEC?
Testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială IEC este o metodă crucială pentru verificarea siguranței izolației echipamentelor electrice în funcție de criteriile standardizate la nivel internațional. Utilizat pe scară largă în certificarea produselor, testele de acceptare în fabrică și întreținerea operațională, acesta servește ca test de bază pentru evaluarea performanței izolației.
„IEC” se referă la Comisia Electrotehnică Internațională; „frecvența industrială” reprezintă frecvența standard a energiei electrice industriale (de obicei 50 Hz sau 60 Hz); iar „tensiune de rezistență” se referă la capacitatea echipamentelor electrice sau a materialelor izolatoare de a suporta o anumită tensiune ridicată pentru o perioadă definită fără a suferi defecțiuni ale izolației, cum ar fi defecțiuni dielectrice sau conturnare (descărcări superficiale). În esență, testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială verifică fiabilitatea izolației prin simularea capacității echipamentului de a suporta solicitări de tensiune în timpul funcționării normale sau evenimente de supratensiune de scurtă durată (cum ar fi supratensiunile de comutare), prevenind astfel accidente precum șocurile electrice sau scurtcircuitele cauzate de defecte de izolație.
Care este diferența dintre un test de izolație pentru echipamente electrice de înaltă tensiune și un test de tensiune de rezistență?
Tensiunea de rezistență la izolație (Insulation Withstand Voltage) este un parametru esențial care descrie performanța de izolație a echipamentelor electrice sau a materialelor izolante. Se referă la valoarea maximă a tensiunii pe care o poate suporta în anumite condiții (cum ar fi tipul specific de tensiune, durata, mediul etc.). Depășirea acestei valori va duce la defectarea izolației, conturnare și alte fenomene de defecțiune.
Diferența dintre tensiunea de rezistență la izolație și tensiunea de rezistență la frecvența industrială:
Domeniu de aplicare diferit
Tensiunea de rezistență la izolație este un concept larg care acoperă capacitățile de rezistență la izolație sub diferite tipuri de tensiuni, inclusiv:
Tensiune alternativă la frecvența puterii (cum ar fi 50Hz/60Hz);
tensiune continuă (cum ar fi echipamentul de transmisie HVDC);
Tensiune de impact (cum ar fi impactul fulgerului, impactul în timpul funcționării, tensiunea înaltă instantanee);
Tensiune de înaltă frecvență (cum ar fi semnalele de înaltă frecvență din echipamentele electronice) etc.
Tensiunea de rezistanță la frecvența industrială este un concept restrâns, care se referă doar la capacitatea de rezistanță a izolației la tensiunea alternativă de înaltă frecvență industrială specificată, sub tensiunea alternativă de frecvență industrială (50 Hz sau 60 Hz). Aceasta verifică capacitatea de rezistanță a izolației echipamentelor electrice la tensiune înaltă pe termen scurt. Este o manifestare specifică a tensiunii de rezistanță a izolației. Operațiunile specifice trebuie să respecte standardele (cum ar fi IEC 60243, GB/T 16927 etc.).
Proprietăți diferite
Tensiunea de rezistanță la izolație este o caracteristică inerentă a izolației în sine (afectată de material, structură, proces etc.) și este o descriere cantitativă a „tensiunii pe care o poate suporta izolația” (de exemplu, tensiunea de rezistanță la izolație a unui cablu este de 10 kV).
Tensiunea de rezistență la frecvența industrială se referă mai degrabă la metoda de testare pentru verificarea acestei caracteristici (de exemplu, „testul tensiunii de rezistență la frecvența industrială”). Prin aplicarea unei tensiuni de înaltă frecvență industrială specificate pentru o anumită perioadă de timp (cum ar fi 1 minut), se evaluează dacă izolația îndeplinește cerințele de proiectare (cum ar fi absența defecțiunilor sau conturnărilor).
