Analizator wyłączników automatycznych EGIL200

Podczas podłączania enkodera należy przejść do ekranu „Connection” (Połączenie) i wybrać kanał ruchu. W tym miejscu można sprawdzić położenie enkodera w trybie monitorowania. Upewnij się, że enkoder jest ustawiony na około 50% (od 40 do 60%). Większość mechanizmów wyłączników automatycznych nie porusza się o więcej niż 90–100 stopni, dzięki czemu zapewnia to dużą swobodę ruchu w obu kierunkach.  

Uwaga: w przypadku korzystania z cyfrowego enkodera nie ma potrzeby sprawdzania, ponieważ może on obracać się wielokrotnie. 

Przy pierwszym pomiarze, np. przy zwieraniu, należy wybrać sekwencję operacji za pomocą przycisku „Sequence” (Sekwencja) w prawym dolnym rogu ekranu. Aby wykonać drugi zapis tej samej sekwencji (tj. zamknąć), należy zaznaczyć etykietę „Tmg Cls” w menu po lewej stronie okna wykresu, a następnie obrócić przełącznik obrotowy „Operate/Measure” (Działanie/pomiar). 

Drukarka jest wyposażona w diodę LED informującą o różnych sytuacjach. 

• Zielona kontrolka stanu świeci: Warunki normalne 
• Żółta kontrolka miga: 
  • 2 razy: drukarka przegrzewa się; poczekaj, aż ostygnie i spróbuj ponownie; 
  • 3 razy: brak papieru; wymień rolkę drukarki na nową; 
  • 4 razy: zacięcie papieru; otwórz pokrywę i usuń zacięcie. 

Aby wymienić rolkę papieru, delikatnie naciśnij zielony przycisk w górę. Spowoduje to otwarcie pokrywy. Wyjmij starą rolkę i wymień ją na nową, pamiętając o tym, aby przewinąć kilka centymetrów papieru przez szczelinę.  

Uwaga: papier ma przednią i tylną stronę. Jeśli podczas drukowania papier wysunie się całkowicie, otwórz pokrywę i obróć rolkę papieru, tak aby papier był podawany w przeciwnym kierunku. Spróbuj wydrukować ponownie.  

Wiele wyłączników automatycznych (CB), zwłaszcza wyłączniki zaprojektowane przez IEEE, ma schemat przekaźników X-Y dla obwodu zapobiegającego pompowaniu. Obwód ten zaprojektowano w celu ochrony przerywacza/rezystora w przypadku, gdy dwa sygnały sterujące są podawane jednocześnie przez dłuższy czas. Czas zamknięcia jest mierzony od wzbudzenia cewki zwierającej do pierwszego kontaktu metal-metal. Jeśli w obwodzie sterowania znajduje się przekaźnik X, należy odjąć czas zasilania przekaźnika X od całkowitego czasu zamknięcia.  

Uwaga: do pomiaru przekaźnika X można użyć styku pomocniczego (Timing Aux).  

Sprawdź wszystkie połączenia przewodów pomiaru czasu zarówno do wyłącznika, jak i analizatora. Jeśli w miejscu połączenia występuje utlenianie lub smar, spróbuj wypolerować obszar, w którym łączą się zaciski. Sprawdzić nacisk sprężyny zacisków przewodu pomiaru czasu.  

Powolna praca z prawidłową prędkością oznacza problem z napięciem roboczym, cewką lub systemem zatrzasku. Najpierw sprawdź napięcie robocze podczas pracy, aby upewnić się, że jest ono bliskie wartości nominalnej. Jeśli napięcie robocze jest prawidłowe, wykonaj czynności serwisowe systemu zatrzaskowego, czyszcząc i smarując w razie potrzeby — w przeciwnym razie konieczna będzie wymiana cewki. Więcej informacji na temat pomiaru natężenia prądu cewki można znaleźć w części poświęconej interpretacji wyników.  

