Αντίκτυπος της Μακράς Εισροής σε Μετατροπείς Χαμηλού Τάσης με Εποξυδιανική Απομόνωση
1 Εισαγωγή
Οι μετατροπείς χαμηλής τάσης για μέτρηση, με δομή εποξυδικού σε περναστικό κύκλο, χρησιμοποιούνται ευρέως σε περιοχές κατανεμητών και για μικρή-μεσαία βιομηχανική και εμπορική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Ως επεκτάτες φάσματος για τη μέτρηση ηλεκτρικής ενέργειας, η απόδοσή τους σχετίζεται άμεσα με την ασφάλεια της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και την ακρίβεια των λογαριασμών των χρηστών. Η μελέτη της μακροχρόνιας ενδύσεις είναι πρακτικά σημαντική για την αποφασιστική της ποιότητας πολλών μετατροπέων χαμηλής τάσης που έχουν εκτεθεί σε έκτακτες βροχές και πλημμύρες.
Η έρευνα σχετικά με την απορρόφηση υγρασίας από τους μετατροπείς είναι παλαιά. Τα υπάρχοντα αποτελέσματα δεν καλύπτουν τις συνθήκες μακροχρόνιας ενδύσεις, και η μακροχρόνια ενδύση επηρεάζει τους μετατροπείς ρεύματος πιο σοβαρά από την απορρόφηση υγρασίας. Στην εθνική πρότυπη δοκιμή τύπου για τους μετατροπείς ρεύματος, ο επίπεδος προστασίας των εσωτερικών μετατροπέων είναι IP20 και των εξωτερικών IP44· οι τεχνικές προδιαγραφές του τομέα ηλεκτρικής ενέργειας και των εταιρειών δικτύων δεν το έχουν καθορίσει. Για να αποφασιστεί αν οι ενδυμένοι μετατροπείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν, αυτή η εργασία διεξάγει μια δοκιμαστική ενδύση, αναλύει τις αλλαγές στην απόδοση μετά την ενδύση και προτείνει συστάσεις για την παρακολούθηση της ποιότητας για τη βελτίωση της διατήρησης των μετατροπέων.
2 Θεωρητική Ανάλυση των Χαρακτηριστικών Ενδύσεις των Μετατροπέων
Τα βασικά χαρακτηριστικά των μετατροπέων χαμηλής τάσης είναι τα χαρακτηριστικά απομόνωσης και τα χαρακτηριστικά μέτρησης. Τα χαρακτηριστικά απομόνωσης περιλαμβάνουν κυρίως την αντίσταση απομόνωσης και την αντοχή σε επίπεδο τάσης, ενώ τα χαρακτηριστικά μέτρησης αντικατοπτρίζονται στο βασικό σφάλμα. Τα χαρακτηριστικά ενδύσεις αναφέρονται στις αλλαγές της αντίστασης απομόνωσης, της αντοχής σε επίπεδο τάσης και του βασικού σφάλματος του μετατροπέα πριν και μετά την ενδύση και την απόξηση.
2.1 Αντίσταση Απομόνωσης
Η αντίσταση απομόνωσης R αποτελείται από την αντίσταση όγκου Rv και την επιφανειακή αντίσταση Rs, όπως φαίνεται στην τύπο (1). Η όγκος ρεολογία ρv και η επιφανειακή ρεολογία &ρο;s φαίνονται στις τύποι (2) και (3).
Στην τύπο, EV είναι η ισχύς DC ηλεκτρικού πεδίου μέσα στο απομονωτικό υλικό· JV είναι η σταθερή πυκνότητα ρεύματος· ES είναι η ισχύς DC ηλεκτρικού πεδίου· &α; είναι η γραμμική πυκνότητα ρεύματος.
