Испытания комплектных низковольтных распределительных устройств и управляющих устройств системы маги
Испытания комплектных низковольтных распределительных устройств и управляющих устройств системы магистральных шин (шинопровод)
Введение
Системы магистральных шин (шинопроводы) в сочетании с комплектными низковольтными распределительными устройствами (НКРУ) и специализированными управляющими устройствами представляют собой современное, гибкое и эффективное решение для распределения электроэнергии на промышленных предприятиях, в коммерческих зданиях и инфраструктурных объектах. Обеспечение их надежности, безопасности и соответствия проектным характеристикам требует проведения комплексных испытаний на всех этапах – от приемки оборудования до ввода в эксплуатацию и в процессе эксплуатации. Данная статья охватывает ключевые аспекты таких испытаний.
1. Объекты испытаний
Испытаниям подлежат следующие основные компоненты системы:
- Магистральные шинопроводы:
- Токопроводящие шины (фаза, нейтраль, защитный проводник).
- Изоляционные системы (опорные и проходные изоляторы, разделительные перегородки).
- Корпуса и защитные кожухи (степень защиты IP, механическая прочность).
- Комплектующие (соединители, ответвительные коробки, компенсаторы, опорные конструкции).
- Системы дугозащиты (если предусмотрены).
- Низковольтные комплектные распределительные устройства (НКРУ):
- Вводные и секционные панели.
- Распределительные панели (фидерные, групповые).
- Силовые и управляющие ячейки (шкафы).
- Коммутационные аппараты (автоматические выключатели, выключатели-разъединители, предохранители, контакторы).
- Шинопроводы внутри НКРУ (междуячеечные, главные распределительные).
- Системы автоматизации, защиты и управления (реле, приборы учета, контроллеры).
- Элементы внутренней коммутации (клеммы, сборные шины, провода).
- Управляющие устройства системы магистральных шин:
- Контроллеры управления секционированием и переключениями.
- Устройства мониторинга параметров шинопровода (ток, напряжение, температура, состояние изоляции).
- Устройства сигнализации и связи (датчики, интерфейсные модули).
- Программное обеспечение управления.
- Интерфейсы и соединения:
- Соединения между секциями шинопровода.
- Подключения ответвительных устройств к шинопроводу.
- Подключения НКРУ к системе шинопровода.
- Подключения источников питания и нагрузок.
2. Область испытаний
Испытания охватывают проверку широкого спектра характеристик и норм:
- Электрическая прочность изоляции:
- Проверка основной изоляции токоведущих частей относительно земли и между фазами.
- Проверка дополнительной и усиленной изоляции (где требуется).
- Проверка изоляции управляющих цепей.
- Коммутационная способность и стойкость к токам КЗ:
- Проверка отключающей способности автоматических выключателей и предохранителей.
- Проверка стойкости сборных шин и проводников к токам короткого замыкания (электродинамическая и термическая стойкость).
- Проверка функционирования устройств дугозащиты (если установлены).
- Сопротивление электрических цепей:
- Измерение сопротивления постоянному току основных цепей (петля "фаза-нейтраль", "фаза-фаза", цепей защитного заземления).
- Проверка непрерывности защитных проводников.
- Функциональные испытания:
- Проверка правильности работы всех коммутационных аппаратов (включение/отключение, дистанционное управление).
- Проверка правильности работы устройств защиты (токовые отсечки, тепловые расцепители, УЗО/УДТ).
- Проверка работы систем управления и автоматики (АВР, секционирование, сигнализация).
- Проверка взаимодействия управляющих устройств шинопровода с НКРУ и системой верхнего уровня (SCADA).
- Тестирование ПО управления.
- Проверка схем соединений:
- Контроль соответствия реального подключения принципиальным и монтажным схемам (фазировка).
- Механические испытания и проверки:
- Проверка качества сборки, затяжки соединений (моментным ключом).
- Проверка механической стойкости (стойкости к ударам – для некоторых исполнений).
- Проверка степеней защиты оболочки (IP).
- Проверка маркировки и обозначений.
- Испытания на нагрев (тепловые испытания):
- Проверка превышения температуры токоведущих частей, соединений и изоляции при номинальном токе.
- Контроль параметров окружающей среды:
- Проверка соответствия условиям эксплуатации (температура, влажность, запыленность – при необходимости).
3. Методы испытаний
Испытания проводятся с использованием следующих основных методов:
- Визуальный осмотр: Тщательный осмотр оборудования на соответствие проекту, комплектности, отсутствие видимых повреждений, качество монтажа.
