Improvements in on-load operational performance testing of low voltage switches

Abstract

ABSTRACT The thesis investigates the options of a certain company to improve their on-load operational performance testing of low voltage switches. The target of the thesis is to create a technical specification for testing equipment and examine the possibilities to obtain such equipment. The thesis focuses on testing of switches with technical properties of 690 V alternating voltage and 16–160 amperes alternating current. The equipment is expected also to simplify the testing setup compared to a typical setup with existing equipment. Technical specification is created by analysing the requirements for testing given in international standards and the company’s own needs. International Electrotechnical Commission standards 60947-1 and 60947-3 were identified as the most important and the requirements are based on these but are also supplemented with additional requirements by the company. The requirements include primarily the verification of electrical performance and durability of the products, but also others, such as measuring the value of mechanical operating torque and temperature of the test subject. The existing test equipment in own testing laboratory and in factory are investigated to understand the existing solutions and identifying equipment available for building a new system. The technical specification made on the basis of the requirement investigation is used to draw testing system proposals from selected potential test equipment suppliers. These options for purchasing the test equipment are then analysed based on the proposals. Based on the analysis of existing equipment and solution proposals, it was observed that it is possible to obtain a new testing solution both internally by using existing equipment and externally through purchasing an entirely new testing machine. The externally purchased options are seen as more interesting. The investigations also identified other relevant development tasks and further investigation needs to existing procedures and systems.

TIIVISTELMÄ Työssä selvitetään erään yrityksen mahdollisuuksia kehittää pienjännitekytkinten sähköisten ikäkokeiden suorittamista. Työn tavoitteena on luoda testilaitteen tekninen määritelmä sekä tarkastella yrityksen vaihtoehtoja hankkia ja toteuttaa tämän määritelmän mukainen laitteisto. Tutkittavien tuotteiden teknisiksi arvoiksi määräytyivät 690 voltin vaihtojännite sekä 16–160 ampeerin vaihtovirta. Laitteiston halutaan myös yksinkertaistavan koejärjestelyn asettelua verrattuna tyypilliseen koejärjestelyyn. Tekninen määritelmä luodaan tarkastelemalla kokeiden suoritusvaatimuksia kansainvälisten standardien ja yrityksen omien vaatimusten perusteella. Tärkeimmiksi standardeiksi määritettiin standardit IEC 60947-1 ja IEC 60947-3, jotka valittiin vaatimusten pohjaksi. Näihin vaatimuksiin lisättiin tarkennuksia ja lisävaatimuksia yrityksen omien tarpeiden perusteella. Vaatimuksiin kuuluivat ensisijaisesti tuotteilta vaadittavan sähköisen suorituskyvyn todentaminen, mutta testaamiselle asetettiin myös muita vaatimuksia, kuten mekaanisen ohjausmomentin suuruuden sekä testattavan tuotteen lämpötilan mittaus. Yrityksen oman testauslaboratorion sekä tehtaan olemassa olevaa testausvälineistöä tarkastellaan sekä toteutustavan, että uuden laitteiston kokoamiseen käytettävissä olevan kaluston kannalta. Vaatimusselvityksen pohjalta luotua teknistä määritelmää hyödyntäen pyydettiin toteutusehdotuksia valikoiduilta testausvälineistötoimittajalta ja arvioitiin mahdollisuuksia hankkia laitteisto alihankintana. Kalustoselvityksen tulosten sekä toteutusehdotusten tarkastelun perusteella havaittiin, että uuden testauslaitteen hankkiminen on mahdollista. Yrityksen näkökulmasta hankittavan testilaitteen ostaminen nähtiin houkuttelevana vaihtoehtona. Lisäksi pystyttiin tunnistamaan muita oleellisia kehitystoimia ja jatkoselvitystarpeita jo olemassa oleviin toimintatapoihin ja järjestelmiin.