Scopul principal al testului distructiv de scurtcircuit al clemei de cablu
Scopul acestui test este de a „identifica preventiv riscurile și de a asigura siguranța rețelei”. Acesta servește patru scopuri principale:
1. Verificați conformitatea produsului cu standardele de siguranță și împiedicați intrarea pe piață a produselor substandard.
Industria energetică are standarde clare de siguranță pentru clemele de cablu. De exemplu, GB/T 23408-2009, „Sisteme de conducte pentru cabluri de 1 kV și mai jos”, cere ca clemele să reziste la forțele electromagnetice sub curenții de scurtcircuit specificati fără a suferi daune fatale (cum ar fi ruperea sau deformarea severă). Acest test simulează scenarii extreme de scurtcircuit pentru a verifica direct conformitatea produsului cu aceste standarde. Dacă un eșantion prezintă rupturi, defecțiuni ale izolației sau alte probleme în timpul testului, este considerat necalificat și interzisă intrarea pe piață, prevenind astfel accidentele la rețea cauzate de probleme de calitate a produsului la sursă.
2. Analizați mecanismul de defecțiune al clemei în cazul defecțiunilor de scurtcircuit și optimizați proiectarea produsului.
Întregul proces „deformare-deteriorare-eșec” capturat în timpul experimentelor poate ajuta personalul de cercetare și dezvoltare să identifice punctele slabe ale clemei. De exemplu, dacă experimentele repetate arată că șuruburile dintr-o clemă din aliaj de aluminiu se rup la un curent de scurtcircuit de 20 kA, acest lucru se poate datora rezistenței insuficiente a șuruburilor. Dacă o clemă de plastic se topește la temperaturi ridicate, rezistența materialului la temperaturi înalte trebuie îmbunătățită. Analizând mecanismul de defecțiune, echipa de cercetare și dezvoltare poate optimiza designul în consecință, cum ar fi înlocuirea șuruburilor de înaltă rezistență, adăugarea de ignifugă pentru a îmbunătăți rezistența la căldură a plasticului sau ajustarea structurii clemei pentru a reduce concentrația de stres, îmbunătățind astfel rezistența la scurtcircuit a produsului.
3. Oferiți suport de date pentru planurile de răspuns la defecțiuni ale sistemului de alimentare și minimizați impactul accidentelor.
Când apare o defecțiune de scurtcircuit în rețeaua electrică, personalul de operare și întreținere trebuie să stabilească rapid amploarea defecțiunii și să elaboreze un plan de reparații. Relația derivată experimental dintre curentul de scurtcircuit și deteriorarea clemei poate servi ca referință pentru planificarea răspunsului la defecțiuni. De exemplu, dacă experimentele arată că o clemă de cablu de 10 kV se rupe la un curent de scurtcircuit de 30 kA timp de 1 s, atunci când apare o defecțiune similară de scurtcircuit în rețeaua de alimentare, personalul de operare și întreținere poate acorda prioritate deteriorării clemelor cu specificația respectivă, scurtând timpul de localizare a defecțiunii și minimizând durata întreruperii de curent.
4. Compararea performanței clemelor din diferite materiale și specificații pentru a ghida selecția proiectelor
În proiectele reale, selecția clemelor de cablu trebuie să ia în considerare factori precum nivelul de tensiune, mediul de instalare (de exemplu, deasupra capului sau îngropat) și riscul de scurtcircuit. Experimentele pot compara clemele din diferite materiale (fontă vs aliaj de aluminiu) și cu specificații diferite (potrivite pentru cabluri de 120 mm² față de 185 mm²). De exemplu, experimentele au descoperit că clemele din aliaj de aluminiu au o rezistență reziduală cu 15% mai mare decât clemele din fontă la un curent de scurtcircuit de 20kA și sunt mai ușoare. Prin urmare, în liniile aeriene (care sunt sensibile la greutate) și au un risc mai mare de scurtcircuit, clemele din aliaj de aluminiu sunt recomandate ca prioritate, oferind o bază științifică pentru selecția proiectelor.
