EGIL200-analysator för effektbrytare
Om produkten
EGIL200-analysatorn för högspänningsbrytare har tagits fram som svar på krav på en prisvärd brytaranalysator i mellanklassen som är snabb och enkel att använda. Fokus i utvecklingen av EGIL200 har varit användarvänlighet, och att säkerställa att den tid som krävs för att konfigurera mätningar hålls till ett minimum. I snabbtestläget finns alla relevanta inställningar på en skärm, redo att väljas och sedan börja testa.
Det här mångsidiga instrumentet är perfekt för att testa högspänningsbrytare med hög och medelhög spänning i ställverk och industriella tillämpningar, och har en mängd olika funktioner. Alla rekommenderade mätningar som anges i standarderna IEEE C37 och IEC 62271 ingår.
EGIL200 är baserad på teknik som används i Meggers marknadsledande EGIL- och TM-serie av brytaranalysatorer och kombinerar deras användarvänlighet med många av deras andra funktioner som har gjort dem så populära. Bland funktionerna finns tidmätning av PIR-kontakter och PIR-motståndmätningar, som är noggranna även i brusiga miljöer, tack vare tekniken med aktiv störningsdämpning.
Andra viktiga funktioner i EGIL200 är möjligheten att skapa rapporter med ett klick. Du kan ladda upp resultat till en PDF-fil eller skicka dem direkt till en valfri integrerad skrivare. EGIL200-enhetens robusta konstruktion gör den lämplig för användning även under de mest krävande förhållandena på plats.
Anslutningen till testobjektet har också effektiviserats, så du behöver bara ansluta testledningarna en gång för att utföra alla följande mätningar eller åtgärder:
- Tidmätning för huvud- och PIR-kontakter
- Spolströmanalys av en till- och två från-spolar
- Mätning av stationsspänning
- Rörelsemätningar
- Resistansmätning, statisk och dynamisk
- Mätning av motorström
- Test av minsta inkopplingsspänning för manöverspolar
EGIL200 kan levereras i versioner som är förkonfigurerade för standardtillämpningar, t.ex. test av mellan- och högspänningsbrytare, eller i en helt anpassningsbar konfiguration med stöd för upp till fyra brytställen per fas och tre analoga ingångar.
Relaterade produkter
Tolka testresultat
En tids- och rörelseanalys verifierar att en högspänningsbrytare fungerar korrekt. Det säkerställer att brytaren kan bryta bort ett fel inom några cykler. Om kretsbrytaren inte har manövrerats på månader eller år måste den kunna användas omedelbart. Det bästa sättet att utvärdera tidsresultat är att jämföra de uppmätta värdena med tillverkarens specifikationer. Specifikationerna ska finnas i kretsbrytarens handbok eller i en checklista för driftsättning. Fabrikstestrapporter medföljer ofta brytaren. De innehåller specifikationer eller en baslinje som du kan jämföra resultatet med.
Om tillverkarens specifikationer eller referensresultat inte är tillgängliga
- måste en inledande detaljerad mätning utföras för att skapa en ny baslinje. När ett kraftnät har flera brytare av samma typ kan du generera nominella värden med statistiskt relevanta toleransband för jämförelse och justering av eventuella avvikelser efter behov.
- kan informationen nedan användas som allmänna riktlinjer men gäller inte alla brytare
Kontakttiderna mäts i millisekunder i moderna brytare. På äldre brytare kan de anges i cykler. De kontakter som man utvärderar är huvudkontakter, motståndskontakter (PIR) och hjälpkontakter. Fem olika åtgärder eller sekvenser utförs under tidmätningen: Till, Från, Till-Från, Från-Till (Till igen) och Från-Till-Från.
Huvudkontakternas funktion är att leda strömmen när brytaren är stängd och, viktigast av allt, släcka ljusbågen och förhindra en återtändning när brytaren öppnas för att koppla bort ett fel. Kontakter för förkopplingsmotstånd avleder alla överspänningar som kan uppstå vid stängning av högspänningsbrytare som är anslutna till långa överföringsledningar. Efterkopplingsmotstånd används på äldre tryckluftbrytare för att skydda huvudkontakterna under öppning. Både för- och efterkopplingsmotstånd betecknas av akronymen PIR. Hjälpkontakterna (AUX) är kontakter i manöverdonet som informerar brytaren om vilket tillstånd den är i och hjälper till att styra dess funktion.