Η αντίσταση απομόνωσης επηρεάζεται σημαντικά από την υγρασία. Επειδή η ηλεκτρική συνεισφορά του νερού είναι πολύ μεγαλύτερη από την εποξυδική απομονωτική ύλη, και το νερό έχει μεγάλη ηλεκτρική σταθερά, η οποία μπορεί να μειώσει την ενέργεια ιονοποίησης των ιόντων. Έτσι, όταν το απομονωτικό υλικό ενδύεται σε νερό, η επιφανειακή αντίσταση μειώνεται γρήγορα, ενώ η όγκος αντίσταση αλλάζει λίγο· όταν το ενδυμένο υλικό αποξητεί, αν η αντίσταση του νερού του μέσου υλικού είναι γενική ή υπάρχουν ελλείψεις μέσα στην καταχώνιση, η επιφανειακή αντίσταση ανακτά γρήγορα, αλλά η όγκος αντίσταση μειώνεται σημαντικά και δεν μπορεί να επανακτηθεί αποτελεσματικά.
2.2 Αντοχή σε Επίπεδο Τάσης
Η δοκιμαστική τάση για την αντοχή σε επίπεδο τάσης εφαρμόζεται μεταξύ της δευτερεύουσας θέσης, της πλάκας βάσης και της γης. Κατά τη διάρκεια της μη ομοιόμορφης ηλεκτρικής περιοχής, η αντοχή πεδίου του μέσου μπορεί να υπολογιστεί προσεγγιστικά με την τύπο (4).
Στην τύπο, EBD είναι η αντοχή πεδίου (κορυφαία τιμή) μεταξύ των δύο ηλεκτρόδων του απομονωτικού υλικού· UBD είναι η απομονωτική αντοχή (αποτελεσματική τιμή)· s είναι η απόσταση κατάρρευσης, και &η; είναι η συντελεστής εκμετάλλευσης ηλεκτρικού πεδίου.
2.3 Βασικό Σφάλμα
Τα βασικά σφάλματα ενός μετατροπέα ρεύματος περιλαμβάνουν το σφάλμα λόγου και το σφάλμα φάσης. Ανεξάρτητα από την εργασία, το βασικό σφάλμα δεν πρέπει να υπερβαίνει την όριο τιμή σφάλματος που καθορίζεται στο πρότυπο πριν από τη χρήση.
3 Συνθήκες Δοκιμής
3.1 Επιλογή Δειγμάτων Δοκιμής
Επιλέξτε τυχαία τους μετατροπείς ρεύματος χαμηλής τάσης με απομονωτικό υλικό εποξυδικό, και διεξάγετε δύο ομάδες δοκιμών. Οι ομάδες δοκιμών και τα παράμετρα των δειγμάτων δοκιμής εμφανίζονται στο Πίνακα 1.
3.2 Εξοπλισμός Δοκιμής
Ο εξοπλισμός και τα παράμετρα που χρησιμοποιήθηκαν στη δοκιμή εμφανίζονται στο Πίνακα 2.
3.3 Δοκιμή Ενδύσεις
Σύμφωνα με την κανονισμό IPX8 στο GB/T 4208 - 2017 "Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP Codes)", η δοκιμή διεξάγεται με καθαρό νερό. Για κάλυψη με ύψος λιγότερο από 850 mm, το χαμηλότερο σημείο πρέπει να είναι 1000 mm κάτω από την επιφάνεια του νερού. Πριν τη δοκιμή, πρώτα μετρήστε την αντίσταση απομόνωσης, την αντοχή σε επίπεδο τάσης, και το βασικό σφάλμα του δείγματος δοκιμής, και στη συνέχεια διεξάγετε τη δοκιμή ενδύσεις.
