符合標準的風力發(fā)電測試解決方案！風力渦輪機安全措施測試

在未來，風力發(fā)電的電能也將為能源革命貢獻很大一部分。因此，風力發(fā)電機組的運行安全性至關重要。專業(yè)的測試技術確保了擴展該技術所需的大量投資將得到回報，并且保險公司要求的可靠性將在其整個使用壽命內保持不變。

2017年，整個歐盟從風能、太陽能和生物質發(fā)電量超過半無煙煤和褐煤發(fā)電量。與此同時，可再生能源占所有發(fā)電量的30%。

圖1：2017年德國總發(fā)電量（TWh），初步數(shù)據(jù)，在給定程度上估計，**可再生能源份額，修訂版本：2018年2月?AG Energiebilanzen，來源：BMWi

資料來源：BMWi，修訂版本：2018

隨著發(fā)電量超過2170億kWh，2017年可再生能源相對于傳統(tǒng)能源的地位進一步提高。德國所有能源需求的36%由風能、太陽能、生物質、水力和其他可再生能源滿足，風力發(fā)電的急劇增長對這一問題做出了決定性的貢獻。在陸上和海上，風力發(fā)電量超過1030億千瓦時，總功率超過5500兆瓦的新風力渦輪機接入電網(wǎng)。風力發(fā)電廠的使用年限長達幾十年，必須確保可靠的長期運行性能。未檢測到的損壞可能會造成嚴重后果，直至系統(tǒng)失效，例如，如果有缺陷的渦輪機導致短路并導致機艙起火，機艙平均安裝高度為120米。

測試技術的挑戰(zhàn)

測試這些風電系統(tǒng)的其他挑戰(zhàn)來自于技術電氣部件的增加，這些部件使得在大于400V的電壓下運行成為可能，這是大部分公共供電網(wǎng)絡的普遍水平。使用變頻器和新的高功率發(fā)電機的合適解決方案使得從400 V AC到690 V AC的轉換對于風力發(fā)電具有吸引力，特別是對于標稱功率為600 kW的系統(tǒng)。由于在較高電壓水平下能量損失減少，可以顯著提高效率，同時降低布線和操作成本。

測試技術必須通過使用能夠符合標準可靠地處理低壓范圍內所有所需測量的儀器來實現(xiàn)這一發(fā)展。，測量技術專家Gossen Metrawatt開發(fā)了一種測試儀器，可在690 V AC和800 V DC網(wǎng)絡中進行測試。由于標準版的PROFITEST PRIME還可以測量高達1000 V AC/1000 V DC的電壓，因此除了控制柜、機器和工業(yè)系統(tǒng)之外，測試光伏系統(tǒng)和風力渦輪機的安全性只需要一臺儀器就能實現(xiàn)。

法律規(guī)范要求

根據(jù)德國職業(yè)安全法（BetrSichV），作為封閉電氣服務場所運行的發(fā)電系統(tǒng)必須按照德國公共事故保險（DGUV）規(guī)定的要求進行電氣安全測試。根據(jù)DGUV第3條規(guī)定，由于環(huán)境溫度、灰塵、濕度和其他類似環(huán)境影響，電氣系統(tǒng)和固定操作設備承受正常應力時，兩次試驗之間的間隔不應超過四年。必須由系統(tǒng)運營公司安排的測試必須在合格電工的指導和監(jiān)督下進行，合格電工證明系統(tǒng)在初始啟動之前以及任何修改或維修之后處于良好的工作狀態(tài)。

2005年通過的關于電力和天然氣供應的德國能源法（EnWG，2005年）第6部分規(guī)定了能源供應的安全性和可靠性要求。該法第49條規(guī)定，能源系統(tǒng)必須按照實踐規(guī)范建立和運行，這些規(guī)范在VDE發(fā)電、輸電和放電要求中列為示例。這包括VDE 0140系列標準中的電擊防護和電流對人類和牲畜的影響，以及VDE 100系列標準中電氣設備、開關設備和控制設備的選擇和安裝，以及接地系統(tǒng)、保護導體和電擊防護措施。根據(jù)DIN EN 60204-1（VDE 0113-1）和DIN EN 62305-3（VDE 0185-305-3，補充表3）測試機器的安全性。具體的測試范圍由負責的電工確定，例如根據(jù)2015年通過的德國職業(yè)安全法第3節(jié)的危害評估。

