شرکت آسان ژنراتور دانیال(دانش بنیان)
تاثیر افزایش دما و مقاومت در آزمایشات اتصالات کابلشو
چکیده: رفتار مقاومتی اتصالات کابلشو در کابل هایی که دارای کابلشو هستند ، در آزمایش های افزایش دما در چارچوب اعتبارسنجی تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. تجزیه و تحلیل بر روی کابلهای مورد آزمایش دو بخش (240 میلی متر مربع و 185 میلی متر مربع) موجود در آزمایشگاه ولتاژ بالا و توان بالا از موسسه تحقیقات ملی اندازه گیری (INRIM) انجام شده است. مقادیر مقاومت تنوع بالاتری در کابلهای با مقاطع بزرگتر نشان داد.
اختلاف بین حداقل و حداکثر مقدار مقاومت کابلشو در بین کابل های 240 میلی متر مربع حدود یک مقدار بوده است و از 9.6 میکرو اهم تا به 82.8 میکرو اهم رسیده است. کابلهای 185 میلی متر مربع، دارای انعطاف پذیری بهتر و در آزمایشها ، مقاومت کمتری را با تغییر بین حداکثر و حداقل مقدار نشان می دهند. ویژگی کار تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان روش جمع شدن در چارچوب فعالیت آزمون است ، به ویژه در مورد اعتبار سنجی دستگاه های الکتریکی مانند قطع کننده مدار ، کلید ، قطع کننده واحد ترکیب فیوز و سیستم های ترانزیستور میله باس.
واژه های کلیدی: پرس کابلشو ، مقاومت کابلشو ، لبه انتهایی ، آزمایش افزایش دما ، اعتبار سنجی دستگاه های الکتریکی ، آزمایشگاه تست ، عدم قطعیت اندازه گیری.
1.معرفی
پرس کابلشو یک تکنیک گسترده برای اتصال از طریق تماس های الکتریکی فشار یا هادی های سیم به پایان سیم در دستگاه های الکتریکی است. قابلیت اطمینان اتصال چین دار به عوامل زیادی بستگی دارد: مواد ، اندازه هادی ، روش پرس کابلشو ، تعداد پروفیل های کابلشو (با یک شکاف مربع تک ، با یک فرو رفتگی مضاعف ، به عنوان مثال شش ضلعی) ، مکان های تورفتگی کابلشو ، مقاومت کششی برخی از مقاله ها از عوامل اصلی تأثیرگذار بر عملکرد اتصالات منقبض شده استفاده می کنند.
در حالی که مقالات دیگر از توزیع جریان در ااتصالات کابلشو [5] ، انتقال گرما [6] دما [7]. مقالات جالب توجه دیگر [8 ، 9] به ترتیب ترموگرافی و تکنیک اولتراسونیک را بررسی می کنند تا اتصالات دارای کابلشو و اتصال سیم در لوازم خانگی را ارزیابی کنند.
شکل 1. اتصالات کابلشو در دستگاه های الکتریکی
تمرکز ما ، نشان دهنده تازگی و اصالت کار ، در تجزیه و تحلیل اثرات مقاومت کابلشو در کابل هایی است که با شاخه های ترمینال کابلشو درگیر هستند در آزمایش های افزایش دما در چارچوب اعتبار سنجی دستگاه های الکتریکی. شکل 1 نمونه ای از اتصالات کابلشو در تجهیزات الکتریکی را نشان می دهد. مطالعه ما می تواند برای مدیریت دستگاه هایی مانند قطع کننده های مدار ، سوئیچ ها ، قطع کننده های سوئیچ ، واحدهای ترکیبی فیوز ، دنده سوئیچ قدرت ، مجموعه دنده های کنترل و سیستم های صندوق بارگذر میله اتوبوس (گذرگاه ها) مفید باشد.