Brytaren klassificeras i cykler och dessa anger hur lång tid det tar för brytaren att återställa ett fel. De från-kontakttiderna är kortare än märktiden för brytaren eftersom från-kontakttiden är när kontakterna faktiskt separeras. När kontakterna separeras finns det fortfarande en ljusbåge mellan kontakterna som måste släckas. Från-kontakttiden ska vara mindre än 1/2 till 2/3 av den nominella fråntiden för brytaren, och till-tiderna är i allmänhet längre än öppningstiderna. Tidsskillnaden mellan de tre faserna, som kallas samtidighet mellan faser, ska vara mindre än 1/6 av en cykel för frånmanöver och mindre än 1/4 av en cykel för tillmanöver, enligt både IEC62271-100 och IEEE C37.09. Om brytaren har flera brytningar inom en fas ska dessa ske nästan samtidigt. Om en kontakt är snabbare än de andra får en brytning betydligt högre spänning jämfört med de andra, vilket orsakar fel. En tolerans på mindre än 1/8 av en cykel krävs av IEC, medan IEEE tillåter 1/6 av en cykel för denna intrapoliga spridning. Även med de gränser som anges av IEEE och IEC anges ofta samtidigheten hos de flesta brytare till 2 ms eller mindre. Kontaktstuds mäts också med tidskanalerna. Kontaktstuds mäts i tid (ms) och kan ofta förekomma vid stängningsåtgärder. Kraftig studs indikerar att fjädertrycket i kontakterna försvagats.
Förkopplingsmotstånd (PIR) används med huvudkontakterna vid stängning. Motståndet kopplas in för att avleda överspänningar och sedan följer huvudkontakterna. Därefter är motståndskontakten antingen kortsluten eller borttagen från strömbanan. Huvudparametern som ska utvärderas är motståndets inkopplingstid, vilket är hur länge motståndskontakten är inkopplad innan huvudkontakterna stängs. Typiska inkopplingstider för motstånd är mellan en halv cykel och en hel cykel. Om huvudkontakten är snabbare än motståndskontakten fungerar inte brytaren korrekt.
Hjälpkontakter (AUX) används för att styra brytaren och informera om dess tillstånd. A-kontakterna följer huvudkontakternas status, dvs. om brytaren är öppen är A-kontakten öppen och om brytaren är stängd är A-kontakten stängd. B-kontakterna följer brytarens motsatta status, dvs. B-kontakten är stängd när brytaren är öppen och tvärtom. Det finns inga generella gränser för tidsskillnaden mellan hjälpkontakt- och huvudkontaktsfunktion. Det är dock viktigt att förstå och kontrollera deras funktion och jämföra dem med tidigare resultat. Hjälpkontakterna förhindrar att de stängda och öppna spolarna får ström för länge och bränns sönder. Hjälpkontakter kan också styra kontakttiden, dvs. den tid som huvudkontakterna är stängda vid en Till-Från-manöver.
Rörelsekurvan ger dig mer information än någon annan mätning vid tid- och rörelseanalyser. Det är viktigt att du förstår om en brytare fungerar som den ska eller inte. För att mäta rörelse ansluter du en rörelsegivare till brytaren, som mäter mekanismens eller kontakternas position i förhållande till tid. Givaren mäter antingen ett vinkelavstånd eller ett linjärt avstånd. Vinkelmätningarna konverteras ofta till ett linjärt avstånd med en konverteringskonstant eller konverteringstabell. En linjär mätning kan också konverteras med ett förhållande. Målet är att omvandla givarens rörelse till kontakternas faktiska rörelse och fastställa huvudkontakternas slaglängd och position m.a.p. tid. Du kan beräkna olika parametrar utifrån slaglängden. Om det inte finns en tillgänglig konverteringskonstant eller konverteringstabell kan slaglängden och relaterade parametrar fortfarande utvärderas, men utvärderingen kanske inte överensstämmer med tillverkarens specifikationer.
Hastigheten mäts för både från- och tillmanövrar. Den viktigaste parametern att mäta på brytaren är kontakternas hastighet vid frånmanöver. En högspänningsbrytare är utformad för att bryta en specifik kortslutningsström. Detta kräver frånmanöver med specifik hastighet för att bygga upp tillräcklig avkylning med en ström av luft, olja eller gas, beroende på brytartyp. Den här strömmen kyler ned ljusbågen tillräckligt för att bryta strömmen vid nästa nollgenomgång. Hastigheten beräknas mellan två punkter på rörelsekurvan. Det finns olika sätt att välja punkterna för hastighetsberäkning. Det vanligaste är kontaktslutning/kontaktseparation och en tidpunkt före/efter eller ett avstånd under vilande slutet läge eller över vilande öppet läge.
