(Fr.: essai; Du.: Prüfung; Eng.: test(ing)), in het algemeen: een onderzoek van technische produkten, zowel professionele als consumentenartikelen, naar bepaalde eigenschappen teneinde te kunnen beoordelen of iets aan de gestelde eisen voldoet.
Voor het beproeven van materialen zie Materiaalonderzoek.
Beproeving van elektrische machines is in tweeërlei opzicht van belang. In de eerste plaats tonen fabrieksproeven aan of er fabricagefouten zijn gemaakt, of de eigenschappen van de machine overeenkomen met wat op grond van berekeningen vooraf mocht worden verwacht, en soms, bijv. bij prototypen, om een inzicht te krijgen in het resultaat van ontwikkelingswerk. In de tweede plaats geeft de afnamebeproeving samen met de resultaten van fabrieksproeven de afnemer de verzekering dat de machine beantwoordt aan de eisen die bij de bestelling zijn gesteld en de afspraken die zijn gemaakt.
Welke proeven moeten worden uitgevoerd, en hoe de beproeving dient te geschieden, is vastgelegd in de normen: voor Nederland in hoofdzaak NEN 3173 Roterende elektrische machines, waarvan de derde druk (1974) zo goed mogelijk in overeenstemming is gebracht met de IEC-publikatie 34-1, en NEN 3184 Energietransformatoren, voor speciale gevallen aangevuld met of vervangen door andere normen. In België gelden terzake de normen NBN 7 voor roterende elektrische machines en NBN 186 voor transformatoren.
De beproeving kan het volgende omvatten.
1. Proeven ter bepaling van de elektromagnetische en elektromechanische eigenschappen van de machine. Hiertoe behoren:
a. Nullastproeven.
Men bepaalt in de eerste plaats de zgn. nullastkarakteristiek van generatoren, bij wisselstroomgeneratoren ook in hoeverre de spanning aan de klemmen als functie van de tijd afwijkt van de sinusvorm, bij gelijkstroomgeneratoren eventueel de rimpel in de klemspanning. In de tweede plaats de verliezen in nullast; dit kan bij een roterende machine gebeuren door de machine als motor te doen draaien en de spanning, alsmede de uit het net opgenomen stroom en het vermogen te meten (nullast motorbedrijf), dan wel door de machine met een geijkte hulpmotor aan te drijven als generator (nullast generatorbedrijf).
b. Kortsluitproeven om het magnetische veld te onderzoeken dat de stroom in het anker (belastingstroom) voortbrengt, de koperverliezen te bepalen en (vooral bij transformatoren) de kortsluitspanning. Bij transformatoren en asynchrone machines wordt de kortsluitproef uitgevoerd bij een verlaagde primaire spanning, opdat de stroom niet te groot wordt. De verliezen worden bepaald bij een zodanige stroom, dat ze overeenkomen met de koperverliezen bij nominaal bedrijf.
c. Belastingproeven om een inzicht te verkrijgen in het gedrag van de machine bij
diverse belastingstoestanden. Hierbij wordt de energie van een generator toegevoerd aan een net of een passieve belasting, terwijl motoren worden belast met een remdynamo, wervelstroomrem enz. Men bepaalt verschillende karakteristieken, zoals de belasting- en de regelkarakteristiek van generatoren, of de koppeltoerenkromme van motoren. Ook controleert men of de machine tot aan de voorgeschreven grenzen kan worden overbelast, en of generatoren en transformatoren voor draaistroom de overeengekomen asymmetrische belasting kunnen verdragen. Van generatoren stelt men de piekkortsluitstroom vast, en gaat na, of de bron voor de bekrachtigingsstroom voldoende sterk is om de nominale spanning te handhaven bij een belastingsstroom die 25% boven de nominale waarde ligt. Bij commutatormachines controleert men de commutatie en stelt eventueel de stand van de borstels in. Tevens zie Rendementsmeting.