اعتبارسنجی تجهیزات الکتریکی شامل تأیید افزایش دما در شرایط اسمی کار است. در مورد تجهیزات به عنوان پانل های الکتریکی و قطع کننده های مدار با جریان اسمی چند صد آمپر ، می توان اتصالات آنها را با کابل های مقطع بزرگ که با پایانه های فشرده هدایت می شوند ، ایجاد کرد. یک آزمایش افزایش دما شامل بررسی توانایی دستگاه برای حمل جریان اسمی بدون بیش از حد دما است که توسط استاندارد برای ایمنی و دوام دستگاه اعمال شده است.
در حین آزمایش ، کابل ها برای شبیه سازی شرایط اسمی به منبع فعلی و بارها متصل می شوند. در مورد ولتاژ پایین ، مقطع و تعداد کابلهای استفاده شده توسط استانداردها تعیین می شود. برای حفاظت از عایق کابلها و قطعات تجهیزات در طول عمر مفید آنها ، از همین استانداردها ، برای اتصالات تجهیزات الکتریکی ، محدودیتهای گرمایی با توجه به محیط آزمایش استفاده شده است. کابلهای دارای شاخه های ترمینال فشرده یکی از عناصر اصلی در آزمایش افزایش دما هستند.
زیرا در صورت آسیب دیدن یا چین خوردگی نادرست آنها ، می توانند منجر به اتلاف توان حرارتی شوند که نتیجه آزمایش را تحت تأثیر قرار دهد یا حتی باعث بی اعتبار شدن شود. دستگاهی که به آن متصل هستند. تحقیقی بر روی لبه های ترمینال کابلشو انجام شده است و توجه ما را بر روی اثرات پرس کابلشو متمرکز کرده است. در نظر گرفته شده است که این نقطه به دلیل استفاده و در نتیجه تغییر در مهر و موم تماس فشرده شده بسیار در معرض سایش است.
هدف ما ارزیابی مقاومت الکتریکی کابلشو ، با روشی مشابه روش پیشنهادی در [10] ، اما تمرکز بر استفاده در آزمایشگاه در فعالیت آزمون بود. این کاربرد با سیستمهای الکتریکی متفاوت است و در استاندارد محصول تعریف می شود زیرا کابلها اغلب بر روی تجهیزات مختلف نصب می شوند. تحقیق در مورد کابلهای آزمایشی موجود در آزمایشگاه ولتاژ بالا و توان بالا از انستیتوی ملی تحقیقات اندازه گیری (آی ان آر ام) ، با دو بخش رسانای مختلف 240 میلی متر مربع و 185 میلی متر مربع انجام شده است.
این کابل ها بیشترین استفاده را دارند و در معرض سایش قرار می گیرند. انتخاب کابل ها تصادفی بود و سعی شد فقط انواع مختلف شاخه های ترمینال و روش فشردن وجود داشته باشد.
1.1آزمایشگاه ولتاژ بالا و توان بالا (ال ای تی اف سی)
آزمایشگاه (ال ای تی اف سی)با ولتاژ بالا و قدرت زیاد سرو کار دارد. (ال ای تی اف سی) از طریق افزایش دما ، اتصال کوتاه ، اندازه گیری ولتاژ و آزمایشات دی الکتریک در زمینه تحقیق در زمینه الکترو فنی ، کالیبراسیون و خدمات تأیید تجهیزات الکتریکی نقش دارد. این تنظیمات استاندارد را برای کالیبراسیون منابع ، سنسورها و سیستم های اندازه گیری در زمینه های برق با ولتاژ بالا تولید و حفظ می کند. مشتریان (ال ای تی اف سی) عمدتا کالیبراسیون ، آزمایش ، آزمایشگاه های صنعتی و تولیدکننده دستگاه های ولتاژ بالا با قدرت بالا هستند.
2.روش اندازه گیری
کابل های درگیر در این آزمایشات ، به طور سری با یکدیگر ، به یک ژنراتور جریان مستقیم تثبیت شده متصل شده اند. در ابتدا برای ایجاد ثبات در اثرات حرارتی ، حدود یک ساعت جریان کمتری آنها تأمین می شود. سپس کابلها در کابلهای مقاطع 240 میلی متر مربع و 185 میلی متر مربع به ترتیب در جریانهای 217 آمپرو 107 آمپر اندازه گیری شده اند. این مقادیر اجازه می دهد تا اثرات حرارتی محدود شود ، و در عین حال ، اجازه می دهد اندازه گیری قابل اعتماد در شرایط تثبیت حرارتی در میان شاخه های مختلف ترمینال.
