短时耐受电路测试检测
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发布时间:2025-07-24 01:23:47 更新时间:2025-07-23 01:23:47
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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短路故障是电力系统中最为严重的故障形式之一,会对电气设备及整个系统造成毁灭性的冲击。短时耐受能力,通常也称作动热稳定电流耐受能力,是衡量电气设备(如断路器、隔离开关、母线槽、成套开关设备、变压器等)在发生短路的极端工况下,能否承受巨大电流产生的电动力(机械应力)和焦耳热(热效应)而不发生永久性损坏的关键性能指标。短时耐受电路测试检测,即是在实验室条件下,模拟真实短路故障发生时的大电流冲击,以科学、规范的方法评估设备在规定的时间(通常是1秒,也有0.5秒、3秒等)内承受该短路电流的能力。这项测试对于保障电力系统安全可靠运行、防止设备在短路时炸裂起火、避免事故扩大化至关重要,是设备型式试验、出厂试验和认证试验的核心项目之一。
短时耐受电路测试的核心检测项目围绕设备在短路电流冲击下的表现展开:
1. 载流能力验证: 验证设备的主电路(包括导体、触头、连接件等)能否在规定的短路电流峰值和有效值下,不因过热而熔焊、烧毁或产生不可接受的变形。
2. 热稳定性(热耐受)评估: 评估设备在短路电流持续时间内,导体及其绝缘材料因焦耳热效应导致的温升是否在允许范围内,避免绝缘失效、材料性能退化或引发火灾。
3. 动稳定性(动耐受/电动力耐受)评估: 评估设备的结构、支撑件、连接件等在巨大短路电流产生的强电磁力(电动力)作用下,是否发生断裂、永久变形、位移过大、触头斥开无法闭合或部件飞出等机械破坏。
4. 绝缘性能验证: 在短路试验后,检查设备的绝缘部件(如套管、绝缘子、相间及对地绝缘)是否仍能承受规定的工频或冲击耐压试验,确保其绝缘性能未因短路冲击而劣化。
5. 外部效应观察: 观察并记录短路试验过程中及试验后是否有电弧喷出、零件飞溅、外壳破裂等可能危及人身或周围设备安全的外部现象。
进行短时耐受电路测试需要大型、精密的专用试验设备系统:
1. 大电流试验系统: 这是核心设备,通常由大容量工频试验变压器、中间变压器、大容量电抗器(用于调节电流波形和限制电流上升率)以及大功率整流器(如进行直流短路试验)等组成的高压大电流电源系统。它能产生高达数十甚至数百千安培(kA)的短路电流。
2. 短路试验站/大电流实验室: 提供具有足够容量和坚固结构的试验场所,配备巨大的铜排系统用于电流传输,以及强大的接地和安全防护设施(如防爆墙、观察窗、远程控制系统)。
3. 电流测量系统:
4. 温度测量系统: 用于实时监测关键部件(如导体、触头、连接点、绝缘材料表面)在短路过程中的温升。常用设备包括:
5. 高速摄像机: 用于捕捉短路过程中的电弧发展、触头运动、机械变形等瞬态现象。
6. 动态应变测量系统: 用于测量关键结构件在短路电动力作用下的应力应变情况。
7. 数据采集系统(DAQ): 高速、高精度的数据采集系统,同步记录来自电流互感器、电压互感器、温度传感器、应变传感器等的所有信号,为分析提供完整数据支撑。
短时耐受电路测试遵循严格的标准化流程:
1. 试验准备: 依据产品标准规定,确定被试品的安装状态、试验参数(如电流峰值Ipk、短时耐受电流有效值Icw、耐受时间t,功率因数等)。连接测量传感器(电流、电压、温度、应变等)。
2. 初始检查: 记录被试品初始状态(外观、尺寸、回路电阻、绝缘电阻等)。
3. 施加短路电流: 合上短路开关,通过大电流试验系统向被试品施加预定的短路电流(通常为预期短路电流)。通过调整电抗器或变压器参数,确保实际施加的电流峰值Ipk和有效值Icw(在规定的耐受时间t内)满足标准要求。试验电流波形应尽可能接近标准规定的特征。
4. 维持与监测: 维持短路电流流过被试品规定的耐受时间(通常为1秒)。在此期间,数据采集系统连续记录所有预设通道的数据(电流、电压、温度、应变、视频等),实时监测设备状态。
5. 分断与恢复: 达到规定时间后,由试验回路中的断路器分断短路电流。系统恢复至零电位。
6. 试验后检查: 冷却后,对被试品进行仔细检查:
7. 耐压试验: 对绝缘性能进行验证(如进行工频耐压或冲击耐压试验)。
8. 结果判定: 综合所有检查、测量数据和记录(波形、视频),依据相关标准判定被试品是否通过短时耐受能力测试。
短时耐受电路测试必须严格遵循国际、国家或行业标准,确保测试结果的权威性和可比性。主要标准包括:
1. IEC标准体系: 这是全球最广泛采用的基础标准。
2. 国家标准: 各国通常等同采用或修改采用IEC标准,或制定自己的国家标准。
3. 行业/产品专用标准: 针对具体类型的产品,会有更详细的规定。
这些标准详细规定了试验条件(如环境温度、安装方式)、试验参数(Ipk, Icw, t, 功率因数/时间常数)、试验回路(单相、三相、主回路、部分回路)、测量要求(精度、采样率)、性能判据(允许温升、允许变形、绝缘耐压要求、外观要求)以及试验报告内容等。严格遵守标准是确保短时耐受能力测试结果有效、可靠、被广泛认可的关键。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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