مختبر اختبار ميرسن: السمة المميزة للتميز في السلامة في الأنظمة الكهربائية
تدير شركة Mersen المتخصصة في الهندسة الكهربائية مركزًا مختبريًا للاختبار في منشأتها الفرنسية في سان بونيه دي مور، بجوار ليون. يقوم خبراء الشركة المؤهلون تأهيلا عاليا بإجراء أكثر من 10000 اختبار سنوي للأداء والسلامة على المكونات الكهربائية مثل الصمامات.
تقع بلدية سان بونيه دو مور في جنوب شرق فرنسا، على بعد حوالي 15 كيلومترًا من ليون. قبل 40 عامًا بالضبط، أنشأ ميرسن – الخبير العالمي في مجال الطاقة الكهربائية والمواد المتقدمة لصناعة التكنولوجيا الفائقة – معمل اختبار في ذلك الموقع. يضم المجمع، الذي تبلغ مساحته 1600 متر مربع على 4 مستويات وبوابات يبلغ ارتفاعها حوالي خمسة أمتار، مرافق الاختبار والأبحاث الشاملة لأخصائي الهندسة الكهربائية.
تغطية كاملة لاختبارات السلامة الكهربائية
“ينقسم المختبر إلى منطقتين،” يوضح لودوفيك ديروين، مدير اختبارات الطاقة العالية: “مختبر اختبار الطاقة العالية للتيار القصير، والمركبات الكهربائية، والمقعد العالي di/dt، والجزء الثاني يشمل مختبرات الجهد المنخفض، والمختبرات البيئية والميكانيكية.” على 50 منصة اختبار، يقوم الموظفون بإجراء ما يقرب من 10000 اختبار كهربائي وعازل وميكانيكي وبيئي، في المقام الأول على الصمامات وتروس الصمامات، مثل تلك التي تحمي أشباه الموصلات أو الكابلات أو المحركات.
ويضيف ديروين: “نحن أيضًا نختبر خطوط إنتاج Mersen الشاملة مثل قضبان التوصيل المصفحة، وأجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD)، والمكثفات، وبعض المكونات التي تصنعها شركة Mersen للقطارات”. بالنسبة للعملاء الخارجيين، فإننا نساعدهم أيضًا في تطورات الاختبارات الخاصة بهم، على سبيل المثال، في صناعة الطيران، تقوم شركة Mersen أيضًا باختبار الكابلات وخطوط الطاقة للاستخدام المحتمل في محركات الطائرات الكهربائية والعديد من الصناعات الأخرى. “في مجال السيارات الكهربائية، نقوم باختبار الصمامات النارية، وهي نوع من الصمامات الهجينة ومكونات النظام الحالية التي تعزل بطارية السيارة الكهربائية عن بقية السيارة.”
الفولتية تصل إلى 43 كيلو فولت
يقوم معمل اختبار الطاقة العالية باختبار خصائص الدائرة القصيرة، وتحمل التيار العابر، والتشغيل والإيقاف تحت الجهد وفي حالة الدوائر القصيرة، والتشغيل في ظل ظروف ارتفاع التيار السريع – مع كل من التيار المتردد والمباشر. يتضمن اختبار خصائص الدائرة القصيرة استخدام المعدات البصرية الشاملة للمركز، مع كاميرات عالية السرعة يمكنها تسجيل ما يصل إلى 40.000 صورة في الثانية.
تم تجهيز معمل اختبار Saint Bonnet بخمس منصات طاقة، يمكنها توليد نطاق واسع من التيارات والفولتية في التيارات المباشرة والمتناوبة. وترتبط إحدى هذه المنصات بشبكة الجهد المتوسط الفرنسية (3 ميجا فولت أمبير)؛ يتم توفير اثنين منها عن طريق بنوك المكثفات (di/dt عالية و30 ميجاوات)، واثنان عن طريق مولدات داخلية (20 ميجا فولت أمبير و400 ميجا فولت أمبير). يمكن لأقوى المنصات توليد جهد يصل إلى 43 كيلو فولت وتيارات تصل إلى 700 كيلو أمبير.
منضدة اختبار محددة لمنتجات المركبات الكهربائية وحماية أشباه الموصلات عالية السرعة
يمتلك المختبر مقعدين للمكثفات. واحدة مخصصة خصيصًا لتطبيقات المركبات الكهربائية ذات الحث المنخفض جدًا المرتبط بغرفة مناخية لإجراء الاختبارات عند الجهد الاسمي والتيار ولكن في الظروف المناخية القاسية (-40 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية). والثاني مخصص لحماية أشباه الموصلات عالية السرعة حتى 4 كيلو فولت و320 كيلو أمبير تحت 5 كيلو أمبير/مايكروثانية di/dt.