2. Verwarmingsproeven. Deze proeven worden uitgevoerd om met name het isolatiemateriaal te onderzoeken, en na te gaan, of geen van de onderdelen van de machine een te hoge temperatuur bereikt. Men bepaalt, met behulp van thermometers (op toegankelijke plaatsen), door berekening uit de weerstand voor gelijkstroom, of met tijdens de fabricage gemonteerde temperatuurdetectoren (zoals thermokoppels) de temperatuurverhoging ten opzichte van het koelmiddel, die de verschillende delen van de machine tijdens bedrijf ondergaan. De temperatuur van het koelmiddel wordt gemeten met verscheidene thermometers, waarvan de plaatsing afhangt van de wijze van koeling. Bij de verwarmingsproef wordt de machine belast op een wijze, die overeenkomt met het bedrijfstype waarvoor zij is vervaardigd (continubedrijf, intermitterend bedrijf enz.) met een bepaalde stroom, meestal de nominale.
3. Proeven ter controle van de mechanische eigenschappen.
a. Trillingsmetingen.
Als trillingen ontstaan door onbalans van de rotor moeten correcties worden aangebracht (zie Balanceren).
b. Snelheidsproef.
De machine wordt aangedreven met een snelheid, hoger dan de nominale snelheid of de maximale snelheid tijdens bedrijf (doorgaans minstens 1, 2 maal zo hoog), om na te gaan, of de machine bestand is tegen de daarbij optredende krachten.
c. Stootkortsluiting van een generator of directe inschakeling van een motor om de mechanische sterkte van de wikkelingen te testen.
d. Bepaling van het traagheidsmoment door de machine te laten uitlopen.
De proeven b...d worden alleen op grond van een bijzondere overeenkomst tussen leverancier en besteller uitgevoerd.
4. Diëlektrische proeven.
De kwaliteit van de isolatie rondom de geleiders wordt onderzocht door een hoge sinusvormige spanning aan te leggen tussen de te beproeven wikkeling en het huis (omhulsel) van de machine gedurende een tijd van 1 min. Deze proef wordt in de fabriek uitgevoerd; de normen schrijven de hoogte van de proefspanning voor. Bij machines met een nominale spanning van meer dan 1 kV moeten alle wikkelingen afzonderlijk worden beproefd.
5. Geluidmetingen.
Onderzocht wordt of het door de machine voortgebrachte geluid, dat van mechanische, magnetische, hydro- of aërodynamische oorsprong kan zijn, het in de norm vastgelegde toelaatbare niveau niet overschrijdt, door op bepaalde plaatsen, rondom de machine op 1...1,5 m afstand het geluidsniveau te meten, uitgedrukt in decibel.
Sommige van de genoemde proeven zijn zgn. typeproeven (zie hierna: Beproeving van netelementen).
Beproeving van netelementen dient om de correcte werking van een netelement te controleren. Afhankelijk van de functies die het netelement in het net vervult, dienen verschillende eigenschappen gecontroleerd te worden onder verschillende condities. Hierna worden slechts enkele algemene facetten van het beproeven aan de hand van voorbeelden belicht. Voor het beproeven van elektrische machines zie hiervoor: Beproeving van elektrische machines.
Men onderscheidt de volgende proeven.
1. Typeproeven, proeven die verricht worden aan één netelement (bijv. transformator, vermogenschakelaar), resp. onderdeel daarvan van elk te leveren type of soort, tenzij op grond van proeven van voldoend recente datum, verricht aan identieke of nagenoeg identieke netelementen, ten genoegen van de besteller blijkt dat aan de betrokken eisen zal worden voldaan.
2. Stukproeven, proeven die verricht worden aan elk te leveren netelement resp. onderdeel daarvan.
3. Speciale proeven, waarbij bij bestelling moet worden overeengekomen of, onder welke voorwaarden en op welke wijze, zij worden uitgevoerd. Wordt in de bepalingen van het bestek geen van deze proeven voorgeschreven, dan zal het netelement geacht worden aan de gestelde eisen te voldoen, indien dit door de leverancier, bijv. aan de hand van een berekening of beschrijving, aannemelijk wordt gemaakt. In het volgende zal een tweetal voorbeelden in het kort besproken worden.