سی شاخه انتهایی برای کابلهای مقاطع بالاتر و هجده شاخه انتهایی برای کابلهای سطح پایین بررسی شده است. طرح آزمایشی در شکل 2 نشان داده شده است. مقاومت کابلشو به عنوان نسبت ولتاژ یک مدار مقاومت معادل (شکل 3) و یک جریان شناخته شده جریان 1 ارزیابی شده است. در شکل 3 ، مقاومت تماس مقاومت است از رابط بین دو جسم قابل جدا شدن ولتاژ بین انتهای یقه پرس شده ، در ناحیه سوراخ بازرسی و ابتدای هادی سیم دار اندازه گیری شده است ، توجه به اینكه اثرات محلی افت ولتاژ به حداقل برسد.
شکل 2. طرح اندازه گیری و جزئیات نقاط اندازه گیری برای افت ولتاژ
مقاومت کابلشو با مجموع محدودیت و مقاومتهای فیلم داده می شود (شکل 3). مقاومت در برابر انقباض به دلیل اتصال دو سطح است که فقط از طریق ناهنجاری های آنها رخ می دهد که یکدیگر را لمس می کنند در حالی که مقاومت فیلم ها به تولید فیلم های سطحی روی مواد مرتبط است. در شکل 3 اجزای مقاومت عبارتند از:
شکل 3. مدار معادل مقاومتی بخشی از یک اتصال فشرده شده .(آر کانتکت) مقاومت فیلم است.
2-1تنظیم اندازه گیری
برای انجام اندازه گیری مقاومت (طرح در شکل 4) در شاخه های پایانه ای که در انتهای هادی ثابت شده اند ، از ابزارهای زیر استفاده شده است:
شکل 4. طرح اندازه گیری ساده با ابزارها و دستگاه های به کار رفته.
شکل 5. گیره اندازه گیری ولت متریک.
گیره ولت متریک که به عنوان یک وسیله کمکی عمل می کند ، در(ال ای تی اف سی )از آلومینیوم ساخته شده است (شکل 5). شکل آن به شکل یک مهره شکن است که در انتهای آن چرخانده شده است. قطر ناحیه بسته شدن گیره در اطراف هادی برای استفاده از آن انتخاب شده است حتی اگر تحت هر گونه فشار مکانیکی باشد که می تواند تورم جزئی از هادی ایجاد کند. گیره ولت متری برای ایجاد یک نقطه برابری پایدار بر روی هادی ساخته شده است تا اندازه گیری ها را انجام دهد.
استفاده از گیره نسبت به اکولایزر همانطور که توسط [10] پیشنهاد شده است ترجیح داده شده است زیرا اکولایزر می خواهد حرکاتی را که هادی می تواند تحت فشار قرار دهد ، مسدود کند. علاوه بر این ، گیره به راحتی قابل جدا شدن است و می تواند وسیله مناسبی برای استفاده در هنگام اندازه گیری مقاومت کابلشو برای ارزیابی دوره ای وضعیت خرابی شاخه های انتهایی باشد.
2.2 روش اندازه گیری
روش اندازه گیری شامل مراحل زیر است:
2.3 عدم اطمینان اندازه گیری
برآورد مقاومت از قرائت های (دی ام ام )بدست می آید که افت ولتاژ بین سوراخ بازرسی شاخک ترمینال و شروع هادی سیم دار و یک گیره متر آمپومتریک را اندازه گیری می کند. سهم اصلی عدم اطمینان ناشی از موارد زیر است:
دو نکته آخر بسیار مهم است زیرا این دو ویژگی در نظر گرفتن دو جز عدم قطعیت اضافی با توجه به اینکه در اندازه گیری ها ، هر دو گیره ولت متریک و نوک آن می توانند همیشه در موقعیت برابر هر کابل قرار گیرند ، بسیار مهم است. بنابراین ، توصیفی از چگونگی امکان موقعیت یابی متفاوت این دو دستگاه بر عدم اطمینان کل ایجاد شده است. ارزیابی قابلیت تکرار اندازه گیری به دلیل گیره ولت متریک با قفل کردن نوک در سوراخ بازرسی ترمینال و انجام سی قرائت از افت ولتاژ بین سوراخ بازرسی و شروع یقه پایانه دیگر به دست آمد. گیره پس از هر اندازه گیری برداشته شد (شکل 6).