- Измерения электрических параметров:
- Мегомметром (испытание изоляции): Приложение постоянного напряжения (500В, 1000В, 2500В в зависимости от номинала) и измерение сопротивления изоляции.
- Микроомметром: Измерение сопротивления постоянному току сборных шин, контактов аппаратов, соединений.
- Мультиметром/Клещами: Измерение напряжений, токов нагрузок, сопротивления цепей заземления (методом падения напряжения или специализированным измерителем).
- Анализатором качества электроэнергии: Фиксация уровней напряжения, тока, частоты, гармоник, симметрии.
- Проверка уставок защиты:
- Первичная инжекция: Подача высокого тока через первичные цепи для проверки срабатывания защит (требует специального оборудования).
- Вторичная инжекция: Подача тока/напряжения на вторичные обмотки трансформаторов тока/напряжения и катушки расцепителей для проверки срабатывания и времени отключения защитных устройств.
- Функциональное тестирование:
- Ручное и дистанционное оперирование аппаратами.
- Имитация аварийных режимов (КЗ, перегрузки, утечки) с помощью тестового оборудования для проверки реакции защит и автоматики.
- Проверка логики работы АВР, контроллеров управления.
- Проверка сигнализации и индикации.
- Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
- Приложение переменного напряжения (обычно 2.5 кВ + 2*Un, но не менее 2 кВ для 1 мин) к основной изоляции для проверки ее электрической прочности.
- Тепловые испытания (испытания на нагрев):
- Подача номинального тока на оборудование в течение времени, достаточного для установления стационарного теплового режима (обычно несколько часов). Измерение температур инфракрасным пирометром (тепловизором) в контрольных точках.
- Контроль цепи защитного заземления:
- Измерение полного сопротивления петли "фаза-нуль" или сопротивления растеканию тока контура заземления (для вводных устройств).
- Программное тестирование:
- Тестирование алгоритмов работы ПО управляющих устройств, проверка связи, чтение/запись параметров.
4. Испытательное оборудование
Для проведения испытаний применяется широкий спектр специализированного оборудования:
- Мегаомметр (измеритель сопротивления изоляции): Для испытаний изоляции.
- Микроомметр: Для измерения малых сопротивлений постоянному току.
- Мультиметр / Токоизмерительные клещи: Для измерения напряжения, тока, сопротивления.
- Набор для проверки УЗО/УДТ: Для проверки тока срабатывания и времени отключения устройств защитного отключения.
- Устройство вторичной инжекции (реле-тестер): Для проверки уставок и времени срабатывания защитных реле и расцепителей автоматических выключателей.
- Устройство первичной инжекции: Для проведения испытаний защит высоким током через первичные цепи.
- Анализатор качества электроэнергии: Для измерения параметров сети (U, I, P, Q, S, гармоники, коэффициент мощности, частоту).
- Испытательный трансформатор / Установка высокого напряжения: Для проведения испытаний изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.
- Тепловизор (инфракрасная камера): Для бесконтактного измерения температуры соединений, токоведущих частей и изоляции при нагрузке или после испытаний на нагрев.
- Измеритель сопротивления заземления / Измеритель полного сопротивления петли "фаза-нуль": Для контроля качества цепи защитного заземления.
- Набор инструментов: Моментные ключи для контроля затяжки соединений, отвертки, плоскогубцы и т.д.
- Переносная нагрузка (реостаты): Для создания нагрузки при тепловых испытаниях (если нет реальной нагрузки достаточной величины).
- Тестовое ПО и интерфейсное оборудование (ноутбуки, конвертеры интерфейсов): Для программирования, настройки и диагностики управляющих устройств и контроллеров.
Заключение
Комплексные испытания комплектных НКРУ и систем магистральных шин являются неотъемлемой частью обеспечения их безопасной, надежной и долговечной эксплуатации. Строгое соблюдение методик испытаний, применение соответствующего поверенного оборудования и проведение работ квалифицированным персоналом гарантируют выявление дефектов монтажа, несоответствия проектным данным и скрытых проблем на ранних стадиях, предотвращая аварии, простои оборудования и связанные с ними финансовые потери. Результатом правильно проведенных испытаний является сертификат или протокол испытаний, подтверждающий соответствие системы требованиям нормативной документации (в первую очередь, серии стандартов IEC 61439-1, IEC 61439-6, IEC 61439-7, ГОСТ Р МЭК 61439 и др.) и проекту, что служит основанием для безопасного ввода объекта в эксплуатацию.
