7. Испытания
Испытания для ограничителей ABB соответствуют международным рекомендациям: Стандарту IEC 99-4 действительному для металлоксидных ограничителей перенапряжений с ноября 1991 [6]; Стандарту USA Norm ANSI 62.11, 1987-го года [7], который совпадает со стандартом IEC. СН ограничители производства ABB соответствуют обоим стандартам.
Испытания подразделяются на заводские испытания, типовые испытания и приемо-сдаточные испытания.
7.1 Типовые испытания
Типовые испытания выполняют после завершения разработки ограничителя. Они являются доказательством соответствия ограничителя действующим нормам. СН ограничители подвергаются следующим испытаниям:
Испытания изоляционной прочности корпуса ограничителя: эти испытания демонстрируют, что внешняя изоляция корпуса отвечает требованиям, предъявляемым к изоляции по напряжению.
Измерение остающегося напряжения: Их функцией является подтверждение того, что уровень ограничения ограничителя не превышает гарантируемых значений.
Испытание импульсом тока большой продолжительности: это испытание выполняется, чтобы доказать, что МО резисторы противостоят возможным диэлектрическим и энергетическим нагрузкам без пробоя, перегорания и разрушения.
Испытание на ускоренное старение: в этом испытании сопротивления подвержены температуре 115 °С в течение 1000 часов с напряжением выше Uc. При этом контролируется возможный рост потерь мощности в резисторе в течение срока службы ограничителя. Под сроком службы понимается период в 110 лет, согласно [7]. В течение этого времени ограничители ABB не демонстрируют никакого увеличения потерь мощности: поэтому можно утверждать, что они не подвержены никакому процессу старения.
Проверка функционирования: в этом испытании имеют значение следующие критерии:
• Опорный ток Iref
Это - пиковое значение активной составляющей тока, при котором измерено опорное напряжение. Iref должен быть достаточно большим, чтобы на измерение не повлияла паразитная емкость компонентов ограничителя. Значение Iref должно быть определено изготовителем. Для ограничителей ABB определены следующие значения Iref:
1.4 mA для MVB, MVK, MVD 2.2 mA для MWB, MWK, MWD 5.0 mA для типа MWA
• Опорное напряжение Uref
Оно определено, как напряжение рабочей частоты на ограничителе, через который протекает ток Iref. Uref определено максимальным значением напряжения, деленным на л/2.
• Номинальное напряжение Ur
Это - самое высокое допустимое действующее значение напряжения промышленной частоты, для которого ограничитель предназначен и разработан с тем, чтобы корректно работать в условиях кратковременных перенапряжений, как установлено этими испытаниями. Ur определяется поставщиком ограничителя и имеет значение около 1.25 х Uc. Напряжения Ur и Uc, приложенные в конце испытания, должны быть соответственно увеличены, если:
• резисторы демонстрируют увеличение потерь мощности при испытании
на ускоренное старение;
• опорное напряжение испытательного образца больше, чем гарантируе
мое минимальное значение для ограничителя.
Испытания на проверку функционирования служат доказательством тепловой стабильности ограничителей. Испытание выполняется в два приема. Сначала создаются необходимые условия для резисторов. Этого достигают, прикладывая к ним напряжение равное 1.2 х Uc. К этому напряжению прилагают 20 импульсов номинального разрядного тока. Затем резисторы устанавливаются в корпус ограничителя и нагружаются первым импульсом высокого тока. После того, как испытуемый образец охладился, его нагревают вторично до температуры 60 °С и нагружают вторым импульсом высокого тока. Не позже, чем через 100 ms после второго импульса, на испытуемый образец подают напряжение промышленной частоты Ur на 10 с и затем Uc в течение 30 минут. Последняя стадия испытаний должна демонстрировать, останется испытуемый образец термически устойчивым или нет.
Ограничитель считается прошедшим испытание, если:
- тепловая стабильность не была нарушена;
- изменения остающегося напряжения, измеренном до и после испытания, не превышают 5 %;
- экспертиза не выявляет никаких следов пробоя, перегорания или деформации сопротивлений.
Временные характеристики напряжения промышленной частоты: это испытание служит для того, чтобы подтвердить экспериментальным путем кривую на Рис. 3, которая вообще доказана математически. Следовательно, испытание служит доказательством достаточной устойчивости ограничителя против кратковременных перенапряжений.
Испытание сброса давления: это испытание устройства сброса давления; испытания доказывают, что корпус ограничителя может выдержать ток короткого замыкания без разрушений при определенных испытательных условиях. Все ограничители ABB имеют устройства сброса давления.
Испытание искусственным загрязнением: это испытание демонстрирует, что внутренние части ограничителя не испытывают повреждений из-за внешних, посторонних условий покрытия. При этом, в частности, наблюдается повышенный нагрев активных частей, вызванный неравномерным распределением напряжения по загрязненной внешней изоляции.
7.2 Рабочие испытания
Рабочие испытания выполняются для каждого ограничителя или его частей (например, для сопротивлений), чтобы установить соответствие изделия требованиям спецификаций проекта.
Измерение опорного напряжения: измеренное значение опорного напряжения Uref должно находиться в пределах штатного допустимого диапазона, заявленного изготовителем. Нижний предел Uref гарантирует тепловую стабильность ограничителя. Более высокое значение Uref финального испытания ограничителя определенного типа означает меньшие потери мощности при Uc и поэтому более высокую стабильность работы сети.
Измерение остающегося напряжения: этот тест доказывает, что гарантируемый уровень ограничения ОПН на отдельных резисторах при номинальном токе ограничителя не был превышен. Остающееся напряжение может измеряться на отдельных резисторах при номинальном токе ограничителя.
Измерение частичных разрядов: это испытание служит доказательством отсутствия в ограничителе частичных разрядов. Измерение производится при напряжении, равном 1.05 х Uc на собранном ограничителе. Согласно IEC [6] допускается уровень частичных разрядов < 50 рС. Ограничители производства ABB проверены более строго и их уровень должен находиться в пределах 5 рС.
Измерение утечки: это испытание доказывает герметичность фарфорового корпуса, заключающего в себе активную часть ограничителя. Это испытание не выполняется для кремнеполимерных ограничителей, потому что их активная часть непосредственно герметизирована кремнеполимером.
В дополнение к испытаниям, рекомендуемым МЭК, ограничители СН производства ABB подвержены еще двум следующим испытаниям:
- Измерение непрерывного тока при Uc для каждого ограничителя.
- На ускоренное старение проверяют по крайней мере два резистора из каждой произведенной партии более 300 часов. Этот тест является гарантией того, что в каждой сборке ограничителя используются только резисторы без признаков процесса старения.
7.3 Приемо-сдаточные испытания
Если приемо-сдаточные испытания предусмотрены во время заказа, для определенного количества поставляемых ограничителей (количество ограничителей, которые нужно проверить, определяют, беря корень кубический от общего количества поставленных ограничителей и округляя полученное значение до целого числа), выполняются следующие испытания:
- Измерение опорного напряжения
- Измерение остающегося напряжения ограничителя при номинальном
разрядном токе - Измерение уровня частичных разрядов при 1.05 xUc с более строгим
нормативом испытания < 5 рС, по сравнению с нормами МЭК.