Rörelsekurvan ovan representerar en från-till-manöver. Kontaktens slaglängd mäts från vilande öppet läge till vilande stängt läge. När brytaren sluts rör sig kontakterna förbi det stängda läget, vilket kallas för överrörelse. Efter överrörelse kan kontakterna röra sig förbi det vilande stängda läget (mot öppet läge). Detta är återstudsparametern. Dessa parametrar (t.ex. slaglängd, överrörelse och återstuds) mäts också vid frånmanöver men refereras till vilande öppet läge i motsats till stängt läge.
Frånmanövern i diagrammet ovan visar både överrörelse och återstuds. Diagrammet visar var kontakterna ansluter och separeras. Avståndet från kontaktslutning/kontaktseparation till vilande stängt läge kallas för kontaktväg eller penetration. Det avstånd inom vilken brytarens ljusbåge släcks kallas ljusbågszonen. Det här är den position på kurvan där du vill beräkna frånhastigheten som nämns ovan. Eftersom frånmanövrar sker i höga hastigheter används ofta en dämpare för att sakta ned mekanismen i slutet av rörelsen. Läget där dämparen är aktiv kallas dämpningszonen. I många brytare kan du mäta dämpning från rörelsekurvan. Du kan dock behöva ansluta en separat givare för att mäta dämpningen för vissa brytare. Du kan mäta dämpningen för både från- och tillmanövrar. Dämpningen kan ha avstånds- eller tidsparametrar kopplade till kurvan.
Högspänningsbrytarens slaglängd är mycket liten för vakuumbrytare, cirka 10–20 mm, medan SF6-strömbrytare har ett större område på 100–200 mm, eftersom högre spänning behöver längre slag. Äldre bulkoljekretsbrytare kan ha slaglängder upp mot 1000 mm. Om du jämför slaglängden för två olika brytare bör de vara inom några mm från varandra så länge de är av samma typ och använder samma mekanism. Om du inte hittar några gränser kan du jämföra överrörelsen och återstudsen med brytarens slaglängd. De bör vara under cirka 5 % av den totala slaglängden. All överdriven återstuds eller överrörelse ska undersökas för att förhindra ytterligare skador på kontakter och manöverdon. Detta beror vanligtvis på ett fel på dämparen.
Genom att mäta driftspänning och spolström regelbundet kan du upptäcka potentiella mekaniska och elektriska problem i manöverspolarna långt innan problemen leder till faktiska fel. Huvudanalysen fokuserar på spolens strömkurva. Styrspänningskurvan visar den aktuella kurvan under drift. Den primära parametern för utvärdering av spänningen är den lägsta spänning som uppnåtts under drift. Spolens maximala ström (om den tillåts nå dess högsta värde) är en direkt funktion av spolens motstånd och aktiveringsspänning.
När du ansluter en spänning över en spole visar strömkurvan först en rak övergång vars stigning beror på spolens elektriska egenskaper och matningsspänningen (punkt 1 till 2). När spolens ankare (som aktiverar spärren på manövermekanismens energipaket) börjar röra sig ändras de elektriska förhållandena och spolströmmen sjunker (punkt 3–5). Från och med nu har spolen och spärrsystemet slutfört sin funktion för att frigöra den lagrade energin i mekanismen. När ankaret når sitt mekaniska ändläge stiger spolströmmen i proportion till spolspänningen (punkt 5–8). Hjälpkontakten öppnar sedan kretsen och spolströmmen sjunker till noll med en strömminskning som orsakas av kretsens induktans (punkt 8–9).
Toppvärdet för den första nedre strömtoppen är relaterat till den helt mättade spolströmmen (maximal ström), och detta förhållande ger en indikation på spridningen till den lägsta utlösningsspänningen. Om spolen skulle uppnå sin maximala ström innan ankaret och spärren börjar röra sig kan inte brytaren lösas ut. Om den här toppen ändras med hänsyn till tidigare mätningar ska du börja med att kontrollera styrspänningen och dess lägsta värde under drift. Det är dock viktigt att notera att förhållandet mellan de två strömtopparna varierar, i synnerhet utifrån temperatur. Detta gäller även den lägsta utlösningsspänningen. Om tiden mellan punkterna 3 och 5 ökar eller om kurvan rör sig uppåt eller nedåt inom det här området är det en indikation på en felaktig spärr eller spole. Den vanligaste orsaken är brist på smörjning i spärrsystemet. Rengöring och smörjning av spärren rekommenderas.
VARNING! Följ säkerhetsföreskrifterna för brytaren vid underhåll. Stationsspänningen till brytaren måste vara avstängd och mekanismens energi måste laddas ur eller blockeras före underhåll.
Om spärrsystemet är korrekt smörjt är nästa steg att kontrollera motståndet i de stängda och öppna spolarna för att se till att de fungerar korrekt och byta ut dem vid behov.
