Longa Termo Imerso efekto sur Epoksid-izolitaj Nivelo-Bazaj Kurenttransformiloj
1 Enkonduko
Malaltensaj transformiloj por mezurado, kun tra-trunka tipo de epoksidresina strukturo, estas vaste uzataj en distribuotransformila areoj kaj por malgrandaj ĝis meza grandeco industriaj kaj komercaj elektraj konsumadoj. Kiel etendaĵo de la amplekso de elektra energimezurado, ilia efektiveco direktas rilatas al la sekureco de elektra konsumado kaj la akurateco de komercalkuloj de la uzantoj. Studo pri la longdura imerĝo sur tiuj transformiloj havas praktikan signifon por determini la kvaliton de multaj malaltensaj transformiloj inunditaj pro ekstremaj pluvoj kaj inundajoj.
La esploro pri absorbo de humido de transformiloj daŭras longe. Ekzistantaj rezultoj ne inkluzivas kondiĉojn de longdura imerĝo, kaj longdura imerĝo malbonigas la aktualajn transformilojn pli severa ol absorbo de humido. En la nacia norma tipo-provo por transformiloj, nur interne uzataj transformiloj havas protektan nivelon IP20 kaj eksteraj havas IP44; teknikaj normoj de la elektroindustrio kaj retejoj ne specifas tion. Por determini ĉu imerĝitaj transformiloj ankoraŭ povas esti uzataj, ĉi tiu artikolo faras simulitan imerĝprovon, analizas ŝanĝojn de efektiveco post-imerĝo, kaj proponas sugestojn pri kvalitata supervizo por plibonigi la impermeablecon de transformiloj.
2 Teoria Analizo de Imerĝaj Karakterizaĵoj de Transformiloj
La ĉefaj karakterizaĵoj de malaltensaj transformiloj estas izolaj karakterizaĵoj kaj mezuraj karakterizaĵoj. La izolaj karakterizaĵoj ĉefe inkluzivas izolan rezistancon kaj potencvican tenegan voltan, kaj la mezuraj karakterizaĵoj reflektiĝas en la baza eraro. La imerĝaj karakterizaĵoj rilatas al la ŝanĝoj de izola rezisto, potencvica tenega volto, kaj baza eraro de la transformilo antaŭ imerĝo kaj post imerĝo kaj sekeco.
2.1 Izola Rezisto
La izola rezisto R estas komponita el volumena rezisto Rv kaj surfaca rezisto Rs, kiel montrite en formulo (1). La volumena rezistiveco ρv kaj surfaca rezistiveco ρs estas montritaj en formuloj (2) kaj (3).
En la formulo, EV estas la DC elektra kamputenco en la izolmaterialo; JV estas la stabiligita denseco de fluo; ES estas la DC elektra kamputenco; α estas la lineara denseco de fluo.
Izola rezisto estas grandegre afektita de humideco. Ĉar la elektra kondukemo de akvo estas multe pli alta ol tiu de epoksidresinaj izolmaterialoj, kaj akvo havas grandan dielektran konstanton, kiu povas redukti la jonigon de ionoj. Tial, kiam la izolmaterialo estas imerĝita en akvon, la surfaca rezisto rapide malkreskas, dum la volumena rezisto malmulte ŝanĝiĝas; kiam la imerĝita materialo estas seka, se la akvo-resisteco de la mezomaterialo estas ĝenerala aŭ ekzistas defektoj en la fondejo, la surfaca rezisto rapide restoras, sed la volumena rezisto signife malkreskas kaj ne povas efektive restori.
2.2 Potencvica Tenega Volto
La provvolto por potencvica tenega volto estas aplikata inter la dua terminalo, la fundtaŭblo kaj la tero. Kiam en neuniforma elektra kampo, la rompa kamputenco de la medio povas esti proksimume kalkulita per formulo (4).
En la formulo, EBD estas la rompa kamputenco (maksimuma valoro) inter du elektrodoj de la izolmaterialo; UBD estas la dielektra rompa volto (efika valoro); s estas la rompa distanco, kaj η estas la utiliga koeficiento de la elektra kampo.
