Pikaajalise immersiooni mõju epoksi-isoleeritud madala pingevoolustransformatoriga
1 Sissejuhatus
Madalpingelised arvestustransformaatorid läbipääsulise epoksihariliste struktuuriga on laialdaselt kasutusel jaotustransformaatorite piirkondades ning väikeste ja keskmise suurusega tööstus- ja kaubanduse elektritarbimisel. Nende toimivus mõjutab otse elektritarbimise ohutust ja kasutajate kauplemisarvutuste täpsust. Pikaajalise imetamise mõju nendele transformaatoritele uurimine on praktikas oluline paljude madalpingeliste transformaatorite kvaliteedi määramiseks, mis on tabanud äärmuslikku sadu ja ülood.
Transformaatorite niiskuseabsorptsiooni uuring on pikk aeg kestnud. Olemasolevad tulemused ei hõlmata pikaajalist imetamist ja pikaajaline imetamine halvendab arvestustransformaatoreid tugevamalt kui lihtsalt niiskuse absordimine. Rahvusvahelises tüübiproovis arvestustransformaatorite jaoks on sisekütte transformaatorite kaitsetase IP20 ja väliskütte transformaatorite kaitsetase IP44; elektrienergia tööstuse ja võrguettevõtete tehnilised standardid seda ei spetsifitseeri. Selleks, et tuvastada, kas imetatud transformaatorid on ikka veel kasutuses, teostatakse see artikkel simulatsioonimetst imetamiseks, analüüsib muutusi pärast imetamist ja pakub soovitusi kvaliteedijärelevalve parandamiseks, et parandada transformaatorite vesikindlust.
2 Transformaatori imetamise omaduste teoreetiline analüüs
Madalpingeliste arvestustransformaatorite peamised omadused on isolatsiooniomadused ja arvestusomadused. Isolatsiooniomadused hõlmavad peamiselt isolatsioonipinge ja võrgutinge kandevõimet, arvestusomadused kajastuvad põhierroris. Imetamise omadused viitavad transformaatori isolatsioonipingu, võrgutinge kandevõime ja põhierrori muutustele enne ja pärast imetamist ning kuivatamist.
2.1 Isolatsioonipinge
Isolatsioonipinge R koosneb ruumipingest Rv ja pinnapingest Rs, nagu näidatakse valemis (1). Ruumipinge v ja pinnapinge s on näidatud valemites (2) ja (3).
Valemis on EV DC-elektrivälja tugevus isolatsioonimaterjali sees; JV on stabiilse joone tihekus; ES on DC-elektrivälja tugevus; α on lineaarne joontihedus.
Isolatsioonipinge on suuresti mõjutatud niiskusest. Kuna vee elektrijuhtivus on palju kõrgem kui epoksihariliste isolatsioonimaterjalide, ja vesi omab suurt dielektrilist konstanti, mis vähendab ioonide ioniseerimisenergiat. Seega, kui isolatsioonimaterjal imetatakse, siis pinnapinge langab kiiresti, samas kui ruumipinge muutub vähe; kui imetatud materjal kuivatab, ja kui meediumi veevastane vastupidavus on tavapärane või casti kehas on puudusi, siis pinnapinge taastub kiiresti, kuid ruumipinge langab oluliselt ja ei saa efektiivselt taastuda.
2.2 Võrgutinge kandevõime
Võrgutinge kandevõime testimiseks rakendatakse testpinge sekundaarse terminaali, põhja plaatide ja maapinna vahel. Mitteühtlase elektrovälja korral võib meediumi murdväljak tugevust ligikaudselt arvutada valemiga (4).
Valemis on EBD murdväljak (tipuväärtus) insulateeriva materjali kahe elektrodi vahel; UBD on dielektriku murdmine (efektiivväärtus); s on murdvahemaa, ja η on elektrivälja kasutuseeskirja tegur.
2.3 Põhierror
Arvestustransformaatori põhierrorid hõlmavad suhtearvu errorit ja faasi errorit. Olgu milline tahes töötingimus, põhierror ei tohi ületada standardis määratud täpsuse taseme vastavat erroripiiri, et seda saaks kasutada.
3 Testitingimused
3.1 Testnäidistite valik
Valitakse juhuslikult epoksiharilise isolatsiooniga madalpingelisi arvestustransformaatoreid, mida testitakse järjest kahte rühma. Testnäidistite testgruppide ja parameetrite jagamine on näidatud tabelis 1.
3.2 Testseadmed
Testides kasutatud seadmete ja parameetrite näidatud tabel 2.
3.3 Imetamistest
Test käivitatakse vastavalt GB/T 4208 - 2017 "Koormevarjundite (IP koodid) pooldata" IPX8 eeskirjale, kasutades puhtat vett. Koormevarjundite korral, mille kõrgus on vähem kui 850 mm, peab alamäära olema 1000 mm all veepinna alt. Enne testi mõõdetakse esmalt testnäidistite isolatsioonipinge, võrgutinge kandevõime ja põhierror, järgnevalt teostatakse imetamistest.
Esimeses testigruppis panuti sama tootja kolm testnäidistit imetamistestseadmesse. Langes tapvesi, veetaseme kõrgus oli 1000 mm ja veetemperature oli 15 °C. Pärast 5 päeva imetamist võeti need välja, nende peal olevad vesitippid teritaud ja neid jäetakse 15 minutit seisima. Kuivatatud testnäidistitega tehti testid. Seejärel tehti testid igal päeval 10 päeva jooksul. Lõpuks hõidati neid 5 päeva külmavarjundites ja tehti testid uuesti. Teises testigruppis suurendati näidistite arvu. Viie juhuslikult valitud tootja testnäidistid imetati otse 10 päeva, seejärel hõidati neid 5 päeva külmavarjundites ja tehti testid uuesti.
