10 лучших практик по проведению надежных испытаний автоматических выключателей MCCB на стенде.

Реальная проблема качества: Согласно менеджеру по качеству в ООО по производству панелей, после тестирования 500 MCCB было сделано следующее заключение: “Мы прошли все рутинные тесты. Однако, по поводу интермиттирующих сбоев термозащиты у нас было 12 отказов на месте после установки.” Причина, по которой уровни отказов термозащиты были упущены на испытательном стенде; дельта/вариация не тестировались, так как тест проводился только при 25 градусах Цельсия.

Ан Испытательный стенд MCCB Это не базовая станция go/no-go, а скорее такая, которая имеет дополнительные обязанности. Ответственность испытательного стенда заключается в правильном тестировании автоматических выключателей с корпусом (номинальные диапазоны от 10A до 1600A; способность отключения до 150kA) путем точного измерения термокалибровки, порога магнитного срабатывания, изоляции и механической прочности при различных температурах. Руководство предоставляет 10 лучших практик для различения испытательного стенда MCCB, соответствующего качеству, от базового соответствующего испытательного стенда. Эти лучшие практики основаны на IEC 60947-2 и производственных данных с высокопроизводительных линий.

Данное руководство охватывает следующие темы:

• Четыре практики подготовки к тестированию (окружающая среда, калибровка, документация, безопасность)
• Три основные практики тестирования (термальная, магнитная, изоляция/диэлектрик)
• Две практики для данных и непрерывного улучшения
• Одна общая практика для долгосрочной надежности
• Часто задаваемые вопросы о тестировании MCCB (электрические, не медицинские)

Практики подготовки к тестированию (1–4)

Контролируйте температуру окружающей среды в пределах ±5°C

Тестирование термозащиты MCCB осуществляется с помощью биметаллических полос, которые используют ток для генерации тепла, но скорость, с которой работает биметаллическая полоса, зависит не только от количества протекающего тока, но и от температуры окружающего воздуха. Испытательный стенд, который слишком близко расположен к печи или на который падает прямой солнечный свет, будет предоставлять ненадежные данные. Оптимальная среда для тестирования биметаллических устройств срабатывания — это температурный диапазон 25°C ±5°C, с использованием регистраторов данных для мониторинга температуры испытательной зоны и применения любых корректирующих факторов к тесту для учета температуры вне этого диапазона. Многие высокопроизводительные производственные линии имеют специализированные испытательные стенды в контролируемом по температуре помещении для тестирования MCCB.

Калибруйте источники тока и датчики каждые 6 месяцев

При наличии ошибки +5% в тестовом токе приемлемая разница во времени срабатывания не будет сгенерирована. Вы должны проверить точность источника инъекции первичного тока с использованием отслеживаемого эталонного амперметра (точность ±0.5%) при нескольких значениях тестового тока (таких как 100A, 500A и 1000A). Вы должны хранить записи о калибровке в течение минимум трех лет. Испытательный стенд для длительной термокалибровки MCCB может продемонстрировать требование к проверенной точности тока перед началом любых работ.

Внедрите правило “план тестирования перед выполнением теста”

Для всех типов MCCB разработайте письменную стандартную операционную процедуру (SOP), которая включает следующее:
Ток, используемый для выполнения тестового тока (как % I).
Временные окна, связанные с тестом.
Количество раз, когда устройства работают во время теста.
Критерии, используемые для определения успеха или неудачи устройств.

Не проводите исследовательское тестирование без документированного плана. Исследовательское тестирование приведет к нестандартным, непоследовательным решениям. Стенд для тестирования ручного магнитного срабатывания MCCB должен иметь четко установленные процедуры для каждой из магнитных кривых (C, D и K).

Используйте физические барьеры и размещение кнопок экстренной остановки

Тестирование MCCB с высокими уровнями тока, превышающими 5000A, может привести к дуговым вспышкам. Примите следующие меры предосторожности перед проведением тестирования MCCB: установите прозрачные поликарбонатные щиты вокруг тестовой зоны; предоставьте две (2) кнопки экстренной остановки, которые легко доступны; и обеспечьте станцию блокировки/маркировки для основного источника питания. Если тестирование проводится на автоматизированном стенде, таком как полуавтоматический стенд для высоковольтного тестирования MCCB, обеспечьте взаимную блокировку тестовой цепи и двери корпуса.

