Основната цел на теста за разрушаване на късо съединение с кабелна скоба
Целта на този тест е „превантивно идентифициране на рисковете и осигуряване на безопасност на мрежата“. Той изпълнява четири основни цели:
1. Проверка на съответствието на продуктите със стандартите за безопасност и предотвратяване навлизането на пазара на нестандартни продукти.
Енергийната индустрия има ясни стандарти за безопасност за кабелни скоби. Например GB/T 23408-2009, „Тръбопроводни системи за кабели 1 kV и по-ниски“, изисква скобите да издържат на електромагнитни сили при определени токове на късо съединение, без да понасят фатални щети (като счупване или тежка деформация). Този тест симулира екстремни сценарии на късо съединение, за да провери директно съответствието на продукта с тези стандарти. Ако дадена проба покаже счупване, повреда на изолацията или други проблеми по време на теста, тя се счита за неквалифицирана и се забранява за навлизане на пазара, като по този начин се предотвратяват аварии в мрежата, причинени от проблеми с качеството на продукта при източника.
2. Анализирайте механизма на отказ на скобата при неизправности на късо съединение и оптимизирайте дизайна на продукта.
Целият процес „деформация-повреда-отказ“, заснет по време на експерименти, може да помогне на персонала за научноизследователска и развойна дейност да идентифицира слабостите на скобата. Например, ако повтарящи се експерименти разкрият, че болтовете в скоба от алуминиева сплав се счупват при ток на късо съединение от 20 kA, това може да се дължи на недостатъчна якост на болта. Ако пластмасова скоба се разтопи при високи температури, устойчивостта на материала към висока температура трябва да се подобри. Чрез анализиране на механизма на повреда екипът за научноизследователска и развойна дейност може съответно да оптимизира дизайна, като например замяна на болтове с висока якост, добавяне на забавители на горенето за подобряване на устойчивостта на топлина на пластмасата или регулиране на структурата на скобата за намаляване на концентрацията на напрежение, като по този начин се подобрява устойчивостта на продукта на късо съединение.
3. Осигуряване на поддръжка на данни за планове за реагиране при повреда на електроенергийната система и минимизиране на въздействието от аварии.
Когато възникне повреда в късо съединение в електрическата мрежа, персоналът по операциите и поддръжката трябва бързо да определи обхвата на повредата и да разработи план за ремонт. Експериментално получената връзка между тока на късо съединение и повредата на клемата може да служи като отправна точка за планиране на реакцията при повреда. Например, ако експериментите покажат, че кабелна скоба от 10 kV се счупи при ток на късо съединение от 30 kA за 1 s, тогава, когато се появи подобна повреда на късо съединение в електрическата мрежа, персоналът по операциите и поддръжката може да даде приоритет на повредата на клемите с тази спецификация, съкращавайки времето за локализиране на повредата и минимизирайки продължителността на прекъсване на захранването.
4. Сравняване на производителността на скоби от различни материали и спецификации за насочване на избора на проект
В реални проекти изборът на кабелна скоба трябва да вземе предвид фактори като ниво на напрежение, среда на инсталиране (напр. над главата или в земята) и риск от ток на късо съединение. Експериментите могат да сравняват скоби, направени от различни материали (чугун срещу алуминиева сплав) и с различни спецификации (подходящи за 120 mm² срещу 185 mm² кабели). Например, експерименти са установили, че скобите от алуминиева сплав имат 15% по-висока остатъчна якост от чугунените скоби при 20kA ток на късо съединение и са по-леки. Следователно, в надземни линии (които са чувствителни към теглото) и имат по-висок риск от късо съединение, скобите от алуминиева сплав се препоръчват като приоритет, осигурявайки научна основа за избор на проект.
Типични заключения от разрушителен тест при късо съединение на кабелни скоби
Въз основа на обширни експериментални данни индустрията е разработила поредица от насочващи типични заключения, които пряко влияят върху дизайна на продукта, инженерния подбор и стратегиите за експлоатация и поддръжка:
1. Материалът е ключов фактор, влияещ върху устойчивостта на късо съединение на кабелните скоби, като металните скоби обикновено превъзхождат неметалните скоби.
Експериментите показват, че при същите параметри на късо съединение (напр. 20kA, 1s):
Метални скоби (чугун, алуминиева сплав): могат да издържат на по-големи електромагнитни сили и високи температури, като в повечето случаи показват само малка деформация, като остатъчната якост достига 80%-90% от първоначалната якост. Скобите от алуминиева сплав, поради тяхната ниска плътност и добра пластичност, показват превъзходна устойчивост на деформация в сравнение със скобите от чугун (които са склонни към крехко напукване).
2. Неправилните техники за монтаж могат значително да намалят съпротивлението на скобата при късо съединение и моментът на затягане на болтовете е от решаващо значение.
Множество сравнителни експерименти са установили, че дори квалифицирани образци на скоби могат значително да влошат своята устойчивост на късо съединение, ако моментът на затягане на болта по време на монтажа не отговаря на изискванията (или твърде разхлабен, или твърде стегнат):
Болтовете, които са твърде разхлабени, увеличават относителното изместване между кабела и скобата по време на късо съединение, което потенциално води до контактна корозия и дори откачане на кабела. При експерименти, скоби с въртящ момент на затягане 30% под стандарта претърпяха 40% степен на разцепване след късо съединение.
3. Ефектите от пика на тока на късо съединение и продължителността върху повредата на клемата са "нелинейно адитивни".
Експерименталните данни показват, че степента на повреда на клемата не е просто пропорционална на тока на късо съединение или продължителността, а по-скоро проявява "ефект на прага":
Когато токът на късо съединение е под „критичната стойност“ (напр. 20 kA за метални скоби и 10 kA за неметални скоби), дори с продължителност, удължена до 2 s, скобата проявява само лека деформация с остатъчна загуба на производителност ≤10%.
4. Колкото по-голяма е контактната площ между скобата и кабела, толкова по-голяма е устойчивостта на аблация при късо съединение.
Експериментите са установили, че контактната зона между скобата и кабела е "високотемпературна слаба зона" по време на късо съединение: колкото по-малка е контактната площ, толкова по-голяма е плътността на тока, толкова по-концентрирана е джаулова топлина и по-податливи на аблация.
Например:
Скоба с контактна площ от 50 cm² изпита максимална температура от 180°C по време на късо съединение без аблация;
Скоба с контактна площ от само 20 cm² изпита максимална температура от 320°C, показвайки значителна аблация в контактната зона и повреждайки изолационния слой.
Разрушителното изпитване на кабелни скоби при късо съединение е критичен метод за изпитване за енергетиката, за да се гарантира безопасността на оборудването и да се оптимизират инженерните приложения. Чрез симулиране на сценарии на късо съединение в реалния свят, тези тестове не само проверяват съответствието на продукта със стандартите за безопасност, но също така осигуряват задълбочен анализ на механизмите за повреда, насочвайки дизайна на продукта и инженерния избор. Експерименталните резултати показват, че металните скоби (особено алуминиеви сплави) са по-подходящи за сценарии със средно и високо напрежение и висок риск.
Запитване кошница (
Сканиране за посещение