3.4 Testandmed
3.4.1 Isolatsioonipinge
Isolatsioonipinge mõõdeti 500V DC-voolu ulatuses. Kahe testigrupi isolatsioonipingu väärtused (osaliselt) on näidatud tabelites 3 ja 4.
#3 testnäidistikul oli suuruselt suurim isolatsioonipingu muutumistase. Pärast 10 päeva imetamist oli isolatsioonipinge 43,3 MΩ. Pärast 5 päeva kuivatamist oli isolatsioonipinge 46,0 MΩ, ja muutumistase oli -99%. Pärast imetamistest ja kuivatamist taastus ülejäänud 7 testnäidistiku isolatsioonipinge algse kuivade olekuga sarnasele järjekorra suurusele.
3.4.2 Võrgutinge kandevõime
Kahe testigrupi 8 testnäidistist enne ja pärast läbisid 7 võrgutinge kandevõime testi. Ainus #3 testnäidistik osutas pingetõstmise raskepanekut testi ajal, ja oli väga selgelt mõeldav lõhn. Testi järel leiti #3 testnäidistikus selgelt veetraceid alumise platina ja epoksiharilise vahel. Selles testnäidistikus oli selge vahe alumise platina harilise jaoks. Testi järel näidistik alumine platina on näidatud Joonis 1. Niiske keskkonnas, kus on imetamist, siseneb välisniiskus peamise keha sisse läbi vahe, mis ei suuda välja purustuda, mis viib isolatsioonitaseme langetumiseni.
3.4.3 Põhierror
Erroritestide teostati 8 testnäidistile nii enne kui ka pärast imetamist. Näiteks testnäidistikul #3 on erroritestide andmed näidatud tabelis 5.
4 Testianalüüs
Madalpingelised arvestustransformaatorid koosnevad peamiselt isolatsioonimaterjalidest, raudkeradest ja vanematidest. Nad kasutavad vastuvalmistusprotsessi: epoksiharilik, silikiidi mikrojääged, kõrbestamisagentid, kiirendajad ja vulkaniseerimisagentid segatakse kindlates protsentides, segatakse ühtlaseks ja vastuvalmistatakse tingimustes, mis takistavad vedeliku muutumist.
4.1 Isolatsioonipinge
Joonis 2 on histogramm, mis näitab erinevates testrühmades arvestustransformaatorite isolatsioonipingu andmejaotust. Suurem osa testitud transformaatoritest näitab imetamise ja kuivatamise järel sarnast isolatsioonipingu muutust: algne oluline langus imetamise ajal, seejärel tõus tagasi algsele kuiva olekule. Ainus #3 testnäidistik näitab -99% isolatsioonipingu muutustase kuivatamise järel, mis on lähedal 30 MΩ lubatud kriitilisele väärtusele.
Teise testrühma näidistike korral varieeruvad isolatsioonipingu muutused imetamise järel. #01, #03, #04, #05 langevad kriitilisse väärtusse; #02 jääb peaaegu muutumatuteks. 5-päevase kuivatamise järel naasevad nad peaaegu algsele vastupanu tasemele, mis näitab, et #02-l on suurepärane isolatsioonikast, kus ei pääse vesi sisse pikaajalise imetamise järel.
Temperatuur (mis on siin ebasoods) ja niiskus mõjutavad isolatsioonipinge. Niiskuse muutused enne ja pärast testi on suured. Tavaliselt langeb pinnapinge, kuid ruumipinge jääb muutumatuteks. Kui isolatsioonimaterjalil on madal veevastane vastupidavus või on kasti puudusi, siis peamine isolatsioonimeedium imetab vett. Isegi kuivatatud jäädakse sisetunev vesi. Pinnapinge taastub, kuid ruumipinge langeb oluliselt ja ei saa efektiivselt taastuda, mis vähendab kogu isolatsioonipinge.
4.2 Võrgutinge kandevõime
Epoksihariliste isolatsiooniga madalpingelised arvestustransformaatorid omavad suurt isolatsioonivarut. Tavaliselt ei põhjusta pinna niiskus pinnavoolu, ja nad läbivad võrgutinge kandevõime testi pärast imetamist ja kuivatamist.
Siiski võimaldavad isolatsioonimeediumis olevad väikesed aukud imetamise järel vee molekulide sissepääsu, moodustudes vesikaldunud mikroaukud, mis muudavad soliidse dielektriku soliid-seeste kombinatsiooniks. Vesikaldunud mikroaukudes olev vesi polariseerub ja deformeerub elektrivälja all, muutudes sfäärist ellipsoidi, luues kanaleid ja vähendades murdväljakut. Rohkem vett, tihedamad kanalid ja pikem imetamisaeg suurendavad murdriski. Õhkaukud kastis võimaldavad vee sissepääsu. Need tegurid põhjustavad voolu testi ajal, nagu näha testnäidistikul #3.
4.3 Põhierror
Transformaatori error sõltub ainult keraga magnetilistest omadustest ja vanemaite parameetritest. Enne ja pärast imetamist jäävad keraga激励我继续翻译，但我注意到之前的翻译已经完成了。如果您有新的内容需要翻译或对现有翻译有任何修改要求，请告诉我！