Diferite scenarii de aplicare
Evaluarea tensiunii de rezistență la izolație necesită selectarea tipului de tensiune corespunzător în funcție de mediul real de lucru al echipamentului:
De exemplu, descărcătoarele de trăsnet trebuie evaluate pentru tensiunea de ținere la impuls de trăsnet, iar cablurile de curent continuu trebuie evaluate pentru tensiunea de ținere în curent continuu;
Testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială este utilizat în principal pentru a verifica siguranța echipamentelor în condiții de funcționare normală la frecvența industrială sau la supratensiune pe termen scurt la frecvența industrială (cum ar fi supratensiune în funcționarea rețelei electrice). Este unul dintre cele mai comune teste de izolație (cum ar fi inspecția în fabrică a electrocasnicelor și a întrerupătoarelor de joasă tensiune).
Pe scurt, tensiunea de rezistanță la frecvența industrială este întruchiparea specifică a tensiunii de rezistanță la izolație în scenariile de curent alternativ la frecvența industrială, în timp ce tensiunea de rezistanță la izolație este un concept mai larg care acoperă performanța izolației sub diferite tipuri de tensiune.
Ce echipamente sunt necesare pentru a efectua testul de tensiune de ținere la frecvență industrială?
În ceea ce privește durata testelor de tensiune de rezistență la frecvență industrială, IEC a stabilit standarde specifice pentru diverse tipuri de echipamente electrice (cum ar fi motoare, transformatoare, cabluri, electrocasnice și echipamente electronice). Printre prevederile cheie se numără:
Tensiunea de testare: Determinată pe baza tensiunii nominale a echipamentului, a clasei de izolație și a scenariului de aplicație (de exemplu, 1.5 kV–5 kV pentru echipamente de joasă tensiune și până la zeci de kilovolți pentru echipamente de înaltă tensiune);
Durata testului: De obicei 1 minut (aceasta poate fi scurtată sau prelungită în anumite scenarii);
Criterii de acceptare: În timpul testului nu se produce nicio defecțiune a izolației sau conturnare semnificativă, iar curentul de scurgere rămâne stabil în limitele admise.
Standardele relevante includ: IEC 60076 (testarea tensiunii de rezistență la izolație pentru transformatoare de putere) și IEC 60270 (descărcare parțială măsurare, adesea menționată împreună cu testele de tensiune de rezistență).
Cum se efectuează testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială?
Fluxul de lucru principal pentru testul de tensiune de rezistență la frecvență industrială include pregătirea, cablarea, setarea parametrilor, creșterea tensiunii (creștere, menținere și scădere) și evaluarea rezultatelor; respectarea strictă a protocoalelor de siguranță este obligatorie pe tot parcursul procesului.
I. Pregătirea prealabilă testării
Verificați echipamentul testat (EUT) și starea acestuia.
Asigurați-vă că EUT este oprit și descărcat (folosiți o tijă de descărcare pentru a elibera sarcinile reziduale). Curățați suprafața pentru a îndepărta praful și uleiul, prevenind ca deversarea excesivă a suprafeței să afecteze rezultatele testelor.
Inspectați exteriorul echipamentului pentru defecte precum deteriorări evidente, izolație crăpată sau terminale oxidate (reparați orice deteriorări înainte de testare).
Identificați punctele de izolație care urmează să fie testate (de exemplu, înfășurările motorului vs. carcasă, miezurile cablurilor vs. manta, piesele electrice sub tensiune vs. piesele metalice expuse) și desemnați „terminalul de înaltă tensiune” și „terminalul de împământare (terminal de joasă tensiune)”.
Verificați instrumentul de testare.
Folosiți un tester de tensiune de rezistanță la frecvență industrială (calibrat de o agenție de metrologie autorizată și în perioada sa de valabilitate) și verificați funcționalitatea acestuia: ieșire stabilă de înaltă tensiune, protecție fiabilă la supracurent și împământare corespunzătoare.
Pregătiți unelte auxiliare: mănuși izolatoare, covorașe izolatoare, o tijă de descărcare (cu rezistor de limitare a curentului), cabluri de înaltă tensiune (cu o izolație nominală potrivită tensiunii de testare) și un multimetru (pentru verificări de continuitate).
Pregătiri de siguranță și protecție.
Amplasați semne de avertizare de siguranță (de exemplu, „Pericol: Înaltă tensiune”) în zona de testare și stabiliți o zonă de siguranță (de obicei ≥1.5 metri; distanța crește odată cu creșterea tensiunii); restricționați accesul doar personalului autorizat.
