Pomiary wyłączników izolacyjnych WN

• Czy rezystory PIR są podłączone równolegle do styków głównych wyłączników izolacyjnych?

  Tak. Rezystor typu PIR działa w układzie zasilania najsprawniej, gdy jego styki zwierają się jako pierwsze i stanowią jedyny zestyk elektryczny w obwodzie, po czym zwierają się styki główne. Wówczas rezystor i styk główny zamykają obwód jednocześnie i w układzie równoległym. W takich warunkach styki główne przenoszą większą część natężenia prądu, ponieważ ich rezystancję liczy się w mikroomach. Rezystancja rezystora sięga rzędu 10 kiloomów (konkretna wartość zależy od konstrukcji aparatury). Istnieją różne rodzaje konstrukcji wyłączników izolacyjnych, lecz większość z nich przewiduje rozwarcie styków rezystora wkrótce po zwarciu styków głównych (czas ten wynosi kilka milisekund). Istnieją odmiany konstrukcji, w których rezystor pozostaje zwarty z obwodem wraz z wyłącznikiem izolacyjnym.

• Czy rezystor PIR pozostaje pod napięciem po zwarciu wyłącznika?

  Zależy to od konstrukcji samego wyłącznika izolacyjnego. W niektórych ich odmianach rezystor zwiera się jako pierwszy, po czym rozwiera dość szybko po zwarciu styków głównych. W innych przypadkach rezystor PIR pozostaje zwarty wraz ze stykiem głównym.

• Czy istnieją normy prowadzenia pomiarów na wyłącznikach izolacyjnych?

  Tak, przede wszystkim dwie wymienione poniżej:
  1. IEEE C37.09 IEEE Standard Test Procedure for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis (Normatywna procedura IEEE pomiaru wyłączników izolacyjnych WN prądu zmiennego o znamionach prądu symetrycznego).

  2. IEC 62271-100 High-voltage switchgear and controlgear – Part 100: Alternating-current circuit-breakers (Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza — Część 100: Wyłączniki wysokiego napięcia prądu przemiennego)

• Czy testery wyłączników izolacyjnych nadają się do pomiarów na przekaźnikach 50/51?

  Nie. Pomiar przekaźników 50/51 wymaga zestawu probierczego zadającego natężenie wtórne. Firma Megger oferuje odpowiednie zestawy do pomiarów przekaźników.

• Czy mogę instalować wyłączniki z kadzią izolowaną w układach łączeniowych dwóch niezależnych obwodów z trzema wyłącznikami izolacyjnymi?

  Tak, wyłącznik z kadzią izolowaną nadaje się do takiej aplikacji. Warunki technologiczne takiej konfiguracji łączeniowej dopuszczają montaż wyłącznika z kadzią izolowaną lub uziemioną. Należy jednak starannie dobrać odpowiednie parametry konstrukcyjne układu, w tym wymiary fizyczne urządzeń, liczbę i wielkość przekładników prądowych, itp.

• Czy NETA wymaga próby ruchu łączeniowego?

  Zależy to od rodzaju wyłącznika izolacyjnego. W przypadku wyłączników izolacyjnych z izolacją pod umiarkowaną próżnią, analiza ruchu łączeniowego i jego drogi nie jest konieczna, choć zaleca się ją. Analiza ruchu łączeniowego i jego drogi jest obowiązkowa w przypadku wyłączników olejowych i SF6. Wynika to z przepisów normy NETA ATS-2013 i MTS 2011.

• Jak wykrywa się wyciek SF6 z wyłączników izolacyjnych?

  Istnieje kilka metod wykrywania wycieku SF6. Jedna z nich polega na pracy z detektorem tego gazu, którego końcówką pomiarową omiata się okolice wyłącznika. Jeżeli gaz uchodzi, detektor zasygnalizuje to dźwiękiem. Istnieją też specjalistyczne kamery na podczerwień do wykrywania wycieków SF6.

• Jak należy testować wyłączniki izolacyjne?

  Istnieje zbiór zasadniczych pomiarów, które wykonuje się niezależnie od rodzaju czy konstrukcji wyłącznika. Obejmuje on pomiar natężenia prądu na cewce, napięcia na podstacji, rezystancji styków i czasu kontaktowania i długości drogi łączeniowej styków. Na podstawie wartości tych pomiarów wyznacza się konkretne parametry badanych wyłączników. W tym przypadku zasadnicza różnica między wyłącznikiem próżniowym a wyłącznikami SF6 lub nadprądowymi jest taka, że w przypadku tych drugich ich skok łączeniowy jest znacznie krótszy.

• Jeżeli producent wyłącznika nie podał przeliczników do analizy ruchu łączeniowego, to czy powinienem opracować jego analizę?