شکل 6: نمایی از تنظیمات برای ارزیابی مولفه عدم قطعیت به دلیل تکرارپذیری اندازه گیری ناشی از گیره ولت متریک.
ارزیابی قابلیت تکرار اندازه گیری به دلیل نوک با قفل کردن گیره در ابتدای هادی سیم دار و قرار دادن نوک بر روی سوراخ بازرسی ارزیابی افت ولتاژ بر روی یقه ترمینال به دست آمد (شکل 7). مجدداً سی اندازه گیری انجام شد. نوک بعد از هر اندازه گیری برداشته شد.
شکل 7. نمای تنظیم برای ارزیابی قابلیت تکرار اندازه گیری به دلیل نوک.
جدول 1. کابلشو ، بودجه عدم اطمینان.
|
مولفه |
نوع |
% |
V |
|
قابلیت تکرار اندازه گیری به دلیل گیره ولت متریک |
A |
1.1 |
29 |
|
قابلیت تکرار اندازه گیری به دلیل نکته. |
A |
0.2 |
29 |
|
دقت DMM |
B |
0.5 |
بینهایت |
|
صدای ولتاژ |
A |
0.1 |
29 |
|
دقت گیره فعلی |
B |
0.8 |
بینهایت |
|
عدم اطمینان استاندارد |
|
1.5 |
92 |
|
عدم قطعیت گسترده |
|
2.9 |
|
نتایج اندازه گیری3.1
نتایج اندازه گیری در شکل 8 نشان داده شده است. این شکل توزیع مقاومتهای کابلشو را با توجه به تفاوت آنها در مقابل مقدار متوسط (میکرو اهم) برای کابلهای دو بخش و در آزمایشگاه ما نشان می دهد. نتایج نشان می دهد تنوع بالاتر (به عنوان انحراف استاندارد) برای کابل های قطعه 240 میلی متر مربع ارزیابی می شود ، به دلیل اشتغال گسترده تر آنها ، به دلیل درخواست آزمایش در جریان بالا ، اما همچنین به دلیل دشواری نصب بیشتر آنها ، قرار دادن درپوش ترمینال دشوار است میله های اتصال برای این کابل ها ، اختلاف بین حداقل و حداکثر مقدار از 9.6 میکرو اهم تا 82.8میکرو اهم است.
در واقع ظاهر خارجی شاخه های ترمینال ، با مشاهده شکل8 ) ، مقادیر مقاومت بالاتری را نشان می دهد ، و یک تغییر رنگ بسیار قابل توجه در هادی سیم دار را نشان می دهد. با این وجود ، این تفاوت های خارجی را در مقایسه با (بی)) یا (سی)) نشان نمی دهد ، همچنین خراب است. به روشی دوگانه ، تفاوت خاصی بین (ای)) و(دی)) وجود ندارد ، اگرچه مقدار مقاومت بسیار متفاوت است. کابل های 185 میلی متر مربع ، که به دلیل مقطع کوچکتر به تعداد کمتری از آزمایشات و با انعطاف پذیری بیشتر ارسال می شوند ، تنوع کمتری از مقاومت آنها را نشان می دهد با یک تغییر بین مقاومت حداکثر و حداقل پنج برابر.
برای برخی از مقادیر ، توان تلف شده در چین دار نیز برای مقدار فعلی اسمی 400 آمپر برای کابلهای قطعه 240 میلی متر مربع محاسبه شده است و در شکل 8 نشان داده شده است.