Tabellerna nedan visar typiska fellägen som är kopplade till tids- och rörelsemätningar på högspänningsbrytare och möjliga lösningar på problemen.
VARNING! Följ säkerhetsföreskrifterna för brytaren vid underhåll. Manöverspänning till brytaren måste vara avstängd och mekanismens energi måste laddas ur eller blockeras före underhåll.
| Close Time | Open Time | Damping Time | Charging Motor | Possible cause of failure condition |
|---|---|---|---|---|
| Faster/Slower | Normal | Normal | Normal | Change in characteristic of the closing system. Latching system is binding. |
| Faster | Normal | Normal | Normal | Spring charging system used for closing is defective. |
| Slower | Normal | Normal | Normal | Spring charging system used for closing is defective. |
| Normal | Slower | Normal | Normal | Change in characteristic of the closing system. Latching system is binding. |
| Faster | Slower | Normal/Slower | Normal/Slower | Reduced force exerted by opening springs. One of the opening springs is broken. |
| Slower | Slower | Normal/Slower | Normal/Slower | Increased friction throughout the entire breaker caused by (for example) corrosion in the linkage system. |
| Normal | Faster | Normal | Normal | Malfunctioning puffer system or extremely low SF6- pressure |
| Normal | Normal | Faster | Faster | Damaged opening damper. Not enough oil in the dashpot. |
| Normal | Normal | Slower | Slower | Damaged opening damper. Increased friction in the dashpot. |
| Tested parameter | Result |
|---|---|
| Coil current | Varies with coil resistance and control voltage. |
| Control voltage | Increased voltage drop indicates increased resistance of the coil supply cables. Must be measured in order to obtain traceability of coil current measurements and timing measurements. |
| Coil resistance | A change could indicate a burned coil or a short circuit between winding turns. Can be calculated from control voltage and peak current. |
| Armature stop time | Increased time indicates increased mechanical resistance in latch system or coil armature. |
| Armature start current | Increased current indicates increased mechanical resistance in coil armature. Gives an indication of the lowest operation voltage (coil pick up). |
| Max motor current | Varies with winding resistance, supply voltage and applied force. Start current not considered. |
| Motor voltage | Increased voltage drop indicates increased resistance in the motor supply cables. |
| Spring charge motor start time | Closing time of auxiliary contact for the spring charge motor. |
| Spring charge motor stop time | Increased time shows e.g. higher mechanical friction. |
Mätningar av kontaktmotstånd, även kallade för statiska motståndsmätningar (SRM), utförs på kretsbrytaren när kontakterna är stängda för att upptäcka eventuell försämring eller skada i huvudkontakterna. Om huvudkontakternas motstånd är för högt leder det till värmeutveckling, vilket kan orsaka skador på kretsbrytaren. Typiska värden är under 50 μΩ på moderna brytare för distribution och överföring, medan värden för generatorns kretsbrytare ofta är under 10 μΩ. Om värdet är onormalt högt kan du behöva upprepa testet flera gånger eller tillämpa ström under 30–45 sekunder för att ”köra in” kontakterna, så att den tvingar igenom eventuell oxidering eller fett på kontakterna. Mikroohm-testresultaten för alla tre faserna ska skilja sig åt med högst 50 % och alla avvikelser ska undersökas. Kontrollera alltid att anslutningarna är korrekta och utför testet igen när värdena är höga. Enligt IEC ska en testström vara på minst 50 A och enligt IEEE ska den vara på minst 100 A.
Med DRM-mätningar kan ljusbågkontaktens längd i SF6-brytare beräknas på ett tillförlitligt sätt utan att demontera brytaren. I SF6-brytare är ljusbågskontakten vanligen tillverkad av Wolfram (volfram). Denna kontakt bränns av och blir kortare för varje brytning av lastströmmen.
Tester utförs genom att injicera likström genom brytarens huvudkontakt och mäta spänningsfallet och strömmen medan brytaren är i drift. Brytaranalysatorn beräknar och plottar sedan resistansen som en funktion av tiden. Om kontaktrörelsen registreras samtidigt kan du läsa av resistansen vid varje kontaktposition. Den här metoden används för kontaktdiagnos och i vissa fall även för att mäta tider.
En tillförlitlig DRM-tolkning kräver hög testström och en brytaranalysator med god mätupplösning och Meggers brytaranalysatorer har båda.
DRM är en tillförlitlig metod för att uppskatta längden/slitaget på den ljusbågsformade kontakten. SDRM ger hög strömstyrka och EGIL200 ger en exakt mätning med mycket god upplösning, 16,1 mm i fallet ovan.