  Tak. Nawet jeśli nie masz odpowiedniego przelicznika ani tabeli przeliczeniowej, powinieneś zapisać wynik pomiaru długości drogi ruchu łączeniowego w ramach oceny charakterystyki pracy wyłącznika izolacyjnego. Co prawda w takiej sytuacji nie wyznaczysz poprawnie prędkości operacji łączeniowej styków, ale będziesz mógł wyznaczać jej zmiany w funkcji czasu eksploatacji. Znając długość drogi ruchu łączeniowego możesz wyznaczyć uproszczony przelicznik, przyjmując, że kąt całkowity lub droga całkowitego ruchu łączeniowego jest równa skokowi łączeniowemu wyłącznika izolacyjnego. Pamiętaj, że trzeba w tej sytuacji założyć, iż badany wyłącznik izolacyjny pracuje prawidłowo w chwili pomiaru. Jeśli tak jest, możesz przyjąć wyznaczone wartości do kolejnych pomiarów aparatury. Możesz również uwzględnić inne parametry, m.in. długość przemieszczenia poza punkt zadziałania, odbicie
  i prześlizg styków w postaci odsetka całkowitego skoku łączeniowego, i na tej podstawie ustalić, czy trzeba wyregulować amortyzację pracy mechanizmu sterowania wyłącznikiem.

• Czy pomiar prędkości zadziałania ma jakieś znaczenie w przypadku wyłączników próżniowych w sieciach rozdzielczych?

  Tak. Prędkość zadziałania jest bardzo ważnym parametrem każdego wyłącznika izolacyjnego. W pomiarach wyłączników próżniowych często pomija się ich ruch łączeniowy, a tym samym prędkość zadziałania. Zdarza się także, że producent wyłącznika izolacyjnego nie podaje wartości prędkości zadziałania. Nie zmienia to faktu, iż prędkość zadziałania jest istotnym parametrem, którego zmiany możesz śledzić w czasie eksploatacji, aby sprawdzić, czy wyłącznik działa prawidłowo. Jeśli producent wyłącznika nie podał prędkości jego zadziałania, sprawdź, czy podał wartości skoku łączeniowego i długości przemieszczenia poza punkt zadziałania.

• Czy istnieje norma elektrotechniczna wyznaczania częstotliwości i rodzajów pomiarów wyłączników izolacyjnych?

  Nie istnieje norma branżowa określająca częstotliwość ani rodzaje pomiarów przewidzianych dla wyłączników izolacyjnych. Zależą one od rodzaju wyłącznika, jego producenta i aplikacji. Jeśli chcesz opracować harmonogram utrzymania i pomiarów wyłącznika, zapoznaj się z jego DTR. Częstotliwość prowadzenia pomiarów zależy od rodzaju wyłącznika izolacyjnego i może wynosić 1, 3, 5 lub nawet 10 lat.

• Wielu producentów twierdzi, że pomiary ruchu łączeniowego wyłączników próżniowych nie są konieczne. Czy mają rację?

  Nie, nie mają. Pomiar długości drogi ruchu łączeniowego daje bardzo wiele informacji
  o stanie badanego wyłącznika izolacyjnego. Jednym z najczęściej wysuwanych argumentów przeciwko pomiarowi ruchu łączeniowego wyłączników próżniowych jest to, że skok styków jest na tyle krótki, iż lepiej jest mierzyć go parą sprawdzianów szczękowych przy pełnym rozwarciu styków przełącznika w porównaniu z ich położeniem zwartym, zaś prędkość ruchu łączeniowego wyłącznika można sprawdzić na podstawie czasu kontaktowania. Jednakże rezygnując z pomiaru ruchu łączeniowego nie poznasz cennych informacji o faktycznym zachowaniu się wyłącznika izolacyjnego, ani nie dowiesz, na ile duża jest długość przemieszczenia poza punkt jego zadziałania lub droga jego odbicia. Jeśli parametry te są za duże, wyłącznik może ulec uszkodzeniu podczas operacji łączeniowej lub nie zadziałać, gdy powinien. Parametry te można łatwo wyregulować na instalacji, zaś zakresy ich tolerancji powinny znajdować się na tabliczce znamionowej wyłącznika.

• Czy należy mierzyć wartość współczynnika mocy na wyłącznikach izolacyjnych SF6?

  Zagadnienie to jest przedmiotem częstych sporów. Jeżeli wyłącznik izolacyjny ma kondensatory stopniujące, do których możesz podłączyć układ pomiarowy (jest tak np. w przypadku wyłączników z kadzią izolowaną), to należy sprawdzić ich współczynniki mocy. Większość producentów nie zaleca pomiaru współczynnika mocy na wyłącznikach SF6 z kadzią izolowaną. Jeśli chcesz sprawdzić jakość gazu SF6, czyli skuteczność izolacji wyłącznika, powinieneś zmierzyć zawartość wilgoci i czystość czynnika.