شکل 8. توزیع احتمال مقاومت در برابر فشار را برای کابل های بررسی شده و عکس برخی از شاخه های ترمینال با نشان دادن مقاومت کابلشو و قدرت اتلاف شده ، محاسبه می کند.
4. اثرات حرارتی
اثرات حرارتی ، با افزایش دما ، با همان تنظیماتی که برای اندازه گیری مقاومت استفاده می شود ، (شکل 2) با قرار دادن دو کابل با بدترین شاخه های انتهایی بر روی یک شبیه سازی اتصال ارزیابی شد ، در حالی که دو کابل با بهترین شاخه های انتهایی بر روی یک شبیه سازی دیگر ( شکل 9) این آزمایش در هوای آزاد 21 درجه سانتی گراد انجام شد. تمرکز بر مقایسه دو جفت ترمینال به جای مقدار افزایش دما بود. اندازه گیری ها در دمای 404 آمپرانجام شد. نتایج در جدول 2 نشان داده شده است.
شکل 9. افزایش دما در شاخه های انتهایی (فلش های قرمز ، در انتهای میله مسی) ، در مرکز کابل (فلش های آبی ، در لبه شکل) ، در مرکز میله مسی / شبیه سازی ( فلش نارنجی ، در وسط شکل).
سطح به دلیل سطح براق تمیز نشده است ، زیرا بسیار براق است و به سختی اکسید نمی شود. میله ای که به طور معمول در تابلوهای برق استفاده می شود ، بدون تمیز کردن آن برای انجام اقدامی نزدیک به کاربرد واقعی ، درگیر بود.
جدول 2. درجه حرارت را روی شاخه های پایینی کابلشو ، روی کابل ها و میله ها افزایش دهید.
.
|
شناسه لوگ |
چین دار ΔT |
کابل ΔT |
بار ΔT |
|
A10 |
37K |
10K |
32K |
|
A18 |
39K |
10K |
32K |
|
A22 |
19K |
11K |
15K |
|
A25 |
17K |
9K |
15K |
نتایج این اندازه گیری نشان می دهد که چگونه تأثیر شاخک های انتهایی آسیب دیده می تواند منجر به افزایش قابل توجهی از افزایش دما ، حدود دو برابر ، روی میله تنظیم شده به عنوان شبیه سازی شود. برای تأیید اینکه کابل ها بر افزایش دما تأثیر نمی گذارند ، دمای سطح مواد عایق آنها در مرکز هادی ها اندازه گیری می شود و مقادیر مشابهی را با بدترین و بهترین شاخه های انتهایی بدست می آورند. اندازه گیری ها با سوراخ كردن سوراخ كوچك در ترمینال كابل و قرار دادن ترموكوپل یا برای مقره ها با یك پروب تماس دستی انجام شد كه هنوز بر اساس ترموكوپ است.
در تلاش برای ارزیابی اثرات پرس کابلشو در شرایط نزدیک به کاربرد روزانه ، نتایج آزمایش افزایش دما در شبیه سازی دستگاه الکتریکی با قرار دادن یک کابل با چین خوردگی آسیب دیده ، در دو مرحله خارجی (ال1و ال3) مقایسه شده است ، بدون تغییر شرایط دیگر از جمله نقاط اندازه گیری (شکل10).
شکل 10. مقایسه اندازه گیری ها در دستگاه با وارونگی کابل آسیب دیده ، در جزئیات مربع قرمز ، اندازه گیری # در جدول 3.
نتیجه آزمایش ، نشان داده شده در جدول 3 ، وارونگی حداکثر شرایط دمایی بین دو مرحله است.
جدول 3. مقایسه بین آزمایش افزایش دما در مبادله کابل با چین خوردگی آسیب دیده بین مراحل ال1 و ال3 دستگاه.
|
مورد اول |
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
مورد دوم |
||||
|
||||
|
نتیجه گیری
اندازه گیری مقاومت کابلشو روی شاخه های ترمینال روی کابل های موجود در آزمایشگاه ما انجام شده است. علیرغم اینکه شاخه های ترمینال ما در شرایط مطلوب تری نسبت به "در میدان " استفاده می شوند ، یک تغییر نسبی از مقاومت کابلشو در بین تمام شاخه های ترمینال آزمایش شده به ترتیب 37٪ برای کابل های بخش 185 میلی متر مربع و بیش از 61٪ برای 240 کابلهای بخش میلی متر مربع شناسایی شدند.