Powtórz pomiar przy napięciu nominalnym. Zmierz napięcie w trakcie testu, aby sprawdzić, czy źródło napięcia jest odpowiednie. 

W nowoczesnych wyłącznikach czas styku mierzony jest w milisekundach. W starszych wyłącznikach może być on określony w cyklach. Oceniane styki obejmują styki główne, styki rezystora i styki pomocnicze. Podczas pomiaru czasu wykonywanych jest pięć różnych operacji lub sekwencji: zamknięcie, otwarcie, zamknięcie-otwarcie, otwarcie-zamknięcie (ponowne zamknięcie) i otwarcie-zamknięcie-otwarcie.  

Główne styki są odpowiedzialne za przewodzenie prądu, gdy wyłącznik jest zamknięty i, co najważniejsze, wygaszanie łuku i zapobieganie ponownemu uderzeniu, gdy wyłącznik rozwiera obwód w celu wyeliminowania usterki. Styki rezystora załączającego rozpraszają wszelkie przepięcia, które mogą wystąpić po zamknięciu wyłączników wysokiego napięcia podłączonych do długich przewodów przesyłowych. Rezystory wyłączające są stosowane w starszych wyłącznikach automatycznych obwodu przedmuchu powietrza w celu ochrony głównych styków podczas rozwierania. Rezystory załączające i wyłączające są często określane akronimem PIR. Styki pomocnicze (AUX) to styki w obwodzie sterowania, które informują wyłącznik, w jakim stanie się znajduje, i pomagają kontrolować jego działanie.  

Wartości znamionowe wyłącznika automatycznego są ustalane w cyklach, co określa czas potrzebny do usunięcia usterki. Czas otwarcia styków będzie krótszy niż czas znamionowy wyłącznika, ponieważ czas otwarcia styków to czas, w którym styki faktycznie się rozłączają. Podczas pracy, gdy styki się rozłączą, nadal istnieje łuk elektryczny wypełniający szczelinę między stykami, który musi zostać zgaszony. Czas otwarcia styku powinien być krótszy niż 1/2 do 2/3 znamionowego czasu przerwania wyłącznika, a czasy zamknięcia są zazwyczaj dłuższe niż czasy otwarcia. Różnica czasu między trzema fazami, znana jako rozrzut biegunów lub jednoczesność między fazami, powinna być mniejsza niż 1/6 cyklu dla operacji rozwierania i mniejsza niż 1/4 cyklu dla operacji zwierania, zgodnie z normami IEC62271-100 i IEEE C37.09. Jeśli wyłącznik ma wiele przerw w jednej fazie, wszystkie powinny działać niemal jednocześnie. Jeśli jeden styk działa szybciej niż pozostałe, wówczas na jednej przerwie będzie występować znacznie wyższe napięcie niż na pozostałych, powodując usterkę. Norma IEC wymaga tolerancji poniżej 1/8 cyklu, podczas gdy IEEE dopuszcza 1/6 cyklu dla tego rozrzutu wewnątrzbiegunowego. Nawet przy wartościach granicznych określonych przez IEEE i IEC jednoczesność większości wyłączników automatycznych jest często określana na 2 ms lub mniej. Odbicie styku jest również mierzone za pomocą kanałów pomiaru czasu. Odbicie styku jest mierzone w czasie (ms) i często pojawia się podczas operacji zwierania. Nadmierne odbicie oznacza osłabienie nacisku sprężyny na styki.

Rezystory załączające (PIR) są używane w połączeniu z głównymi stykami przy zwieraniu. Rezystor jest wsuwany jako pierwszy, aby rozproszyć przepięcia, po czym następuje zadziałanie głównych styków; następnie styk rezystora jest albo zwierany, albo usuwany z obwodu. Głównym parametrem do oceny jest czas wsuwania rezystora. Jest to czas, przez jaki styk rezystora znajduje się w obwodzie przed zamknięciem głównych styków. Typowy czas wsunięcia rezystora wynosi od połowy cyklu do pełnego cyklu. Jeśli styk główny jest szybszy niż styk rezystora, wyłącznik nie działa prawidłowo.  

