مقدمه

در این فصل نحوه انجام آزمون‌های استاندارد برق‌گیرها، جهت حصول اطمینان از کار صحیح و مورد انتظار آن‌ها تشریح می‌گردد.

3-1- الزامات عمومی

3-1-1- دستگاه اندا زهگیري و دقت1

دستگاه هاي اندازه گیري باید نیازمندیهاي ارائه شـده درIEC شـماره 3-60060 را بـرآورده سـازند. دقـت مقـادیر به دست آمـدهمی‌بایستی به‌منظور برآورده کردن شرایط آزمون مربوط به خود درحد قابل قبول باشد.

در کلیه آزمون‌های با ولتاژهاي فرکانس قدرت، به جز جاهایی که مستقیماً به آن اشاره می‌گردد، باید از ولتاژ متنـاوب بـا فرکـانسبین تا84 62 هرتز و با شکل موج تقریباً سینوسی استفاده نمود.

3-1-2- اندا زهگیري هاي ولتاژ مبنا

در مواقع نیاز، ولتاژ مبناي یک برق‌گیر در جریان مبناي آن و بر روي واحدها و بخشهاي برق‌گیر اندازه گیري می‌شود. انـدازهگی ـري باید در دماي محیط 15±20 درجه سانتی‌گراد انجام گیرد و این دما در موقع اندازه گیري باید ثبت گردد. به‌عنوان یـک تقریـب قابـلقبول، مقدار پیک مؤلفه مقاومتی جریان می‌تواند متناظر با مقدار لحظه‌ای جریان در لحظه پیک ولتاژ در نظر گرفته شود.

3-1-3- نمو نه‌های آزمون

بجز موارد ویژه، کلیه آزمون‌ها باید بر روي برق‌گیرها، بخشهاي برق‌گیر یا واحدهاي برق‌گیر یکسان صورت گیرند. آن‌ها باید نو و تمیز بوده و کاملاً مونتاژ شوند (به‌عنوان مثال همراه با حلقه‌های یکنواخت کننده میدان در صورت استفاده شدن) به‌طوري کـه شـرایطآزمون تا حد ممکن نزدیک به شرایط سرویس واقعی باشد.

وقتیکه آزمون‌ها بر روي بخشها انجام می‌گیرند لازم است که آن‌ها رفتار برق‌گیر کامل را با توجه به یک آزمون ویژه نشان دهند.

نمونه هایی که براي آزمون تخلیه خط و آزمون دوره کاري انتخاب می‌گردند باید داراي کمترین ولتـاژ مبنـا در محـدوده تغییـراتاعلام شده توسط سازنده باشند. علاوه بر این در مورد برق‌گیرهای چند ستونه بیشترین مقدار توزیع نامناسب جریان باید در نظر گرفتهشود. بدین منظور موارد زیر می‌بایستی رعایت شوند:

ـ اگر نسبت ولتاژ نامی برق‌گیر کامل به ولتاژ نامی یک بخش برق‌گیر به‌صورتn تعریف گردد، حجم المان‌های مقاومتی مورد استفادهبه‌عنوان نمونه هاي آزمون نباید بزرگ‌تر از حداقل حجم کلیه المان‌های مقاومتی مورد استفاده در یک برق‌گیر کامل، تقسیم بر n باشد.

ـ ولتاژ مبناي بخش مورد آزمون باید معادل باKUR/n باشد که در آن K نسبت میان حداقل ولتاژ مبناي یک برق‌گیر و ولتاژ نامی آن

است. در حالتی که Uref> KUR/n است، براي یک نمونه آزمون فراهم شده، فاکتور n باید مطابق آن کاهش یابـد (در حـالتی کـه

1. Measuring equipment and accuracy

Uref <KUR/n است برق‌گیر ممکن است انرژي زیادي جذب کند. بخشهایی از ایـن نـوع را تنهـا پـس از کسـب موافقـت سـازندهمی‌توان مورد استفاده قرار داد).