علاوه بر این ، ما افزایش دمای تماس را کاملاً دو برابر بین یک لبه انتهایی با فشردن ایمن و دیگری با پرس کابلشو آسیب دیده مشاهده کردیم. برخی از مقادیر بدست آمده ممکن است برای برخی تجهیزات حیاتی بوده و بر نتیجه آزمایش افزایش دما تأثیر بگذارد. با توجه به این نتایج و به دلیل افزایش در دسترس بودن تجهیزات بهتر ، باید مطالعه مهمی باشد و روشهای جدیدی برای بررسی اتصالات منقبض ، تعیین ربوی کابلها یا تأکید بر نیاز مجدد اتصال ارائه شود.
هدف مهم دیگر باید ارزیابی وابستگی مقاومت های کابلشو از تنش های مکانیکی و حرارتی برای تعیین اینکه از قابل اطمینان ترین پروفیل های چین دار هستند ، باشد ، در صورتی که این روش برای اطمینان از درستی آزمایش های افزایش دما ، در مقایسه با روش لحیم کاری ، یک روش قابل اطمینان است. این مسئله باید مسئله مهمی باشد زیرا لحیم کاری با توجه به پرس کابلشو یک روش گران تر و زمان بر است. هدف دیگر می تواند ترکیبی از اندازه گیری های الکتریکی و سونوگرافی و تجزیه و تحلیل میکروسکوپ با دوربین حرارتی باشد که فقط به ناحیه چین دار اشاره دارد.
به این ترتیب می توانیم بسیاری از مشکلات آزمایشگاه های برق را حل کنیم. علاوه بر این ، هدف بیشتر ارزیابی عمر الکتریکی و مکانیکی اتصال فشرده مورد استفاده در آزمایش افزایش دما خواهد بود. این امر برای شناسایی روش یا روشی مناسب و قابل اعتماد جهت مدیریت کابل مورد استفاده در آزمایشگاههای آزمایش جهت بهبود تکرارپذیری و تکرارپذیری آزمایشها ضروری است. تمام این شرایط برای آزمایشهای انجام شده طبق [11] لازم است.
منابع
[1] کرامر ، پری ، یوست ، 2007 چهارمین کنفرانس Panamericana de END بوینس آیرس
[2] محد ، اهوازی شفیع ، احمد بصری ، بیست و دومین کنفرانس بین المللی توزیع برق 2013: 10.1049 / cp.2013.1038
[3] Liu، Bracket، McCarthy، 2001 مقالات برق تماسهای چهل و هفتمین کنفرانس IEEE Holm ، صص 35-43
[4] Rosazza ، Courtin ، Boyer ، 2002 تماس برقي مجموعه مقالات چهل و هشتمین کنفرانس IEEE Holm ، صص 246-251.
[5] G. A. Cividjian ، C. F. Ocoleanu ، Manolea ، Int. محرمانه درخواست تئوری الك (ICATE) 10.1109 / ICATE.2014.6972589 (2014).
[6] Ocoleanu ، Popa ، Dolan ، Ivanov 2014 Int. برق کاربردی و نظری Conf ، ص 1-4.
[7] Ocoleanu ، Cividjian ، Dolan ، Teodorescu ، 2014 Int. مجله Mech Aer. Ind.l و Mechat. مهندس ، 8 ، (10) ، صص 1638-1641.
[8] Finc، Kek، Grum 2012 هجدهمین کنفرانس جهانی. Nondestr. آزمایش کردن.
[9] Finc ، Grum 2010 ، انجمن چک برای Nondestr. آزمایش NDE برای ایمنی ، صص 57-64.
مطالعه بیشتر: آموزش و نحوه پرس کابلشو زدن
شرکت آسان ژنراتور در زمینه برق صنعتی و دیزل ژنراتور فعالیت دارد. نوشته 99/8/21