2.3 Baza Eraro
La bazaj eraroj de transformilo inkluzivas proporcian eraron kaj fazan eraron. Nekonsiderante la laborkondiĉon, la baza eraro ne devas superi la erarlimeson respektivajn al la precizececa nivelo specifita en la normo antaŭ uzo.
3 Probaj Kondiĉoj
3.1 Elekto de Provsamploj
Hazarda selektado de epoksidresine izolitaj malaltensaj transformiloj por probado, kaj du grupoj da testoj estas sukcesive faritaj. La grupigo kaj parametroj de la provsamploj estas montritaj en Tablo 1.
3.2 Provoparatoj
La aparatoj kaj parametroj uzitaj en la testo estas montritaj en Tablo 2.
3.3 Imerĝprovado
Laŭ la regularo IPX8 en GB/T 4208-2017 "Gradigo de Protektado Koncedata de Kapsuloj (IP Kodoj)", la testo estas farita per pura akvo. Por kapsuloj kun alto pli malgranda ol 850 mm, la plej malalta punkto devas esti 1000 mm sub la akva surfaco. Antaŭ la testo, unue mezuru la izolan reziston, potencvican tenegan voltan, kaj bazan eraron de la provspecimenon, kaj poste faru la imerĝteston.
En la unua grupo de testoj, tri provspecimenoj de la sama produtanto estis metitaj en la mergtesta aparato. Tapakvo estis injektita, kun la akvanivelalto estanta 1000 mm kaj la akvatemperaturo je 15 °C. Post esti imerĝita en akvon por 5 tagoj, ili estis eltiritaj. La akvogutoj sur ili estis forvigotaj per seka tuko, kaj ili estis lasitaj staradi por 15 minutoj. Post sekeco, testoj estis faritaj. Subsekve, testoj estis faritaj po unu fojon ĉiumatene por 10 tagoj. Fine, ili estis aerigitaj je ĉambrotemperaturo por 5 tagoj, kaj testoj estis faritaj denove post aerigo. Por la dua grupo de testoj, la specimentaro estis pligrandigita. Provspecimenoj de kvin hazardaj produtantoj estis direkte imerĝitaj en akvon por 10 tagoj, poste aerigitaj por 5 tagoj, kaj denove testitaj post aerigo.
3.4 Testdatenoj
3.4.1 Izola Rezisto
La izola rezisto estis mezurita per la 500V DC-voltan intervalon. La izolrezistvaloroj (partaj) de la du grupoj de testoj estas montritaj en Tablo 3 kaj Tablo 4.
La #3 provspecimenon havis la plej grandan ŝanĝrapidon de izola rezisto. Post esti imerĝita en akvon por 10 tagoj, la izola rezisto estis 43.3 MΩ. Post esti aerigita por 5 tagoj, la izola rezisto estis 46.0 MΩ, kaj la ŝanĝrapido atingis -99%. Post la imerĝtesto kaj sekeco, la izolrezistoj de la restantaj 7 provspecimenoj ĉiuj restoris al la ordo de grandeco de la izola rezisto en la komenca seka stato.
3.4.2 Potencvica Tenega Volto
Estis totalo de 8 provspecimenoj en la du grupoj de testoj antaŭ kaj post. Inter ili, 7 pasis la potencvican tenegan voltan teston. Nur la #3 provspecimenon havis malfacilecon en la voltan altigado dum la testo, kaj tre evidenta disŝargsonorono povis esti aŭdita. Post la testo, evidentaj akvotrajnoj estis trovitaj en la konektado inter la fundtaŭblo kaj la epoksidresino de la #3 provspecimenon. Estis evidenta interspaco ĉe la verŝ-interfaco de la fundtaŭblo de tiu provspecimenon. La fundtaŭblo de la provspecimenon post la testo estas montrita en Figuro 1. En malseka medio kun akvaimerĝo, ekstera humido eniras la internon de la korpo tra la interspaco kaj ne povas esti forigita, rezultigante malpliiĝon de la izolnivelo.
