变电站二次设备机柜机械冲击试验案例 分享

机械冲击测试是实验室模拟产品在工作环境中受到一系列冲击时候，产品功能是否正常，是否存在性能失效情况，是一种用于评估产品或材料在受到突然的、剧烈的机械冲击时的性能的测试方法。在产品的实际存储、运输、使用过程中存在各种各样的冲击环境，如车辆运行中制动，货物搬动时候碰撞产生的冲击等。

试验目的是确定在正常和极限温度下，当产品受到一系列冲击时，各性能是否失效。冲击试验的技术指标包括:峰值加速度、脉冲持续时间、速度变化量(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)和波形选择。冲击次数无特别要求外每个面冲击3次共18次。

许多产品在使用、装卸、运输过程中都会受到冲击。冲击的量值变化很大并具有复杂的性质。因此冲击和碰撞可靠性测试适用于确定机械的薄弱环节，考核产品结构的完整性。冲击试验是瞬间性的，破坏性的。

变电站二次设备机柜机械冲击试验案例

• 试验背景：

• 变电站二次设备机柜内安装了大量的控制、保护和监测设备，这些设备对于变电站的正常运行起着关键作用。在变电站的建设、改造以及日常运行过程中，机柜可能会受到搬运、安装过程中的碰撞、地震以及附近设备故障引起的冲击等。这些机械冲击可能会导致机柜内设备的插件松动、电路板损坏、接线脱落以及柜门变形等问题，从而影响二次设备的正常工作，甚至引发电力系统的误动作或故障。因此，对变电站二次设备机柜进行机械冲击试验，以确保其内部设备的安全性和可靠性是十分重要的。

• 试验过程：

• 将装满二次设备模拟件的机柜安装在冲击试验平台上，按照实际安装方式固定好机柜的地脚螺栓和抗震支撑装置（如果有）。采用冲击摆锤或水平冲击试验机对机柜进行冲击，冲击能量根据机柜的尺寸、重量以及实际可能遇到的冲击情况确定，一般在 50 - 200J 之间。冲击方向包括正面、侧面和后面等方向，以模拟机柜在不同方向受到的碰撞情况。

• 在试验过程中，通过在机柜内部关键部位（如设备插件、电路板、接线端子等）布置加速度传感器、应变片和位移传感器等测量仪器，实时监测机柜内部设备在冲击过程中的机械响应情况，包括插件的位移、电路板的应力变化以及接线的松动情况等。同时，利用电气测试设备对机柜内模拟设备的电气性能进行测试，如电源输出电压、信号传输质量、控制指令响应等，以评估冲击对二次设备电气性能的影响。

• 试验结果：

• 试验后发现，部分机柜在受到侧面较高能量（约 150J）的冲击后，内部设备的插件出现了明显的位移和松动现象，导致一些信号传输线路接触不良，出现了数据丢失和误报警的情况。进一步检查发现，机柜内部的插件导轨固定方式不够牢固，在冲击过程中无法有效地限制插件的位移。

• 针对这个问题，对机柜内部的插件导轨进行了改进设计，增加了导轨的固定强度，并采用了弹性缓冲装置，能够在冲击过程中吸收部分能量，减少插件的位移。同时，对机柜的柜门和侧板进行了加强，提高了机柜的整体刚性，以降低冲击对机柜内部设备的影响。经过改进后的机柜再次进行冲击试验，内部设备的稳定性得到了显著提高，电气性能也保持正常，有效地保障了变电站二次设备在机械冲击环境下的可靠运行。