چه کاربردی دارد آزمون فشار بالا

چه می‌باشد آزمون ولتاژ بالا؟

تعریف آزمون ولتاژ بالا

آزمون ولتاژ بالا شامل روش‌هایی است که برای اطمینان از تحمل دستگاه‌های الکتریکی در برابر تنش‌های مختلف ولتاژ در طول عمر عملیاتی آنها انجام می‌شود.

روش‌های آزمون ترانسفورماتور

برای ارزیابی تمامیت سیستم‌های الکتریکی، شامل آزمون‌های مقاومت دی الکتریک، ظرفیت و ولتاژ شکست ضروری است.

نوع آزمون‌ها

در مجموع چهار نوع اصلی از روش‌های آزمون ولتاژ بالا بر روی تجهیزات ولتاژ بالا اعمال می‌شود که عبارتند از

آزمون‌های پایدار با فرکانس کم

این آزمون معمولاً در فرکانس توان (در چین ۵۰ هرتز و در آمریکا ۶۰ هرتز) انجام می‌شود. این آزمون ولتاژ بالایی است که بیشترین استفاده را دارد و بر روی تجهیزات ولتاژ بالا انجام می‌شود. این آزمون بر روی نمونه‌ای از مواد دی الکتریک برای تعیین و اطمینان از مقاومت دی الکتریک و زیان‌های دی الکتریک انجام می‌شود. این آزمون همچنین بر روی تجهیزات ولتاژ بالا و جداکننده‌های الکتریکی ولتاژ بالا انجام می‌شود تا مقاومت دی الکتریک و زیان‌های این تجهیزات و جداکننده‌ها را تضمین کند.

روش آزمون پایدار با فرکانس کم

روش آزمون بسیار ساده است. ولتاژ بالا به طور مستقیم به نمونه‌ای از عایق یا تجهیزات تحت آزمون اعمال می‌شود با استفاده از یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا. یک مقاومت به صورت سری با ترانسفورماتور متصل می‌شود تا جریان کوتاه مداری در صورت رخ دادن خرابی در دستگاه تحت آزمون محدود شود. مقاومت باید به اندازه ولتاژ بالا که به دستگاه تحت آزمون اعمال می‌شود، اهم داشته باشد.

این بدان معناست که مقاومت باید یک اهم بر ولت باشد. به عنوان مثال اگر در طول آزمون ۲۰۰ کیلوولت اعمال کنیم، مقاومت باید ۲۰۰ کیلواهم باشد تا در شرایط نهایی کوتاه مداری، جریان خطا به یک آمپر محدود شود. برای این آزمون ولتاژ بالای توان بر نمونه یا تجهیزات تحت آزمون برای مدت طولانی خاصی اعمال می‌شود تا توانایی تحمل ولتاژ بالای مداوم دستگاه تضمین شود.

نکته: ترانسفورماتوری که برای تولید ولتاژ بسیار بالا در این نوع روش آزمون ولتاژ بالا استفاده می‌شود، ممکن است دارای رتبه قدرت بالا نباشد. هرچند ولتاژ خروجی بسیار بالا است، اما جریان حداکثری به یک آمپر محدود شده است. گاهی اوقات، ترانسفورماتورهای پله‌ای برای تولید ولتاژ بسیار بالا استفاده می‌شوند اگر لازم باشد.

آزمون ولتاژ مستقیم بالا

آزمون ولتاژ مستقیم بالا معمولاً برای تجهیزاتی که در سیستم انتقال ولتاژ مستقیم بالا استفاده می‌شوند مناسب است. اما این آزمون همچنین برای تجهیزات ولتاژ متناوب بالا نیز قابل استفاده است، زمانی که آزمون ولتاژ متناوب بالا به دلیل شرایط غیرقابل اجتناب امکان‌پذیر نیست.

به عنوان مثال، عموماً در محل، پس از نصب تجهیزات، تنظیم ولتاژ متناوب بالا بسیار دشوار است زیرا ترانسفورماتور ولتاژ بالا در محل موجود نیست. بنابراین، آزمون ولتاژ بالا با ولتاژ متناوب در محل پس از نصب تجهیزات امکان‌پذیر نیست. در این وضعیت آزمون ولتاژ مستقیم بالا مناسب‌ترین گزینه است.