Bij een regelbare transformator spelen een belangrijke rol: de wikkelingen, het magnetische circuit, de oliecirculatie, de koeling, de doorvoerisolatoren, de constructie van bak en koelers en de constructie, het schakelschema en de werkingswijze van de regelinrichting. De transformator kan werken in nullast of met de nominale belasting. Er kan echter ook in de nabijheid een kortsluiting optreden, of de wikkelingen kunnen worden getroffen door een stootspanning ten gevolge van een atmosferische ontlading. Uit deze bedrijfscondities volgt een aantal proeven, die de correcte werking van de transformator moeten bevestigen. De volgende beproevingen kunnen gedaan worden (voor details zie hiervoor: Beproeving van elektrische machines, en NEN 3184):
1. meting van de transformatieverhouding bij nullast (stukproef); controle of de gemeten waarde binnen de tolerantie ligt;
2. meting van de kortsluitspanning (stukproef), ook bijv. bij verschillende regelstanden;
3. meting van nullastverlies en nullaststroom (stukproef);
4. kortsluitverlies (stukproef);
5. temperatuursverhoging (typeproef);
6. diëlektrische proeven:
a. beproeving met geïnduceerde spanning (stukproef) van de geheel afgewerkte transformator voor elke stand van de regel- en aftakschakelaars; bij de beproeving mogen geen door- of overslag, glijvonken of ernstige ontladingen optreden;
b. beproeving met aangelegde spanning (stukproef) en in aansluiting hierop:
c. meting van het diëlektrisch verlies van de isolatie;
7. stootspanningsproef (speciale proef); de geheel afgewerkte transformator moet voor elke stand van de regel- en aftakschakelaar bestand zijn tegen een beproeving met een positieve en negatieve stootspanning 1,2/50 μs met een topwaarde zoals vermeld in de specificatie; de stootspanningsproef is een speciale proef;
8. spanningsbeproeving van de doorvoerisolatoren (typeproef) waarbij in natte toestand de amplitude van de wisselspanning wordt bepaald, waarbij overslag optreedt;
9. bepaling van het diëlektrisch verlies van de doorvoerisolatoren (typeproef);
10. stootspanningsproef aan de doorvoerisolatoren volgens de definities van NEN 10060 (typeproef);
11. speciale proeven ten aanzien van regelschakelaar:
a. betrouwbaarheid van schakelen;
b. het bestand zijn tegen de grootste belasting die kan optreden bij kortsluiting van de transformator gedurende een bepaalde tijd;
12. mechanische beproeving van het gehele regelaggregaat (stukproef); bij deze beproeving wordt tevens vastgesteld of de eindschakelaars en de vergrendelingen van de elektrische aandrijving bij bediening met de hand juist functioneren;
13. schakelproef (stukproef) volgens een bepaalde cyclus van schakelhandelingen en onder bepaalde belastingcondities;
14. beproeving van hulpinrichtingen (stukproef) waartoe behoren:
a. controle van de diëlektrische vastheid en de kwaliteit van de isolatie van alle hulpinrichtingen;
b. controle of de storende invloed van de transformator op de radio- en televisieontvangst binnen aanvaardbare grenzen blijft;
15. geluidsniveau (stukproef); het geluidsniveau gemeten volgens de methode omschreven in de NEMA Standards for transformers, mag niet hoger zijn dan is vermeld in de staat van aanwijzing en in de aanbieding.
Bij een vermogenschakelaar kan men de analogie zien in de manier van beproeven. Ook aan dit element worden mechanische, elektrische en verwarmingsproeven uitgevoerd. Tot slot beproeft men de hulpinrichtingen en de installatie van het blusmiddel (bijv. persluchtinstallatie, SF6-installatie enz.).
Bij het beproeven van vermogenschakelaars voor zeer grote afschakelvermogens ondervindt men moeilijkheden, wanneer het vermogen van de beproevingsinstallatie onvoldoende is. In dat geval kan men geen directe beproeving uitvoeren, en moet men bijzondere methoden te baat nemen om het object toch volledig te beproeven, zoals synthetische methoden, waarbij men werkt met gescheiden spannings- en stroombronnen. De twee besproken voorbeelden hebben niet de pretentie compleet te zijn. Wel is hiermee getracht een indruk te geven van de gecompliceerdheid van het beproeven.