APS103LCS satelliittiyksikön testausjärjestelmän kehittäminen

Abstract

Sähköverkossa ilmenevät vikatilanteet voivat aiheuttaa laiterikkoja ja hengenvaaran ihmisille sekä eläimille. Sähköverkon niin inhimillisistä kuin luonnollisista syistä aiheutuneiden häiriöiden toteamiseksi on kehitetty laitteita, jotka vian esiinnyttyä ilmoittavat käyttäjälle tapahtuneesta, sekä määrätyissä tilanteissa katkaisevat sähkönsyötön viallisen verkon osasta.

Opinnäytetyössä tutkittiin case-menetelmällä laitetta, joka todentaa APS103LCS satelliittiyksikön toimivuuden. APS103LCS satelliittiyksikkö on sähköverkon suojaamiseen tarkoitettu valokaari-, ylivirta- ja ylijännitesuoja. Suunniteltu ja toteutettu laite simuloi sähköverkon vikatilanteita syöttämällä suojalaitteen tuloihin konfiguroitavissa olevia testisignaaleita. Niiden perusteella saadaan vikadiagnostiikan tulokset, joista testin tekijä voi todentaa suojalaitteen toimivuuden. Ennen työssä toteutettua laitetta testattavien APS103LCS suojalaitteiden valoportit todettiin ehjiksi valaisemalla niitä sopivalla valonlähteellä. Tällöin oli mahdollista, että yksittäiset vialliset komponentit jäivät huomaamatta sekä suojalaitteen elektroniset kytkimet testaamatta.

Työssä esitetään elektronisen laitteen suunnittelu- ja valmistuprosessi konseptista valmiiksi laitteeksi. Kyseistä laitetta voidaan käyttää sähköverkon suojauslaitteiden laaduntarkkailussa.

Faults in electrical grid may cause damage to devices and threatens the lives of humans and animals. Faults in electrical grid can be caused by humans and natural phenomenon alike. Instruments have been developed for the electrical grid that detects faults, notify the user about them, and in specific cases cut the feed to a faulty line.

In this thesis a case study was done about an instrument that verifies if a APS103LCS satellite unit works as designed. APS103LCS satellite unit is a device to protect electrical grids from over currents, over voltages and arc faults. The instrument that was developed simulates faults in electrical grids for APS103LCS units. The device sends results of each testing step to a PC where the user can verify the operation of the tested unit. Before the device designed and implemented in this thesis, the testing of a APS103LCS satellite unit was done with a flashlight. That testing method was too inaccurate for verifying single I/O ports and the electrical switches weren’t tested at all.

This thesis shows a guide for designing and building a prototype of an electrical instrument. The device done in this thesis can be used as a quality tester of instruments made for electrical grid protection.