Concluzii tipice de la testele distructive în scurtcircuit ale clemelor de cablu
Pe baza unor date experimentale extinse, industria a dezvoltat o serie de concluzii tipice directoare care influențează direct proiectarea produsului, selecția ingineriei și strategiile de operare și operare:
1. Materialul este un factor cheie care influențează rezistența la scurtcircuit a clemelor de cablu, clemele metalice depășesc în general clemele nemetalice.
Experimentele au arătat că sub aceiași parametri de scurtcircuit (de exemplu, 20kA, 1s):
Cleme metalice (fontă, aliaj de aluminiu): pot rezista la forțe electromagnetice mai mari și la temperaturi ridicate, prezentând doar deformații minore în majoritatea cazurilor, cu rezistența reziduală atingând 80%-90% din rezistența inițială. Clemele din aliaj de aluminiu, datorită densității lor scăzute și plasticității bune, prezintă o rezistență superioară la deformare față de clemele din fontă (care sunt predispuse la fisurare fragilă).
2. Tehnicile de instalare necorespunzătoare pot reduce semnificativ rezistența la scurtcircuit a clemei, iar cuplul de strângere a șuruburilor este crucial.
Mai multe experimente comparative au descoperit că chiar și probele de cleme calificate își pot degrada în mod semnificativ rezistența la scurtcircuit dacă cuplul de strângere a șuruburilor în timpul instalării nu îndeplinește cerințele (fie prea slăbite, fie prea strânse):
Șuruburile prea slăbite măresc deplasarea relativă dintre cablu și clemă în timpul unui scurtcircuit, ceea ce poate duce la coroziune prin contact și chiar la decuplarea cablului. În experimente, clemele cu un cuplu de strângere cu 30% sub standard au înregistrat o rată de decuplare de 40% după un scurtcircuit.
3. Efectele vârfului și duratei curentului de scurtcircuit asupra deteriorării clemei sunt „aditive neliniar”.
Datele experimentale arată că amploarea deteriorării clemei nu este pur și simplu proporțională cu curentul sau durata de scurtcircuit, ci prezintă mai degrabă un „efect de prag”:
Când curentul de scurtcircuit este sub „valoarea critică” (de exemplu, 20kA pentru clemele metalice și 10kA pentru clemele nemetalice), chiar și cu o durată extinsă la 2s, clema prezintă doar o ușoară deformare, cu pierderi reziduale de performanță ≤10%.
4. Cu cât aria de contact dintre clemă și cablu este mai mare, cu atât este mai mare rezistența la ablația la scurtcircuit.
Experimentele au descoperit că zona de contact dintre clemă și cablu este o „zonă slabă la temperatură înaltă” în timpul unui scurtcircuit: cu cât aria de contact este mai mică, cu atât densitatea curentului este mai mare, cu atât căldura Joule este mai concentrată și cu atât este mai susceptibilă la ablație.
De exemplu:
O clemă cu o zonă de contact de 50 cm² a experimentat o temperatură maximă de 180 ° C în timpul unui scurtcircuit fără ablație;
O clemă cu o suprafață de contact de numai 20 cm² a experimentat o temperatură maximă de 320 ° C, prezentând o ablație semnificativă în zona de contact și dăunând stratului de izolație.
Testarea distructivă în scurtcircuit cu cleme de cablu este o metodă de testare critică pentru industria energetică pentru a asigura siguranța echipamentelor și a optimiza aplicațiile de inginerie. Simulând scenarii de scurtcircuit din lumea reală, aceste teste nu numai că verifică conformitatea produsului cu standardele de siguranță, ci oferă și o analiză aprofundată a mecanismelor de defecțiune, ghidând proiectarea produsului și selecția ingineriei. Rezultatele experimentale indică faptul că clemele metalice (în special aliajele de aluminiu) sunt mai potrivite pentru scenarii cu risc ridicat de medie și înaltă tensiune.
Coș de anchetă (
Scanați pentru a vizita