ـ براي برق‌گیرهای چند ستونه، می‌بایستی توزیع جریان میان ستون‌های برق‌گیر، براي موج ضربه جریان استفاده شده در آزمون توزیـعجریان (رجوع کنید به بند 3-3) مشخص گردد. بیشترین مقدار جریان نباید بزرگ‌تر از حداکثر حد مجاز مشخص شده توسط سـازندهباشد.

3-2- آزمون‌های نوعی

به‌منظور برخورداري برق‌گیر از کلیه مشخصات الکتریکی مورد نظر در طراحی نظیر ولتاژ نامی، ولتاژ بـاقی مانـده، جریـان تخلیـهنامی، ظرفیت جذب انرژي، تحمل حرارتی و غیره، آزمون‌های نوعی انجام می‌گیرند. به عبارت دیگر آزمون‌های نوعی شـامل آزمونهـايمتعدد به‌منظور اطمینان از کمیات نامی برق‌گیر می‌باشند. این آزمون‌ها عبارت‌اند از:

- آزمون‌های تحمل عایقی: این آزمون‌ها جهت اثبات توانایی محفظه برق‌گیر در تحمل تنش‌های ولتـاژي تحـت شـرایط مرطـوب وخشک انجام می‌گیرند.

- آزمون‌های ولتاژ باقیمانده: این آزمون‌ها جهت اثبات سطوح حفاظتی برق‌گیر صورت می‌گیرند.

- آزمون تحمل موج ضربه جریان طولانی مدت. این آزمون جهت اثبات توانایی المان‌های برق‌گیر در تحمـل تنش‌های عـایقی وانرژي ممکنه بدون بروز قوس الکتریکی یا سوراخ شدن، انجام می‌گیرد.

- آزمون‌های دوره کاري: این آزمون‌ها جهت اثبات پایداري حرارتی برق‌گیر تحت شرایط مشخص اجرا میگردند.

- آزمون قطعکننده برق‌گیر : براي برق‌گیرهایی که مجهز به قطع کننده میباشند این آزمون‌ها جهت اثبات عملکرد صحیح قط عکننـدهانجام می‌گیرد.

- آزمون دریچه اطمینان (براي برق‌گیرهایی که مجهز به این وسیله می‌باشند): این آزمون جهت اثبات توانایی محفظـه برق‌گیر درتحمل جریان‌های اتصال کوتاه بدون منفجر شدن محفظه، تحت شرایط مشخص صورت می‌گیرد.

- آزمون آلودگی مصنوعی: این آزمون نشان می‌دهد که آیا اجزاي داخلی برق‌گیر شامل سیستم توزیع ولتاژ داخلی قادر هستند بدون هر گونه صدمه دیدگی آلودگی را تحمل کنند و در عین حال در عایق خارجی قوسی رخ ندهد یا خیر.

- آزمون تخلیه جزئی: این آزمون جهت اندازه گیري تخلیه‌های جزئی داخلی صورت می‌گیرد. (رجـوع کنیـد بـه بنـد “ج” بخـش

.(2-4-3

- آزمون توز یع جریان در برق‌گیرهای چند ستونه: این آزمون جهت تعیین جریان عبوري از هر ستون از مقاومت‌های موازي وقتی که هیچگونه اتصال الکتریکی مابین ستونها وجود ندارد صورت می‌گیرد. (رجوع کنید به بند “هـ” بخش 3-4-2).

- آزمون ممان خمشی: این آزمون جهت اثبات توانایی برق‌گیر در مقابل مقادیر بارهـاي خمشـی ارائـه شـده توسـط سـازنده ارائـهمی‌گردد.

- برق‌گیرهایی که تنها در روشهاي سوار شدن یا قرار گرفتن روي سازه نگهدارنده متفاوت هستند و در سـایر مـوارد داراي اجـزايیکسان و ساختمان مشابه اند، مشخصه‌های عملکرد یکسانی از لحاظ وضعیت‌های اتلاف حرارت و اتمسـفر داخلـی دارا بـوده و ازاینرو به‌صورت یکسان در نظر گرفته می‌شوند.