Styki pomocnicze (AUX) służą do sterowania wyłącznikiem i informowania o jego stanie. Styki A podążają za stanem styków głównych, tzn. jeśli wyłącznik jest otwarty, styk A jest otwarty, a jeśli wyłącznik jest zamknięty, styk A jest zamknięty. Styki B są zgodne z przeciwnym stanem wyłącznika, tzn. styk B jest zamknięty, gdy wyłącznik jest otwarty i odwrotnie. Nie ma ogólnych limitów czasowych dla różnicy między stykiem AUX a działaniem styku głównego. Jednak nadal ważne jest, aby zrozumieć i sprawdzić ich działanie oraz porównać je z poprzednimi wynikami. Styki AUX zapobiegają zbyt długiemu wzbudzaniu cewek zwierających i rozwierających oraz ich przepaleniu. Styki AUX mogą również sterować czasem zatrzymania styku, tj. czasem zamknięcia głównych styków podczas operacji zwierania/rozwierania.  

Krzywa ruchu dostarcza więcej informacji niż jakikolwiek inny pomiar podczas wykonywania analizy czasu i ruchu. Ważne jest, aby zrozumieć, czy wyłącznik automatyczny działa prawidłowo. Aby zmierzyć ruch, należy podłączyć enkoder ruchu do wyłącznika automatycznego, który mierzy położenie mechanizmu lub styków w funkcji czasu. Enkoder mierzy odległość kątową lub liniową. Pomiary kątowe są często konwertowane na odległość liniową za pomocą stałej konwersji lub tabeli konwersji. Pomiar liniowy można również przeliczyć za pomocą współczynnika. Celem jest przełożenie ruchu enkodera na rzeczywisty ruch styków i określenie skoku styków głównych. Na podstawie skoku można obliczyć różne parametry. Jeśli nie jest dostępna stała konwersji lub tabela, skok i powiązane parametry mogą być nadal oceniane, ale mogą być niezgodne ze specyfikacjami producenta.  

Prędkość jest mierzona zarówno podczas zwierania, jak i rozwierania. Najbardziej krytycznym parametrem do pomiaru na wyłączniku automatycznym jest prędkość rozwarcia styków. Wyłącznik wysokiego napięcia jest zaprojektowany do przerywania określonego prądu zwarciowego; wymaga to pracy z określoną prędkością w celu wytworzenia odpowiedniego strumienia chłodzącego powietrza, oleju lub gazu, w zależności od typu wyłącznika. Strumień ten chłodzi łuk elektryczny wystarczająco, aby przerwać prąd przy następnym przejściu przez zero. Prędkość jest obliczana pomiędzy dwoma punktami na krzywej ruchu. Istnieją różne sposoby wyboru punktów obliczania prędkości, z których najczęstsze to dotknięcie/separacja i czas przed/po lub w odległościach poniżej pozycji zamkniętej lub otwartej.  

Powyższa krzywa ruchu przedstawia operację zwierania/rozwierania. Skok styków jest mierzony od pozycji „spoczynkowej otwartej” do pozycji „spoczynkowej zamkniętej”. Gdy wyłącznik zwiera obwód, styki przesuwają się poza pozycję zamknięcia; jest to określane jako przemieszczenie poza punkt zadziałania wyłącznika. Po przemieszczeniu poza punkt zadziałania wyłącznika styki mogą przesunąć się poza pozycję spoczynkową zamkniętą (w kierunku otwarcia); jest to parametr odbicia. Parametry te (tj. skok, przemieszczenie poza punkt zadziałania wyłącznika i odbicie) są również mierzone w trybie otwartym, ale odnoszą się do pozycji „spoczynkowej otwartej”, a nie do pozycji zamkniętej.  