  Istnieją opracowania dowodzące, że pomiar współczynnika mocy umożliwia diagnozowanie pewnych usterek styków wyłączników izolacyjnych. Dlatego też niektórzy operatorzy sieci energetycznych i dostawcy energii elektrycznej propagują, a także prowadzą takie pomiary na wyłącznikach SF6. Jeżeli chcesz zmierzyć wartość współczynnika mocy na wyłączniku izolacyjnym SF6, to pamiętaj, że wartości reaktancji pojemnościowej będą bardzo niskie. Powinieneś skupić się również na pomiarze spadku mocy czynnej (w watach) oraz na wielkości prądu upływowego. Możesz również wykonać pomiar stanu izolacji porcelanowej i elementów izolacji zewnętrznej wyłącznika.

• Czym jest amortyzator wyłącznika?

  Wyłącznik izolacyjny wykonuje ruchy łączeniowe (zwarcia i rozwarcia obwodu) z bardzo dużą prędkością. Mechanizm przerywacza pod koniec ruchu łączeniowego musi bardzo szybko wytracić prędkość, aby nie ulec uszkodzeniu. Prędkość wytraca się za pomocą tzw. amortyzatora, który pochłania część energii kinetycznej ruchu łączeniowego, spowalniając mechanizm przerywacza, gdy osiąga kraniec zakresu ruchu. Amortyzatory takie montuje się często na kierunku rozwarcia mechanizmu wyłącznika, aczkolwiek istnieją wyłączniki wyposażone w amortyzatory po obu stronach, tj. rozwarcia i zwarcia styków.

• Na czym polega pomiar rezystancji dynamicznej (DRM) wyłącznika izolacyjnego?

  Pomiar rezystancji dynamicznej wykonuje się w zakresie mikroomów z jednoczesnym pomiarem czasu i drogi ruchu łączeniowego wyłącznika izolacyjnego. Na podstawie jego wyników można określić stan zestyków opalnych wyłącznika SF6.

• Czym różni się kondensator sprzęgający od kondensatora stopniującego w wyłączniku izolacyjnym?

  Kondensator sprzęgający zmniejsza prędkość narastania przejściowego napięcia powrotnego na wyłączniku oraz ogranicza przepięcie wywołane zwarciem zbliżeniowym w torze o niskiej kapacytancji. Kondensator stopniujący daje równomierny rozkład wysokiego napięcia.

  Kondensatory te łączy się równolegle z przerywaczami. Kondensatory sprzęgające spotyka się zwykle w niektórych wyłącznikach z kadzią uziemioną, zaś kondensatory stopniujące występują w wyłącznikach z kadzią izolowaną.

• Ile wynosi minimalny dopuszczalny czas ponownego włączenia (zwarcia) wyłącznika izolacyjnego?

  Minimalny czas ponownego włączenia wynosi 0,3 sekundy (300 ms) wedle wytycznych normy IEEE C37.04 1999.

• Jakie parametry należy mierzyć badając stan techniczny wyłącznika izolacyjnego?

  Producent wyłącznika automatycznego określa zwykle listę parametrów wymagających pomiarów oraz zakresy ich prawidłowych wartości. Parametry i zakresy ich prawidłowych wartości zależą od konstrukcji (rodzaju) wyłącznika. Jeśli jednak dane te są niedostępne, należy zmierzyć przynajmniej:

  1. Czas kontaktowania
  2. Maksymalną różnicę czasu kontaktowania między fazami
  3. Skok łączeniowy
  4. Długość przemieszczenia poza punkt zadziałania
  5. Odbicie
  6. Prędkość ruchu łączeniowego
  7. Natężenie prądu cewki
  8. Napięcie na podstacji
  9. Rezystancję styków
• Który przetwornik jest dokładniejszy, obrotowy czy liniowy?

  Żaden z nich nie jest sam w sobie dokładniejszy. To, który rodzaj przetwornika nadaje się lepiej do danej aplikacji, zależy od konstrukcji wyłącznika izolacyjnego lub jego mechanizmu. Najlepszy sposób podłączenia należy dobrać do badanego rodzaju wyłącznika, zaś jego wykonanie należy sprawdzić w instrukcji lub konsultując się z producentem.

• Gdzie zdobędę więcej informacji o wyłącznikach izolacyjnych i ich badaniach?

  Więcej informacji znajdziesz w przewodniku Megger po pomiarach wyłączników WN, który możesz pobrać z naszej strony internetowej, a także w naszych artykułach technicznych.

• W którym miejscu powinienem podłączyć przetwornik?

  Podłącz przetwornik w takim miejscu, do którego łatwo się dostać i w którym będzie się on przemieszczał wraz z przerywaczami. Przetwornik powinien spoczywać na solidnej (litej) metalowej powierzchni, tak, aby nie drgał podczas operacji łączeniowych. Im bliżej przerywacza zamontujesz przetwornik bez kontaktu z jego połączeniami mechanicznymi, tym dokładniej wyznaczysz drogę ruchu łączeniowego mechanizmu. Gdy wybierzesz już najlepsze miejsce do montażu przetwornika, używaj go w kolejnych pomiarach, aby precyzyjnie wyznaczać zmiany wartości mierzonej w czasie.