چیست آزمون ولتاژ بالا

آزمون ولتاژ بالا چیست؟

تعریف آزمون ولتاژ بالا

آزمون ولتاژ بالا شامل رویه‌هایی است تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات الکتریکی می‌توانند در طول عمر عملیاتی خود، مقاومت در برابر انواع تنش‌های ولتاژی داشته باشند.

روش‌های آزمون ترانسفورماتور

برای ارزیابی تمامیت سیستم‌های الکتریکی ضروری است، از جمله آزمون‌های قدرت دی الکتریک، ظرفیت و ولتاژ شکست.

نوع آزمون‌ها

عموماً چهار نوع از روش‌های آزمون ولتاژ بالا بر روی تجهیزات ولتاژ بالا اعمال می‌شود که عبارتند از

آزمون‌های پایدار با فرکانس پایین

این آزمون معمولاً در فرکانس شبکه (در چین ۵۰ هرتز و در آمریکا ۶۰ هرتز) انجام می‌شود. این آزمون به طور گسترده‌ای بر روی تجهیزات ولتاژ بالا انجام می‌شود. این آزمون بر روی نمونه‌ای از مواد عایق‌بندی انجام می‌شود تا قدرت دی الکتریک و زیان‌های دی الکتریک مواد عایق‌بندی تعیین و تضمین شود. این آزمون همچنین بر روی تجهیزات ولتاژ بالا و عایق‌های الکتریکی ولتاژ بالا انجام می‌شود تا قدرت دی الکتریک و زیان‌های این تجهیزات و عایق‌ها تضمین شود.

رویه آزمون پایدار با فرکانس پایین

رویه آزمون بسیار ساده است. ولتاژ بالا به وسیله یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا به یک نمونه از عایق یا تجهیز تحت آزمون اعمال می‌شود. یک مقاومت در سری با ترانسفورماتور متصل می‌شود تا جریان کوتاه‌مدار در صورت رخ دادن خرابی در دستگاه تحت آزمون محدود شود. مقاومت باید با تعداد اهم‌های مشابه با ولتاژ بالا که به دستگاه تحت آزمون اعمال می‌شود، رتبه‌بندی شود.

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 کوتاه‌مدار، جریان خطا به یک آمپر محدود شود. برای این آزمون ولتاژ بالای فرکانس شبکه برای مدت طولانی مشخصی به نمونه یا تجهیز تحت آزمون اعمال می‌شود تا توانایی تحمل ولتاژ بالا به طور مداوم تضمین شود.

نکته: ترانسفورماتور مورد استفاده برای تولید ولتاژ بسیار بالا در این نوع روش آزمون ولتاژ بالا، ممکن است دارای رتبه‌بندی توان بالا نباشد. اگرچه ولتاژ خروجی بسیار بالا است، اما جریان حداکثری به یک آمپر محدود می‌شود. گاهی اوقات، ترانسفورماتورهای پلکانی برای دریافت ولتاژ بسیار بالا، در صورت نیاز، استفاده می‌شوند.

آزمون ولتاژ مستقیم بالا (DC)

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

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

در آزمون ولتاژ مستقیم بالا تجهیزات متناوب، ولتاژ مستقیم حدود دو برابر ولتاژ اسمی به تجهیز تحت آزمون برای ۱۵ دقیقه تا ۱.۵ ساعت اعمال می‌شود. اگرچه آزمون ولتاژ مستقیم بالا جایگزین کامل آزمون ولتاژ متناوب بالا نیست، اما همچنان در مواردی که آزمون HVAC امکان‌پذیر نیست، قابل اجرا است.

آزمون فرکانس بالا.

عایق‌های مورد استفاده در سیستم انتقال ولتاژ بالا ممکن است در طی اختلالات فرکانس بالا به خرابی یا اشعه‌ای انجام شوند. اختلالات فرکانس بالا در سیستم HV به دلیل عملیات تغییر وضعیت یا دلایل خارجی دیگر رخ می‌دهند. فرکانس بالا در توان می‌تواند حتی در ولتاژ نسبتاً پایین به دلیل زیان‌های دی الکتریک بالا و گرم شدن، عایق‌ها را خراب کند.

بنابراین عایق‌های تمامی تجهیزات ولتاژ بالا باید توانایی تحمل ولتاژ فرکانس بالا را در طول عمر معمولی خود تضمین کنند. عموماً قطع ناگهانی جریان خط در طی تغییر وضعیت و خطای مدار باز، موجب افزایش فرکانس موج ولتاژ در سیستم می‌شود.

مشاهده شده است که زیان دی الکتریک برای هر چرخه از 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 موجب گرم شدن بیش از حد عایق می‌شود. گرم شدن بیش از حد در نهایت موجب خرابی عایق می‌شود که ممکن است با انفجار عایق‌ها رخ دهد. بنابراین برای تضمین توانایی تحمل ولتاژ فرکانس بالا، آزمون فرکانس بالا بر روی تجهیزات ولتاژ بالا انجام می‌شود.

آزمون انبساط یا ضربه.

ممکن است تأثیرات انبساط یا برق گроз بر خطوط انتقال بسیار زیاد باشد. این پدیده‌ها می‌توانند عایق‌های خط انتقال را خراب کنند و ممکن است همچنین ترانسفورماتورهای الکتریکی متصل به انتهای خطوط انتقال را حمله کنند. آزمون‌های انبساط یا ضربه آزمون‌های ولتاژ بسیار یا فوق العاده بالا هستند که برای بررسی تأثیرات انبساط یا برق گроз بر تجهیزات انتقال انجام می‌شوند.

عموماً ضربه مستقیم برق گроз به خط انتقال بسیار نادر است. اما وقتی ابر باردار به خط انتقال نزدیک می‌شود، خط به دلیل بار الکتریکی داخل ابر به طور مخالف بار می‌شود. وقتی این ابر باردار به طور ناگهانی به دلیل ضربه برق گроз نزدیک به آن خالی می‌شود، بار القایی خط دیگر محدود نیست بلکه با سرعت نور در خط حرکت می‌کند.

بنابراین مشخص است که حتی اگر برق گроз مستقیماً به هادی انتقال ضربه ندهد، هنوز هم اختلال ولتاژ موقتی رخ می‌دهد.به دلیل خالی شدن برق گроз در خط یا نزدیک به خط، موج ولتاژ با لبه پله‌ای در طول خط حرکت می‌کند. شکل موج به شرح زیر است.

در طول حرکت این موج، تنش ولتاژ بالا بر روی عایق رخ می‌دهد. به دلیل اینکه ضربه ضربه برق گroz اغلب باعث خرابی خشکانه عایق‌ها می‌شود، بنابراین بررسی صحیح عایق‌ها و بخش‌های عایق‌بندی تجهیزات ولتاژ بالا باید به درستی با آزمون ولتاژ بالا انجام شود.

قدرت دی الکتریک و زیان‌ها

این پارامترها برای درک اینکه چقدر عایق می‌تواند مقاومت در برابر تنش الکتریکی و گرم شدن را داشته باشد، به ویژه در فرکانس‌های مختلف ولتاژ، حیاتی هستند.