بالإضافة إلى اختبارات الجهد المنخفض الحالية المستندة إلى مصادر طاقة التيار المتردد/التيار المستمر ومعدات ركوب الدراجات، تم تجهيز معمل اختبار الجهد البيئي والمنخفض بسبع غرف بيئية ومناخية لاختبار المكونات في ظل الظروف البيئية القاسية المرتبطة بمصادر طاقة ركوب الدراجات. يمكنها توليد درجات حرارة تتراوح من -40 إلى +200 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 0 و99 بالمائة. يوضح لودوفيك ديروين: “في اختبارات رش الملح، نقوم، على سبيل المثال، بفحص سلوك الصمامات في الهواء الذي يحتوي على نسبة عالية من الملح، كما هو الحال في المناطق الساحلية”. يمكن لغرف الاختبار البيئي أيضًا محاكاة عمليات الشيخوخة المتسارعة طويلة المدى. ويضيف خبير الاختبار: “قد يستغرق الأمر منا حوالي عامين لفحص سلوك المكونات على مدى عشر سنوات”.
مستقلة ومحايدة
يتمتع جميع الفنيين العاملين في Saint-Bonnet-de-Mure بخبرة عالية. مدير المختبر، فرانك ساروس، مسؤول أيضًا عن البحث والتطوير في ميرسن في أوروبا. هل هذا يعني أن المركز جزء من قسم البحث والتطوير؟ يقول لودوفيك ديروين مبتسماً: “نعم ولا”. وبطبيعة الحال، يعد المختبر جزءًا من مجموعة Mersen Group وشريكًا مختصًا لاختبار التطورات الداخلية الجديدة والمستمرة. يعد هذا الوصول البسيط والسريع إلى قدرات الاختبار عالية التقنية عاملاً لا ينبغي الاستهانة به بالنسبة إلى مؤسسة تعتمد بشكل كبير على البحث والتطوير مثل Mersen، نظرًا للنقص العالمي في قدرات الاختبار في هذا المجال.
من ناحية أخرى، يتم التعامل مع العملاء الداخليين – أقسام ميرسن – بنفس الاستقلالية والحياد مثل العملاء الخارجيين، وفقًا لما يطلبه المعيار 17025. يقول لودوفيك: “نحن نختبر المكونات ونبلغ عما إذا كانت تحقق الأداء المطلوب أم لا”. “تمامًا كما هو الحال مع العملاء الخارجيين.”
من الواضح أن العملاء الخارجيين لمركز الاختبار هم الأقلية؛ ويتم حاليًا استخدام أكثر من 90 بالمائة من قدرات المختبر للطلبات الداخلية. وفي المستقبل، تعتزم Mersen تقديم المزيد من الإمكانيات لعملائها الخارجيين. “نحن بالفعل مجهزون بشكل مثالي لهذه الخطوة، مع كل الإمكانات اللازمة لمحاكاة ظروف التشغيل الخاصة لمنتج العميل.”
تغطية عالمية
حاليًا، تقوم شركة Mersen Electrical Power بتشغيل ثلاثة مراكز اختبار رئيسية حول العالم. بالإضافة إلى Saint-Bonnet-de-Mure، هناك واحدة في Terrassa (إسبانيا) متخصصة في الحماية من زيادة التيار وواحدة في الولايات المتحدة الأمريكية. يوضح لودوفيك ديروين: “نحن نعمل بشكل وثيق مع زملائنا في نيوبريبورت، ماساتشوستس. المراكز الأمريكية والفرنسية يكمل كل منهما الآخر.” ويمكن أن يعمل كلاهما بالتيار المستمر والتيار المتردد بمستويات تيار وجهد مختلفة لتناسب احتياجات منتجاتنا.
اعتمادات المختبرات
مركز الاختبار في Saint-Bonnet-de-Mure معتمد من قبل COFRAC الفرنسية ووفقًا لمعيار ISO-17025 (متوفر على www.cofrac.fr – النطاق 1-0043). ومن المقرر أن يتم اعتماد معيار UL الأمريكي في الفترة من 2022 إلى 2023. “بالإضافة إلى الأسواق الأوروبية والصينية والهندية، نقوم أيضًا باختبار المنتجات في فرنسا لسوق الولايات المتحدة.”
فيما يتعلق بالتطورات المستقبلية المحتملة ومتابعة احتياجات السوق الجديدة، مثل طاقة تخزين التيار المستمر، وأسواق المركبات الكهربائية، وشبكة التيار المستمر المستقبلية، يستثمر المختبر باستمرار في المعدات المخصصة الجديدة وخبرات الفنيين التابعين له.
اكتشاف المزيد من موقع 5 كيلو
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