Operatorii trebuie să poarte mănuși și încălțăminte izolatoare și să stea pe un covoraș izolator; carcasa testerului și părțile netestate ale EUT trebuie să fie împământate în mod fiabil (rezistență de împământare ≤4Ω).
II. Operațiuni de cablare
Conectați corect circuitul de testare pe baza structurii izolației EUT. Principiu de bază: Conectați „partea de înaltă tensiune” a izolației testate la ieșirea de înaltă tensiune a testerului și conectați „partea de joasă tensiune/partea de împământare” la terminalul de împământare al testerului (sau direct la masă). Exemplul 1: Motoare/Transformatoare (Test de izolație între înfășurări și carcasă)
Conectați înfășurarea testată (de exemplu, înfășurarea statorului motorului) la terminalul „Ieșire de înaltă tensiune” al testerului;
Conectați carcasa motorului și orice înfășurări netestate la terminalul „Împământare” al testerului, asigurând o conexiune la masă fiabilă.
Exemplul 2: Cabluri (Test de izolație între conductori și manta)
Conectați conductorul principal de la un capăt al cablului la terminalul „Ieșire de înaltă tensiune” al testerului;
Conectați conductorul principal de la celălalt capăt al cablului și teaca (sau stratul metalic de ecranare) la masă (adică, terminalul „Împărtășare” al testerului).
Exemplul 3: Aparate electrice de joasă tensiune (Test de izolație între piesele sub tensiune și metalul expus, de exemplu, prize)
Conectați bornele de fază și nul ale prizei la borna „Ieșire de înaltă tensiune” a testerului;
Conectați terminalul de împământare (sau carcasa metalică expusă) a prizei la terminalul „Împământare” al testerului.
Notă: Asigurați-vă că conexiunile sunt fixate; cablurile de înaltă tensiune slăbite pot provoca descărcări de aer (scântei), ceea ce afectează precizia testului.
III. Setări parametri
Configurați parametrii de testare pe baza standardelor (de exemplu, IEC, GB) sau a documentației tehnice aplicabile echipamentului testat:
Tensiunea de testare: Determinată de tensiunea nominală a echipamentului (de exemplu, pentru echipamentele de joasă tensiune cu Uₙ=220V, tensiunea de testare poate fi de 2.5kV; pentru echipamentele de înaltă tensiune, poate depăși 10kV - consultați standardul specific).
Durata testului: De obicei 1 minut (în cazuri speciale, aceasta poate fi redusă la 10 secunde sau extinsă la 5 minute, în funcție de cerințele standard).
Curent de protecție (curent de declanșare): Setați o valoare adecvată a protecției la supracurent, bazată pe capacitatea echipamentului (pentru a preveni deteriorarea echipamentului sau a testerului de către curenții mari în timpul unei defecțiuni dielectrice; de obicei în intervalul mA, de exemplu, 50mA–1A, ajustată în funcție de capacitatea echipamentului).
IV. Creșterea și stabilizarea tensiunii
Creștere lentă a tensiunii
Porniți testerul și creșteți treptat tensiunea utilizând modul manual sau automat (rata de creștere este de obicei ≤1kV/s) pentru a evita supunerea izolației la o supratensiune bruscă. În timpul procesului de creștere a tensiunii, monitorizați cu atenție:
Orice anomalii (de exemplu, condensări la suprafață, scântei, zgomot neobișnuit sau fum);
Stabilitatea citirii „curentului de scurgere” pe tester (asigurați-vă că nu există supratensiuni bruște).
Menținerea tensiunii și temporizarea
Odată ce tensiunea atinge valoarea setată, porniți cronometrul (de exemplu, timp de 1 minut); mențineți o tensiune stabilă în această perioadă și continuați monitorizarea anomaliilor menționate anterior și a curentului de scurgere.
Reduceți imediat tensiunea manual (apăsați butonul „Oprire de urgență” sau „Reducere tensiune”) dacă apare oricare dintre următoarele:
Defecțiune evidentă (defect de izolație, supratensiune bruscă de curent sau declanșarea protecției la supracurent a testerului);
Flash-over continuu (descărcare superficială susținută însoțită de scântei sau trosnituri);
Fum sau încălzire anormală a echipamentului testat.