3-2-1- آزمون‌های تحمل عایقی محفظه برق‌گیر

این آزمون‌ها ظرفیت تحمل ولتاژي عایق محفظه خارجی برق‌گیر را اثبات می‌کنند. براي سایر طراحی ها، آزمون باید بر اساس توافق میان سازنده و خریدار صورت گیرد.

سطح خارجی قسمت‌های عایقی باید کاملاً تمیز باشد. قسمت‌های داخلی برداشته می‌شوند یا به‌گونه‌ای منتقل می‌شوند کـه امکـانانجام این آزمون‌ها فراهم گردد.

3-2-1-1- آزمون‌ها بر روي محفظه یک واحد منفرد1

آزمون‌های قابل اجرا بر روي محفظه برق‌گیر باید بر روي طولانی‌ترین محفظه برق‌گیر صورت گیرند. اگر این محفظه قادر به نشاندادن بیشترین تنش ولتاژي مشخص در واحد طول نباشد، آزمون‌های اضافی دیگري باید بر روي محفظه واحدي کـه داراي بیشـترینتنش ولتاژي مشخص است، صورت گیرد. به‌منظور فراهم کردن یک توزیع خطی براي ولتـاژ در امتـداد محـور برق‌گیر، قسـمتهايداخلی می‌تواند با یک آرایش معادل (مانند المان‌های توزیع کننده میدان) جایگزین گردند.

3-2-1-2- شرایط محیطی در حین آزمون‌ها

ولتاژي که در حین آزمون تحمل عایقی می‌بایستی به مقره اعمال شود، از حاصلضـرب یـک ولتـاژ تحمـل مشـخص در ضـریبتصحیح شرایط محیطی به دست می آید. این ضریب در واقع ترکیبی از دو ضریب مربوط به چگالی و رطوبت هوا در شرایط آزمون بودهکه در پیوست 3-2() روش محاسبه آن آمده است. تصحیح مربوط به رطوبت هوا براي انجام آزمون‌های خشک نباید انجام گیرد.

3-2-1-3- روش آزمون تحت شرایط مرطوب

عایق خارجی برق‌گیرهای بیرونی باید مطابق با استانداردIEC شماره 60060-1 تحت آزمون‌های تحمـل عـایقی تحـت شـرایطمرطوب قرار گیرند.

3-2-1-4- آزمون ولتاژ موج ضربه صاعقه

برق‌گیرها باید مطابق با استاندارد IEC شماره 60060-1 تحت آزمون ولتاژ موج ضربه صاعقه در شرایط خشک قرار گیرند.

پانزده موج ضربه پی درپی در مقدار ولتاژ آزمون می‌بایستی براي هر پلاریته اعمال گردد. برق‌گیر با موفقیت آزمون را پشت سر گذاشته است، اگر هیچگونه تخلیه مخرب داخلی اتفاق نیفتد و اگر تعداد تخلیه‌های مخرب بیرونی بیش از دو مورد (در هر سري پـانزده تـاییاز موج ضربه) نباشد. مقدار ولتاژ آزمون باید معادل با سطح حفاظتی برق‌گیر در برابر موج ضربه صاعقه ضربدر عدد 3/1 باشد.

.1 Tests on individual unit housing

اگر فاصله قوس زنی خشک 1 یا مجموع فواصل جزئی قوس زنی خش ک2 بزرگ‌تر از مقدار ولتاژ آزمون تقسیم بر 500 کیلوولـت بـر متـرباشد این آزمون مورد نیاز نخواهد بود.

3-2-1-5- آزمون ولتاژ موج ضربه کلید زنی

برق‌گیرهای 10 و 20 کیلو آمپر با ولتاژهاي نامی 200 کیلوولت و بالاتر باید مطـابق بـا اسـتانداردIEC شـماره 1-60060 تحـتآزمون ولتاژ موج ضربه کلید زنی قرار گیرند. برق‌گیرهای بیرونی باید در شرایط مرطوب و برق‌گیرهای داخلـی بایـد در شـرایط خشـکمورد آزمون قرار گیرند.