Operacja rozwierania na powyższym wykresie przedstawia zarówno przemieszczenie poza punkt zadziałania wyłącznika, jak i odbicie. Wykres wskazuje, gdzie styki stykają się i rozdzielają. Odległość od zetknięcia/oddzielenia do pozycji spoczynkowej zamkniętej jest określana jako przetarcie lub penetracja. Odległość, na której gaśnie łuk elektryczny wyłącznika, nazywana jest strefą wyładowania łukowego. Jest to pozycja na krzywej, w której należy obliczyć prędkość ruchu, o której mowa powyżej. Ponieważ operacje rozwierania odbywają się przy dużych prędkościach, często stosuje się tłumik, aby spowolnić mechanizm pod koniec skoku. Położenie, w którym działa tłumik, określa się mianem strefy tłumienia. W wielu wyłącznikach można mierzyć tłumienie na podstawie krzywej ruchu. Niektóre wyłączniki mogą jednak wymagać podłączenia oddzielnego enkodera do pomiaru tłumienia. Tłumienie można mierzyć zarówno podczas rozwierania, jak i zwierania. Tłumienie może mieć parametry odległości lub czasu powiązane z krzywą.  

Skok wyłącznika jest bardzo mały w przypadku wyłączników próżniowych, około 10–20 mm, i wzrasta w zakresie 100–200 mm w przypadku wyłączników SF6, z dłuższymi skokami wymaganymi dla wyższych napięć. Starsze wyłączniki olejowe mogą mieć długość skoku powyżej 500 mm. Porównując skok dwóch różnych wyłączników, powinny one mieścić się w zakresie kilku mm, o ile są tego samego typu i wykorzystują ten sam mechanizm. Jeśli nie można znaleźć żadnych ograniczeń, można porównać przemieszczenie poza punkt zadziałania wyłącznika i odbicie ze skokiem wyłącznika; powinny one wynosić poniżej około 5% całkowitego skoku. Każde nadmierne odbicie lub przemieszczenie poza punkt zadziałania wyłącznika należy zbadać, aby zapobiec dalszemu uszkodzeniu styków i mechanizmu operacyjnego; często przyczyną jest wadliwy tłumik. 

Pomiar napięcia roboczego i natężenia prądu cewki w rutynowy sposób może pomóc w wykrywaniu potencjalnych problemów mechanicznych i/lub elektrycznych w cewkach uruchamiających na długo przed pojawieniem się ich jako rzeczywistych usterek. Główna analiza koncentruje się na przebiegu natężenia prądu cewki; przebieg napięcia sterującego będzie odzwierciedlał krzywą natężenia prądu podczas pracy. Podstawowym parametrem oceny napięcia jest minimalne napięcie osiągane podczas pracy. Maksymalne natężenie prądu cewki (jeśli jest to dozwolone do osiągnięcia najwyższej wartości) jest bezpośrednią funkcją rezystancji cewki i napięcia włączającego.  

Po dostarczeniu napięcia do cewki krzywa natężenia prądu początkowo wykazuje proste przejście, którego szybkość wzrostu zależy od charakterystyki elektrycznej cewki i napięcia zasilania (punkty od 1 do 2). Gdy twornik cewki (który uruchamia zatrzask na obudowie mechanizmu sterującego) zaczyna się poruszać, zmienia się zależność elektryczna i natężenie prądu cewki spada (punkty od 3 do 5). Od tego momentu układ cewki i zatrzasku zakończył swoją funkcję uwalniania zgromadzonej energii w mechanizmie. Gdy twornik osiąga mechaniczne położenie końcowe, natężenie prądu cewki wzrasta do wartości proporcjonalnej do napięcia cewki (punkty od 5 do 8). Następnie styk pomocniczy rozwiera obwód, a natężenie prądu cewki spada do zera wraz ze spadkiem prądu spowodowanym indukcyjnością w obwodzie (punkty od 8 do 9).