V. Reducerea tensiunii și descărcarea
Reducere lentă a tensiunii
După expirarea timpului de menținere, reduceți încet tensiunea la zero (nu întrerupeți brusc alimentarea pentru a evita supratensiunile inverse).
Descărcare în siguranță
Odată ce tensiunea revine la zero, deconectați ieșirea testerului; utilizați o tijă de descărcare echipată cu un rezistor pentru a contacta mai întâi terminalul de masă, apoi terminalul de înaltă tensiune al echipamentului testat (de exemplu, înfășurările sau conductorii de bază) pentru a disipa complet sarcina reziduală (durata descărcării ≥ 30 de secunde pentru a preveni electrocutarea).
VI. Evaluarea rezultatelor
Admis: În timpul testului nu s-a produs nicio defecțiune a izolației sau conturnare continuă; curentul de scurgere a rămas stabil și în limita standard admisă (de exemplu, ≤10 mA pentru anumite echipamente).
Defecțiune: A avut loc o defecțiune (testerul s-a declanșat), s-a observat o conturnare continuă sau curentul de scurgere a depășit semnificativ limita admisă.
Precauții cheie
Condiții de testare interzise: Nu efectuați testul dacă izolația echipamentului este foarte umedă sau deteriorată sau dacă există o defecțiune internă de scurtcircuit (acest lucru ar putea provoca arderea echipamentului sau deteriorarea testerului).
Diferențe între tipurile de echipamente:
Echipamentele capacitive (de exemplu, cabluri, condensatoare) pot prezenta un curent de încărcare ridicat în timpul creșterii tensiunii; creșteți tensiunea lent și acordați suficient timp pentru încărcare;
Pentru mașinile electrice rotative, verificați dacă punctul stea al înfășurării este legat la masă (dacă este legat la masă, deconectați-l înainte de a testa fiecare înfășurare de fază).
Siguranța pe primul loc: Nu atingeți niciodată cablurile de înaltă tensiune sau bornele de înaltă tensiune ale echipamentului testat în timpul procedurii; dacă apare o anomalie, reduceți tensiunea și descărcați echipamentul înainte de inspecție - nu efectuați niciodată operațiuni în timp ce echipamentul este sub tensiune. Urmând pașii de mai sus, testul de tensiune de rezistență la frecvența industrială poate fi efectuat într-un mod standardizat, asigurând rezultate precise și siguranță în funcționare. În practică, detaliile specifice ar trebui ajustate în conformitate cu standardele relevante aplicabile echipamentului specific (cum ar fi transformatoare, electrocasnice sau cabluri) - de exemplu, IEC 60076 sau GB 4706.1.
Domeniul de aplicare al dispozitivului de testare a tensiunii de rezistență la frecvența industrială?
Echipamentele de testare a tensiunii de rezistență la frecvență industrială sunt utilizate pe scară largă în producția de electricitate, operațiunile de utilități energetice, instituțiile de cercetare și universitățile. Astfel de echipamente sunt clasificate în două tipuri: unități integrate (pentru tensiuni sub 30 kV) și unități de tip split. Consola de control cuprinde un regulator de tensiune de tip contact (sau un regulator motorizat de tip coloană pentru capacități care depășesc 50 kVA), împreună cu circuitele asociate de control, protecție, măsurare și semnalizare. Prin conectarea la o sursă de alimentare cu frecvență industrială de 220 V sau 380 V și reglarea regulatorului - controlând astfel tensiunea de intrare la înfășurarea primară a transformatorului de testare de înaltă tensiune - tensiunea de testare înaltă necesară este generată pe baza principiului inducției electromagnetice. În conformitate cu reglementările de testare, transformatoarele de putere mari, cablurile de alimentare, generatoarele de abur și hidrogeneratoarele și alte echipamente capacitive trebuie să fie supuse unor teste stricte și periodice de tensiune de rezistență la curent alternativ.