پانزده موج ضربه پی درپی در مقدار ولتاژ آزمون باید براي هر پلاریته اعمال گردند. برق‌گیر با موفقیت آزمون را پشت سر گذاشـتهاست، اگر هیچ گونه تخلیه مخرب داخلی صورت نگرفته باشد و اگر تعداد تخلیه‌های مخرب خارجی بیش از دو مـورد (در هـر سـريپانزده تایی از موج ضربه) نباشد. ولتاژ آزمون باید معادل با سطح حفاظتی برق‌گیر در برابر موج ضربه کلید زنی ضربدر عدد 25/1 باشد.

3-2-1-6- آزمون ولتاژ فرکانس قدرت

محفظه برق‌گیرهای بیرونی باید در شرایط مرطوب و محفظه برق‌گیرهای داخلی باید در شرایط خشک مورد آزمون واقع گردند.

محفظه برق‌گیرهای 5 کیلو آمپر باید ولتاژ فرکانس قدرت با مقدار پیکی معادل با سطح حفاظت برق‌گیر در برابر موج ضربه صاعقه ضربدر عدد 88/0 را براي مدت زمان تداوم یک دقیقه تحمل کنند.

محفظه برق‌گیرهای 10 و 20 کیلو آمپر با ولتاژهاي نامی کمتر از 200 کیلوولت باید ولتاژ فرکانس قدرت با مقدار پیکی معـادل بـاسطح حفاظت برق‌گیر در برابر موج ضربه کلید زنی ضربدر عدد 06/1 را براي مدت زمان تداوم یک دقیقه تحمل کنند.

3-2-2- آزمون‌های ولتاژ باقیمانده

3-2-2-1- کلیات

هدف از آزمون نوعی ولتاژهاي باقیمانده به دست آوردن حـداکثر ولتاژهـاي باقیمانـده برق‌گیر در ازاي جریانهـا و شـکل موجهـايمشخص می‌باشد. این مقادیر، از داده هاي آزمون نوعی و حداکثر ولتاژ باقیمانده در یک جریان ضربه صاعقه مشـخص کـه از آزمـونجاري به دست آمده است حاصل می‌گردد. موج ضربه صاعقه می‌تواند در محدوده 01/0 تا 2 برابر جریان تخلیه نـامی (بر اساس روشانجام آزمون جاري انتخاب شده توسط سازنده) باشد.

حداکثر ولتاژ باقیمانده یک برق‌گیر در ازاي هر جریان و شکل موج داده شده از طریق ضرب ولتاژ باقیمانده بخشهاي مورد آزمـونقرار گرفته در حین آزمون‌های نوعی در ضریب مقیاس ویژه‌ای محاسبه می‌گردد. این ضریب مقیـاس برابـر بـا نسـبت حـداکثر ولتـاژباقیمانده اعلام شده از سوي سازنده (که در حین انجام آزمون‌های جاري کنترل می‌گردد) به ولتاژ باقیمانده اندازه گیري شده بخشـهايبرقگیر در یک جریان و شکل موج مشابه می‌باشد.

1. Dry arcing distance

.2 Partial dry arcing distance

کلیه آزمون‌های ولتاژ باقیمانده باید بر روي سه نمونه یکسان از برق‌گیرهای کامل یا بخشهاي برق‌گیر انجـام گیرنـد. زمـان میـانتخلیه ها باید مناسب باشد تا اینکه به نمونه ها اجازه داده شود که به دماي تقریبی محیط باز گردنـد. بـراي برق‌گیرهای چنـد سـتونه، آزمون ممکن است بر روي بخشهاي ساخته شده تنها از یک ستون صورت گیرد. ولتاژهاي باقیمانده آنگاه به ازاي جریانی معـادل بـامجموع جریان‌های جاري شده در برق‌گیر کامل تقسیم بر تعداد ستونها اندازه گیري می‌شوند.