Основные практики тестирования (5–7)

Выполните термическую калибровку на двух уровнях тока

Необходимо проверить как 100% номинального тока (без срабатывания), так и 135% номинального тока (срабатывание за 1 час) в соответствии с IEC 60947‑2. Однако большинство производителей/тестовых стендов проверяют только срабатывание при 135%, тем самым упуская калибровочное отклонение при более низких перегрузках. Лучшей практикой будет также записывать времена срабатывания при 115% и 150%, полностью завершив кривые времени – тока. Стенд для тестирования долгого времени (термической) калибровки MCCB был разработан для автоматического выполнения всех этих тестов.

Тестируйте магнитное срабатывание на границе кривой

При тестировании MCCB с кривой C (5-10x в), не тестируйте только автомат выключатель при 10x в; вместо этого протестируйте ваше устройство, чтобы найти минимальный ток, который вызывает его мгновенное срабатывание. Рекомендуемый подход заключается в том, чтобы начать с 4x в и увеличивать ток на 0,5x с шагами, пока не будет определен ток срабатывания. Правильно функционирующий MCCB должен срабатывать в диапазоне от 5x до 10x. Если вы тестируете ваше устройство только на одном высоком значении, вы можете пропустить устройство, которое срабатывает слишком рано (ложное срабатывание) или слишком поздно (риск опасности). Если доступно, используйте тестирующую машину с функцией автоматического сканирования тока для точного тестирования механизма срабатывания MCCB с кривой C.

Совместите испытание диэлектрической прочности с проверкой сопротивления изоляции

Высоковольтное диэлектрическое испытание (обычно 2x номинального напряжения, плюс дополнительные 1,000 вольт в течение одной минуты перед подачей питания) и испытание сопротивления изоляции (IR) на 500/1,000 вольт (которое должно иметь значение больше 100 мегаом) будут необходимы после проведения термических и магнитных испытаний. Большинство испытательных стендов выполняют только одно из этих испытаний; однако выполнение обоих упростит обнаружение различных типов неисправностей. В частности, диэлектрические испытания помогут выявить поверхностное пробивание, в то время как испытания сопротивления изоляции помогут выявить поглощение влаги и/или внутреннее загрязнение. Полуавтоматический стенд для высоковольтных испытаний MCCB способен выполнять оба испытания последовательно автоматически.

Данные и практики непрерывного улучшения (8–9)

Записывайте каждое время срабатывания и значение силы

Индикатор, который просто показывает "пройдено/не пройдено", будет недостаточен. В дополнение к записи времени, затраченного (в миллисекундах или секундах) на каждое отдельное испытание, записывайте окружающую температуру и испытательный ток. Со временем поместите все эти данные на контрольную диаграмму и посмотрите, увеличивается ли время срабатывания (например, с первоначального времени срабатывания 28 секунд при 135% In до 35 секунд при 135% In), затем откалибруйте автоматический выключатель до того, как произойдут отказы на производственной линии. Этот предсказательный метод был внедрен на производственной линии, которая автоматически производит MCCB.

Запланируйте аудит испытательного стенда раз в квартал

Вам необходимо провести тест “золотого образца”, чтобы убедиться, что ваши испытания соответствуют спецификациям производителя. Проведите этот тест на MCCB (автоматическом выключателе двигателя), который имеет известные времена срабатывания (как измерено на эталонном стенде). Если ваш результат отличается более чем на 5% от базового значения, проверьте испытательную цепь, датчики или соединения на возможные причины различия. Аудит помогает гарантировать, что любое отклонение, которое может быть пропущено в ходе рутинной калибровки, будет выявлено в этом процессе. Ведите простую таблицу результатов аудита.

Практика долгосрочной надежности (10)

Обучайте операторов “почему”, а не только “как”

Операторы, которые знают причину колебаний времени срабатывания из-за температуры (физика биметаллической пластины) и также понимают, почему сопротивление контакта важно (генерация тепла), помогут принимать более обоснованные решения. Операторы должны проходить ежегодное обучение по: как интерпретировать временные токовые кривые; как обнаруживать признаки износа контактов; и что требуется в стандартах IEC 60947-2. Перекрестное обучение должно проводиться для как минимум двух операторов за смену, так как наличие только одного обученного человека создает единую точку отказа.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое испытание MCCB?