Testele de tensiune de rezistență la izolație sunt clasificate în două tipuri: teste de tensiune de rezistență în curent continuu și teste de tensiune de rezistență în curent alternativ. Din punct de vedere istoric, testele de tensiune de rezistență în curent continuu au fost utilizate pentru testarea cablurilor; cu toate acestea, cercetările și experiența practică au demonstrat că testarea în curent continuu este ineficientă și potențial dăunătoare izolației din cauciuc-plastic. China a început să cerceteze și să implementeze tehnologia de testare a tensiunii de rezistență în curent alternativ în anii 1990. După mai mult de două decenii de cercetare și aplicare, țările din întreaga lume au adoptat din ce în ce mai mult testarea tensiunii de rezistență în curent alternativ pentru a înlocui testarea în curent continuu, iar organismele de standardizare interne și internaționale relevante și-au revizuit protocoalele de testare pentru cablurile de înaltă tensiune. În mai 1997, un grup de lucru CIGRE (Consiliul Internațional pentru Sisteme Electrice Mari) a pus sub semnul întrebării utilizarea testării tensiunii de rezistență în curent continuu și a recomandat adoptarea globală a metodelor de testare în curent alternativ care utilizează intervale de frecvență industrială sau de frecvență apropiată de cea industrială (30-300 Hz). În provinciile chineze cu rețele electrice relativ avansate, testarea tensiunii de rezistență în curent alternativ a devenit un standard obligatoriu, în timp ce reglementările de testare pentru alte regiuni sunt în curs de elaborare. Tranziția de la testarea tradițională a tensiunii de rezistență în curent continuu la testarea tensiunii de rezistență în curent alternativ este o tendință inevitabilă.
Echipamentele de testare rezonantă serie cu frecvență variabilă sunt utilizate pe scară largă în industrii precum energia electrică, metalurgia, petrolul și industria chimică și sunt potrivite pentru acceptarea și testarea preventivă a echipamentelor capacitive de înaltă tensiune și capacitate mare. Imagine a unui sistem de testare a tensiunii de rezistență rezonantă serie cu frecvență variabilă, gata de livrare.
Aplicații principale ale sistemului de tensiune rezonantă de rezistență în serie cu frecvență variabilă:
1. Testarea tensiunii de rezistență în curent alternativ pentru cabluri XLPE de înaltă tensiune de 6kV–500kV
2. Testarea tensiunii de rezistență la frecvență industrială pentru transformatoare de 6kV–500kV
3. Testarea tensiunii de rezistență la curent alternativ pentru tablouri de distribuție GIS și SF6
4. Testarea tensiunii de rezistență la curent alternativ pentru generatoare
5. Testarea tensiunii de rezistență la curent alternativ pentru alte echipamente de înaltă tensiune, cum ar fi barele colectoare, izolațiile izolatoare și transformatoarele de măsură.
Comparație cu echipamentele convenționale:
În condiții de frecvență industrială, dacă obiectul testat are o capacitate mare sau tensiunea de testare necesară este mare, capacitatea de alimentare cu energie a sistemului de testare trebuie să fie, de asemenea, substanțială. Sistemele tradiționale de tensiune de rezistență la frecvență industrială (care utilizează transformatoare de testare de curent alternativ) prezintă adesea componente individuale voluminoase și grele, care sunt dificil de transportat la fața locului; de asemenea, le lipsește flexibilitatea în ceea ce privește configurația și combinarea. În schimb, sistemul de testare rezonant serie cu frecvență variabilă (cu o dimensiune și o greutate de aproximativ 1/3 până la 1/4 din cele ale transformatoarelor de testare tradiționale imersate în ulei) constă dintr-o sursă de alimentare cu frecvență variabilă, un transformator de excitație, o reactanță și un divizor de tensiune. Caracteristicile includ dimensiuni compacte și greutate redusă, deși sistemul implică o construcție complexă, costuri mai mari și cablaje complicate. Testerul portabil de tensiune de rezistență la frecvență industrială de curent alternativ (care cuprinde un transformator de tip uscat...) transformator de testare și o unitate de control) este compactă și ușoară, are o structură simplă și extrem de fiabilă și este convenabilă pentru utilizarea la fața locului.