3.4.3 Baza Eraro
Erartestoj estis faritaj sur 8 provspecimenoj antaŭ kaj post la imerĝo. Prezentante la provspecimenon #3 kiel ekzemplon, la datenoj de la erartesto estas montritaj en Tablo 5.
4 Testanalizo
Malaltensaj transformiloj ĉefe konsistas el izolmaterialoj, ferokernejoj, kaj vindegoj. Ili uzas fundadon: epoksidresino, silikonpulvero, fortigejoj, akceleroj, kaj kurigiloj estas miksitaj en specifitaj proporcioj, stirite egale, kaj injektitaj en formojn sub certaj kondiĉoj por solidigado.
4.1 Izola Rezisto
Figuro 2 estas histogramo de la distribuo de izolrezistdatenoj de transformiloj en diversaj testgrupoj. Plejmulto de testitaj transformiloj montras konsekvencon en izolrezistŝanĝoj post imerĝo kaj sekeco: signifa malkreso dum imerĝo, poste remonto al la originala seka stara ordo de grandeco. Nur la provspecimenon #3 havas -99% ŝanĝrapidon de izolrezisto post sekeco, proksima al la kvalifikita limvaloro de 30 MΩ.
Por Testgrupo 2 samploj, izolrezistŝanĝoj varias post imerĝo. #01, #03, #04, #05 malkresas al la limvaloro; #02 preskaŭ ne ŝanĝiĝas. Post 5-taga sekeco, ili plejparte revenas al la originala rezistnivelo, montrante ke #02 havas ekscelan kalitaton de izolfundado sen akvapenetro post longdaŭra imerĝo.
Temperaturo (negligebla ĉi tie) kaj humideco afektas izolreziston. Humidecos ŝanĝiĝas grandega pre- kaj post-testo. Normale, surfaca rezisto malkresas dum volumena rezisto restas. Sed se la izolmaterialo havas malaltan akvo-resistecon aŭ fundaddefektojn, la ĉefa izolmedio absorbas akvon. Eĉ post sekeco, interna akvo malmulte evaporiĝas. Surfaca rezisto restoras, sed volumena rezisto draste malkresas ne restoreble, malpliigante tutan izolreziston.
4.2 Potencvica Tenega Volto
Epoksidresine izolitaj malaltensaj transformiloj havas grandan izolmarĝenon. Normale, surfaca humido ne kaŭzas surfacan disŝargon, kaj ili pasas la potencvican tenegan voltan teston post imerĝo kaj sekeco.
Tamen, mikrospacoj en la izolmedio lasas akvamolekulojn eniri post imerĝo, formante akvplenajn mikrospacojn kaj turnante la solidan dielektron en solid-likvan kombinaĵon. Akvo en mikrospacoj polarigas kaj deformiĝas sub la elektra kampo, ŝanĝante de sfera al elipsa, konektante kanalojn kaj malpliigante la rompan kamputencon. Pli da akvo kaj pli densen kanaloj kun pli longa imerĝo pliigas la riskon de rompiĝo. Aeraj spacoj en fundado ankaŭ lasas akvon eniri. Tiuj faktoroj kaŭzas disŝargsonoronojn dum la tenega voltan testo, kiel vidite en la provspecimenon #3.
4.3 Baza Eraro
La eraro de transformilo dependas nur de la magnetaj ecoj de la kernejo kaj la parametrolimoj de la vindegoj. Antaŭ kaj post imerĝo, la ekscitaj ecoj de la kernejo kaj la impedanco de la vindegoj restas senŝanĝaj, kaj la testdatenoj montras minimuman ŝanĝon de la baza eraro.
Imerĝtestoj ankaŭ montris:
5 Sugestoj por Kalitata Supervizio
Por eviti severan izolfaŭlon post imerĝo en frequentaj ekstremaj veteroj, sugestoj inkluzivas:
6 Konkludoj
Ĉi tiu studo traktas la kvalitetan aseson de epoksidrezine izolitaj malaltensaj transformiloj post peza pluva imerĝo. Ĉefaj trovoj:
Ĉi tiuj rezultoj gidas elektrokompagniojn kaj produtantojn en asesado/reuzado de longe imerĝitaj transformiloj.