Испытание автоматического выключателя с формованным корпусом (MCCB) проверяет, соответствует ли MCCB опубликованной временно-токовой характеристике и способен ли он выдерживать соответствующее номинальное напряжение. Тесты, входящие в полный набор испытаний MCCB, включают: термическую калибровку (срабатывание при перегрузке), проверку магнитного (мгновенное срабатывание), испытание контактного сопротивления, испытание диэлектрической прочности (испытание высоковольтной изоляции) и механическую стойкость (количество операций). Необходимые испытания определены в IEC 60947-2 и UL 489. Оборудование, используемое для проведения испытаний MCCB, называется испытательным стендом MCCB, который может варьироваться от ручных калибровочных стендов до полностью автоматизированных встроенных тестеров.

Какова типичная частота рутинного тестирования MCCB?

Производители проводят рутинные испытания (термические испытания, магнитные испытания или диэлектрические испытания) на всех произведенных единицах – 100%. Для MCCB, установленных в полевых условиях, IEEE предлагает проводить испытания каждые 1-3 года или после известного события неисправности – в критических приложениях, таких как больницы и центры обработки данных, рекомендуется проводить испытания ежегодно. Обязательно следуйте местным нормативам и рекомендациям производителей, где это применимо.

В чем разница между первичным и вторичным инжекционным тестом для MCCB?

Высокий ток, протекающий через первичный инжекционный тест, выполняется для одновременной проверки как термического, так и магнитного срабатывания с использованием реальной нагрузки. Использование тяжелого испытательного комплекта может дать очень точные результаты, но может быть дорогостоящим в приобретении или аренде. Вторичный инжекционный тест или метод вторичной инжекции подает ток (электронные типы срабатывания) на электронную схему устройства срабатывания для проверки правильной работы датчика и логики, но не силовой цепи. При использовании этого метода всегда должен использоваться испытательный стенд с соответствующим оборудованием для тестирования MCCB для получения точных результатов испытаний.

Как протестировать сопротивление изоляции MCCB?

При тестировании изоляции с помощью мегомметра вы подаете 500 В постоянного тока на MCCB, рассчитанный на напряжение ниже 250 В постоянного тока, или 1000 В постоянного тока для MCCB, рассчитанных на более высокое напряжение. Метод испытания: – Измерьте между линией и нагрузкой с выключателем в закрытом состоянии – Измерьте между каждым полюсом и землей (всегда с выключателем в открытом состоянии) – Измерьте между открытыми контактами. Здоровый MCCB должен иметь сопротивление изоляции выше 100 мегом. Значение сопротивления изоляции менее 5 мегом может указывать на содержание влаги в изоляции, углеродное отслеживание из-за дуги или загрязнение в изоляции. Всегда разряжайте емкость после испытания.

Как эти практики применяются к вашему испытательному стенду MCCB

Десять лучших практик применимы как к ручным стендам калибровки, так и к автоматизированным тестерам на линии. Начните с внедрения первых четырех (окружающая среда, калибровка, план тестирования и безопасность), чтобы легко и недорого обеспечить последовательный опыт калибровки. Постепенно внедряйте регистрацию данных (практика #8) и периодические аудиты (#9). Для массового производства рассмотрите возможность разработки специализированного стенда для тестирования MCCB, который использует автоматическую температурную компенсацию и загрузку данных в MES для внедрения этих практик.

Успех испытаниях MCCB зависит от строгих процессов, а не только от дорогого оборудования. Правильное управление температурой окружающей среды, регулярная калибровка инструментов, выполнение тестов на нескольких уровнях тока по сравнению с тестом на одном уровне тока и запись данных для анализа тенденций помогут обеспечить, что ваш стенд для тестирования MCCB, использующий десять лучших практик, выявит любое раннее отклонение в калибровке, тем самым снижая полевые отказы и соответствуя стандарту IEC 60947‑2. Напротив, пренебрежение управлением температурой окружающей среды или проведением тестирования на нескольких уровнях тока создает нераскрытый риск. Инвестиции в обучение операторов и проведение квартальных аудитов окажут большее влияние на репутацию продукта вашей компании, чем любой отдельный тестовый инструмент.