計量測試

保護措施的測試從一般的目視檢查開始，在此期間，檢查所有電纜的正確類型和敷設，檢查電氣組件的安全安裝，以及正確的連接，標簽和尺寸。接下來是保護措施的有效性測試和功能測試。經(jīng)批準的測量儀器，用于在高達 1000 V AC 的低壓系統(tǒng)中測試、測量或監(jiān)控保護措施，必須符合DIN EN 61557/VDE 0413標準，確保可靠的測量性能。為了保護檢查員，只能使用那些根據(jù)其測量類別符合IEC 61010-1標準應用的儀器。在初始測試過程中，必須檢查和記錄所有測量點，以便對電氣系統(tǒng)進行全面檢查，驗證安裝是否符合標準，并在合適的情況下確定任何安裝是否有誤。定期測試用于驗證所檢查的系統(tǒng)（包括任何修改）是否處于安全工作狀態(tài)，并檢測任何操作。核心測試任務包括：

1. 電壓和相序測量

用于驗證電氣系統(tǒng)的功能安全性。必須確保保險絲以及單極控制和保護裝置僅連接到相導體，并且電纜和電線已正確連接到電氣操作設備。如果需要，必須在初始啟動前檢查系統(tǒng)的輸入電壓極性。

2. 電纜和保護導體的連續(xù)性測量

通過對保護導體、等電位連接導體和導電部件（如適用）進行電阻測試，以驗證是否符合斷路要求和電源自動關閉。測量PE端子和所有相關點之間的每個保護導體系統(tǒng)的電阻，這些點是每個保護導體的一部分。由于用于測試的安培數(shù)應足夠小，以排除任何火災或爆炸的危險，因此在至少0.2 a至約10 a的電流下測量電阻。如果測量儀器根據(jù)相應保護導體的長度、橫截面和材料讀出合適的值，則視為驗證成功。未規(guī)定最大允許電阻值，但測量值不應超過對應于電纜長度加上通常接觸電阻的導體電阻。以下參考值和經(jīng)驗值適用：<1.0??對于保護導體系統(tǒng)和<0.1??用于等電位連接導體。可使用PROFITEST PRIME的各種測試電流進行測量。此外，對于長度達70 m、電纜橫截面為2 x 0.5 sq.mm的電纜，可使用200 mA進行4線測量，并具有自動極性反轉功能。

3.絕緣電阻測量

以便在新安裝或批準電氣系統(tǒng)的情況下，驗證良好的工作狀態(tài)和承諾性能的履行情況。良好的絕緣電阻確保電氣系統(tǒng)安全、高效、無損耗運行，同時也是防火的有效手段。絕緣測量在無電壓狀態(tài)下進行，通常在系統(tǒng)供電點進行。如果測量值小于規(guī)定值，則可以將系統(tǒng)細分為單獨的電路組，以便測量每組的絕緣電阻。如果電路或電路部分被中斷所有有源導體的欠電壓保護裝置關閉，則應單獨測量這些電路或部分電路的絕緣電阻。測試期間，在500 V DC下測量的電源電路導體和保護導體系統(tǒng)之間的絕緣電阻不得小于1 MΩ。對于電氣設備的某些部件，如母線、集電線路系統(tǒng)或滑環(huán)組件，允許使用較低的最小值，但不得低于50 kΩ。

任何受測試影響或可能在測試期間損壞的電涌保護裝置或電氣設備必須斷開。電容消耗裝置必須在測量后放電（IEC 61010，第1部分）。

4.測量內部系統(tǒng)電阻和回路電阻

根據(jù)IEC 61557-3，使用適合測量故障回路阻抗的測試儀器。在進行此測量之前，需要進行電氣連續(xù)性測試，在評估測量值時，必須考慮±30%的總誤差。對于內部線路電阻Z L-N以及回路電阻Z L-PE，可使用PROFITEST PRIME在高測試電流安培數(shù)下進行敢達690 V的測量，無需跳閘A、F和B型RCD。這些測量方法用于計算短路電流，以測試過電流保護裝置的關閉。為了使過電流保護裝置及時跳閘，短路電流必須大于跳閘電流。在自動計算短路電流和必須遵守的限值后，檢查員可以訪問最小短路電流顯示值的表格概覽，以便通過按下幫助鍵確定各種保險絲和開關的額定電流。在電源電壓波動的情況下，PROFITEST PRIME自動執(zhí)行多個故障回路阻抗測量并生成平均值。