Στην πρώτη ομάδα δοκιμών, 3 δείγματα δοκιμής από τον ίδιο κατασκευαστή πλάθησαν στον εξοπλισμό δοκιμής ενδύσεις. Εισήχθη το νερό του υδραυλικού, με υψηλότητα υγρού 1000 mm και θερμοκρασία 15 °C. Μετά την ενδύση σε νερό για 5 ημέρες, αυτά ανακατασκευάστηκαν. Τα σταγόνια νερού σε αυτά εξαλείφθηκαν με ξηρό χιτώνι, και αφέθηκαν να σταθούν για 15 λεπτά. Μετά την απόξηση, διεξήχθησαν δοκιμές. Στη συνέχεια, διεξήχθησαν δοκιμές κάθε μέρα για 10 ημέρες. Τελικά, αφού εξαερίστηκαν σε δωμάτιο θερμοκρασίας για 5 ημέρες, διεξήχθησαν ξανά δοκιμές μετά την απόξηση. Για τη δεύτερη ομάδα δοκιμών, αυξήθηκε το μέγεθος του δείγματος. Δείγματα δοκιμής από 5 τυχαία επιλεγμένους κατασκευαστές ενδύθηκαν άμεσα σε νερό για 10 ημέρες, στη συνέχεια εξαερίστηκαν για 5 ημέρες, και διεξήχθησαν ξανά δοκιμές μετά την απόξηση.
3.4 Δεδομένα Δοκιμής
3.4.1 Αντίσταση Απομόνωσης
Η αντίσταση απομόνωσης μετρήθηκε με την εύρεση 500V DC. Οι τιμές αντίστασης απομόνωσης (μερικά) των δύο ομάδων δοκιμών εμφανίζονται στους Πίνακες 3 και 4.
Το δείγμα δοκιμής #3 είχε τη μεγαλύτερη αλλαγή της αντίστασης απομόνωσης. Μετά την ενδύση σε νερό για 10 ημέρες, η αντίσταση απομόνωσης ήταν 43.3 M&Ω;. Μετά την απόξηση για 5 ημέρες, η αντίσταση απομόνωσης ήταν 46.0 M&Ω;, και η αλλαγή της έφτασε - 99%. Μετά τη δοκιμή ενδύσεις και απόξηση, οι αντίστασεις απομόνωσης των υπόλοιπων 7 δειγμάτων δοκιμής ανακτήθηκαν στην τάξη μεγέθους της αντίστασης απομόνωσης στην αρχική ξηρή κατάσταση.
3.4.2 Αντοχή σε Επίπεδο Τάσης
Υπήρχαν συνολικά 8 δείγματα δοκιμής στις δύο ομάδες δοκιμών πριν και μετά. Από αυτά, 7 πέρασαν τη δοκιμή αντοχής σε επίπεδο τάσης. Μόνο το δείγμα δοκιμής #3 είχε δυσκολίες στην αύξηση της τάσης κατά τη δοκιμή, και ακούστηκε πολύ ορατός ήχος διάρροης. Μετά τη δοκιμή, βρέθηκαν ορατές ίχνη νερού μέσα στη σύνδεση μεταξύ της πλάκας και του εποξυδικού του δείγματος δοκιμής #3. Υπήρχε ένα ορατό χάσμα στην πρόσκριση του εποξυδικού της πλάκας αυτού του δείγματος. Η πλάκα του δείγματος δοκιμής μετά τη δοκιμή εμφανίζεται στο Σχήμα 1. Σε ένα υγρό περιβάλλον με ενδύση σε νερό, η εξωτερική υγρασία εισέρχεται μέσω του χάσματος μέσα στο κύριο σώμα και δεν μπορεί να απομακρυνθεί, οδηγώντας σε μείωση του επιπέδου απομόνωσης.
3.4.3 Βασικό Σφάλμα
Διεξήχθησαν δοκιμές σφάλματος σε 8 δείγματα δοκιμής και πριν και μετά την ενδύση. Ως παράδειγμα, τα δεδομένα δοκιμής σφάλματος του δείγματος δοκιμής #3 εμφανίζονται στον Πίνακα 5.
4 Ανάλυση Δοκιμής
Οι μετατροπείς χαμηλής τάσης αποτελούνται κυρίως από απομονωτικά υλικά, πυρήνες και συλλογές. Χρησιμοποιούν την τεχνική χυτοποίησης: εποξυδικό, σιλικονίου μικροπούλπα, ενδυναμωτικά, επιταχυντικά και πολυμερικά αναμειγνύονται σε καθορισμένες αναλογίες, αν