Wartość szczytowa pierwszego dolnego szczytu prądowego jest związana z w pełni nasyconym prądem cewki (prąd maksymalny), a zależność ta daje wskazanie rozrzutu do najniższego napięcia wyzwalającego. Jeśli cewka osiągnie maksymalny prąd przed rozpoczęciem ruchu twornika i zatrzasku, wyłącznik nie zostanie wyłączony. Jeśli wartość szczytowa zmienia się w stosunku do poprzednich pomiarów, pierwszą rzeczą do sprawdzenia jest napięcie sterujące i minimalna wartość, jaką osiąga podczas pracy. Należy jednak pamiętać, że związek między dwiema wartościami szczytowymi natężenia prądu zmienia się, szczególnie w zależności od temperatury. Dotyczy to również najniższego napięcia wyzwalającego. Jeśli czas między punktami od 3 do 5 wydłuża się lub krzywa przesuwa się w górę lub w dół w tym obszarze, oznacza to wadliwy zatrzask lub cewkę. Najczęstszą przyczyną jest brak smarowania w systemie zatrzasków; zaleca się oczyszczenie i nasmarowanie zatrzasku.  

OSTRZEŻENIE: Podczas wykonywania jakichkolwiek czynności konserwacyjnych należy postępować zgodnie z protokołami bezpieczeństwa wyłącznika automatycznego. Zasilanie sterujące wyłącznika musi być wyłączone, a energia mechanizmu musi zostać rozładowana lub zablokowana przed przystąpieniem do konserwacji.  

Jeśli układ zatrzasku jest prawidłowo nasmarowany, następnym krokiem jest sprawdzenie rezystancji cewek zwierających i rozwierających, aby upewnić się, że są one sprawne, i wymienić je w razie potrzeby.   

Poniższe tabele wskazują typowe tryby awarii związane z pomiarami czasu i ruchu wyłączników wysokiego napięcia oraz możliwymi rozwiązaniami problemu.  

OSTRZEŻENIE: Podczas wykonywania jakichkolwiek czynności konserwacyjnych należy postępować zgodnie z protokołami bezpieczeństwa wyłącznika automatycznego. Zasilanie sterujące wyłącznika musi być wyłączone, a energia mechanizmu musi zostać rozładowana lub zablokowana przed przystąpieniem do konserwacji.

Pomiary w mikroomach, powszechnie nazywane pomiarami rezystancji statycznej (SRM) lub cyfrowymi testami omomierza o niskiej rezystancji (DLRO) (czasami nazywane także testami Ducter™), są wykonywane na wyłączniku automatycznym przy zamkniętych stykach w celu wykrycia możliwego zużycia lub uszkodzenia głównych styków. Jeśli rezystancja styków głównych jest zbyt wysoka, wystąpi nadmierne nagrzewanie, które może spowodować uszkodzenie wyłącznika. Typowe wartości wynoszą poniżej 50 μΩ dla wyłączników dystrybucyjnych i przesyłowych, podczas gdy wartości dla wyłączników generatorów często wynoszą poniżej 10 μΩ. Jeśli wartość jest nieprawidłowo wysoka, konieczne może być kilkukrotne powtórzenie testu lub podanie prądu przez 30–45 s w celu „wypalenia” styków; pomoże to usunąć wszelkie utlenienie lub smar, który może znajdować się na stykach. Wyniki pomiarów w mikroomach dla wszystkich trzech faz powinny mieścić się w granicach 50%, a wszelkie wartości odstające należy zbadać. Zawsze sprawdzaj, czy połączenia są prawidłowe, i ponawiaj testy, gdy wartości są wysokie. Norma IEC wymaga zastosowania prądu testowego o natężeniu co najmniej 50 A, natomiast norma IEEE wymaga prądu o natężeniu co najmniej 100 A.