در آزمون ولتاژ مستقیم بالا تجهیزات متناوب، ولتاژ مستقیم حدود دو برابر ولتاژ اسمی معمولی برای ۱۵ دقیقه تا ۱.۵ ساعت به تجهیزات تحت آزمون اعمال می‌شود. اگرچه آزمون ولتاژ مستقیم بالا جایگزین کامل آزمون ولتاژ متناوب بالا نیست، اما هنوز هم در جاهایی که آزمون ولتاژ متناوب بالا امکان‌پذیر نیست قابل استفاده است.

آزمون فرکانس بالا

عایق‌هایی که در سیستم انتقال ولتاژ بالا استفاده می‌شوند ممکن است در طی اختلالات فرکانس بالا به خرابی یا شعله‌زنی برسند. اختلالات فرکانس بالا در سیستم ولتاژ بالا به دلیل عملیات تغییر دهنده یا دلایل خارجی دیگر رخ می‌دهند. فرکانس بالا در توان می‌تواند حتی در ولتاژ نسبتاً کم به خاطر زیان دی الکتریک بالا و گرم شدن منجر به خرابی عایق‌ها شود.

بنابراین عایق تمامی تجهیزات ولتاژ بالا باید توانایی تحمل ولتاژ فرکانس بالا را در طول عمر عملیاتی خود تضمین کند. عموماً قطع ناگهانی جریان خط در طی عملیات تغییر دهنده و خطا باز مداری، باعث افزایش فرکانس موج ولتاژ در سیستم می‌شود.

پیدا شده است که زیان دی الکتریک برای هر چرخه توان تقریباً ثابت است. بنابراین در فرکانس بالا زیان دی الکتریک در هر ثانیه بسیار بیشتر از فرکانس توان معمولی می‌شود. این زیان دی الکتریک سریع و زیاد باعث گرم شدن مفرط عایق می‌شود. گرم شدن مفرط در نهایت منجر به خرابی عایق می‌شود که ممکن است با انفجار عایق رخ دهد. بنابراین برای تضمین توانایی تحمل ولتاژ فرکانس بالا، آزمون فرکانس بالا بر روی تجهیزات ولتاژ بالا انجام می‌شود.

آزمون سرشار یا ضربه‌ای

می‌تواند تأثیر بزرگی از سرشار یا برق از آسمان بر خطوط انتقال وجود داشته باشد. این پدیده‌ها می‌توانند عایق خطوط انتقال را خراب کنند و ممکن است همچنین ترانسفورماتورهای توان الکتریکی متصل به انتهای خطوط انتقال را حمله کنند. آزمون‌های سرشار یا ضربه‌ای آزمون‌های ولتاژ بسیار یا خیلی بالا هستند که برای بررسی تأثیرات سرشار یا برق از آسمان بر تجهیزات انتقال انجام می‌شوند.

معمولاً ضربه مستقیم برق از آسمان به خطوط انتقال بسیار نادر است. اما وقتی یک ابر باردار به خطوط انتقال نزدیک می‌شود، خط به دلیل بار الکتریکی داخل ابر باردار مخالف شارژ می‌شود. وقتی این ابر باردار به طور ناگهانی به دلیل ضربه برق از آسمان نزدیک به آن خالی می‌شود، بار القایی خط دیگر محدود نیست و با سرعت نور در خط حرکت می‌کند.

بنابراین مشخص است که حتی اگر برق از آسمان مستقیماً به هادی انتقال ضربه ندهد، همچنان یک اختلال ولتاژ موقتی وجود خواهد داشت. به دلیل خالی شدن برق از آسمان روی خط یا نزدیک به خط، یک موج ولتاژ با قدمه از طریق خط حرکت می‌کند. شکل موج در زیر نشان داده شده است.

در طول حرکت این موج، تنش ولتاژ بالا روی عایق رخ می‌دهد. این باعث خرابی خشن عایق‌ها توسط ضربه برق از آسمان می‌شود. بنابراین بررسی صحیح عایق‌ها و بخش‌های عایق تجهیزات ولتاژ بالا باید به درستی با آزمون ولتاژ بالا انجام شود.

مقاومت دی الکتریک و زیان‌ها

این پارامترها برای درک اینکه چگونه عایق می‌تواند تنش الکتریکی و گرمایی را تحمل کند، به ویژه در فرکانس‌های مختلف ولتاژ، بسیار مهم هستند.