5.RCD測試

根據(jù)DIN VDE 0100-530，“低壓裝置的安裝-第530部分：電氣設備的選擇和安裝-開關設備和控制設備”，第531節(jié)，必須安裝以防觸電、切斷電源和防火。對于帶有電子操作設備的電氣系統(tǒng)，其殘余電流可預期平穩(wěn)，允許使用B型或B+RCD通過自動斷開進行保護。通過跳閘電流和跳閘時間對A、AC、F、EV、B、B+和MI型RCD進行測試。跳閘電流通過上升的剩余電流進行驗證，剩余電流必須在IΔN的50%至100%范圍內（通常約為70%）。通過在RCD下游產生故障電流，必須確定RCD是否在不晚于達到其標稱故障電流值時跳閘，并且不超過相應系統(tǒng)商定的連續(xù)允許接觸電壓值。

從你的風中獲得更多的能量

風力發(fā)電對能源革命做出了決定性的貢獻。鑒于風力渦輪機使用壽命長，需要定期進行安全測試，以確保安全運行和防止故障。

適用標準和法規(guī)

·DIN EN 61140 （VDE 0140-1）：2016-11，電擊防護 – 安裝和設備的常見方面

·DIN IEC/TS 60479-1 （VDE 0140-479-1）：2007-05， 電流對人類和牲畜的影響 – 第1部分：一般方面

·DIN VDE 0100-540 （VDE 0100-540）：2012-06，低壓電氣裝置 – 第5-54部分：電氣設備的選擇和安裝 – 接地裝置和保護導體

·DIN VDE 0100-410 （VDE 0100-410）：2007-06，低壓電氣裝置 – 第4-41部分：安全防護 – 防觸電

·VDE 0100-530 （VDE 0100-530） 2011-06 / 2014-10 E， 低壓電氣裝置 – 第5-53部分： 電氣設備的選擇和安裝- 開關設備和控制裝置

·DGUV V3 （BGV A3）， “電氣裝置和設備”

·VDE 0100-600 （VDE 0100-600） 2017-06，低壓電氣裝置 – 第 6 部分：驗證

·VDE 0105-100 （VDE 0105-100） 2015-10， 電氣裝置的操作 – 第100部分：一般要求

·DIN EN 50522 （VDE 0101-2）： 2011-11， 超過 1 kV AC 的電力裝置的接地

·DIN EN 60204-1 （VDE 0113-1）：修訂1：2010-05，機械安全 - 機器電氣設備 - 第1部分：一般要求（IEC 60204-1：2005，修改）;德語版本 EN 60204-1：2006，修訂 DIN EN 60204-1 （VDE 0113-1）：2007-06;德文版中歐電子有限公司：2010 符合 EN 60204-1：2006

·DIN EN 62305-3 （VDE 0185-305-3 補充表 3）： 2012-10， 防雷 – 第 3 部分：結構的物理損壞和生命危險 – 補充表 3：防雷系統(tǒng)測試和維護的附加信息

我們能為您提供：

電氣安規(guī)測試儀PROFITEST PRIME：測試技術

電氣安規(guī)測試儀PROFITEST PRIME符合CAT III高達600 V和CAT IV高達300 V的所有安全標準，并經(jīng)批準在高達1000 V AC和1500 V DC的低壓范圍內測試，測量和監(jiān)控保護措施，符合DIN EN 61557 / V DE 0413。

對于連接到變頻器的AC/DC敏感殘余電流斷路器，也可以進行回路測量，以調節(jié)電機。脈沖控制模式是另一種計量USP，例如，通過它可以很容易地定位電纜鏈中的絕緣損壞。由于在690 V AC和800 V DC系統(tǒng)中單獨使用電氣安規(guī)測試儀PROFITEST PRIME測試是可能的，并且由于可以測量高達1000 V AC和DC的電壓，因此現(xiàn)在只需一臺儀器即可測試光伏系統(tǒng)和風力渦輪機的電氣安全性， 以及電動汽車充電站 - 除了控制柜，機器和工業(yè)系統(tǒng)。

特殊集成的可充電電池提供了設備的靈活性，它為電網(wǎng)無法提供電源的情況下進行多達1000次測量提供了足夠的電量。

IZYTRONIQ：全新的測試技術

為了簡化測試序列和文檔要求，測量值可以通過藍牙和USB接口推送/打印從PROFITESTPRIME讀取到IZYTRONIQ評估軟件中，并且可以與其他設備的測量結果相結合。

完整的測試寄存器——從整個系統(tǒng)一直到各個測量點——可以通過軟件輸入，以便定義和保存測試序列和步驟，并以審計證明的方式記錄它們。

審核編輯黃昊宇