Αμφισβητήσεις Απομόνωσης και Μέθοδοι Ελέγχου Αντοχής σε Τάση για Υψηλής Τάσης Ολικά Μοντέλα Reactors

1 Έρευνα των Ελαττωμάτων Απομόνωσης σε Υψηλής Τάσης Οικοδομής Βυθισμένων Ρεακτών

Κύριες προκλήσεις κατά τη λειτουργία υψηλής τάσης βυθισμένων ρεακτών περιλαμβάνουν ελαττωματικές απομονώσεις, θέρμανση από μαγνητική διάρροη του σιδηρού, ταλαντώσεις/ήχο και διαρροή λάδιου.

1.1 Ελαττωματικές Απομονώσεις

Οι παράλληλα συνδεδεμένοι ρεακτόρες, όταν συνδέονται με την κύρια πρώτη κατάνωμα του δικτύου και τεθούν σε λειτουργία, λειτουργούν μακροχρόνια σε πλήρη ισχύ. Η μακροχρόνια υψηλή τάση αυξάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας, επιταχύνοντας τη γήρανση των υλικών απομόνωσης των κατάνωματων και του λαδιού. Δυνητικά ελαττώματα: κατάρρευση απομόνωσης κατάνωμα-γη, μεταξύ στρωμάτων κατάνωμα. Οι τριφασικοί ρεακτόρες αντιμετωπίζουν επίσης κινδύνους κατάρρευσης απομόνωσης ανάμεσα στις φάσεις.

1.2 Θέρμανση από Μαγνητική Διάρροη του Σιδηρού

Τα αέρια χάσματα καθιστούν την πυκνότητα μαγνητικής διάρροης των ρεακτόρων πολύ υψηλότερη από των μετατροπέων. Κοντά στο σιδηρούχο, το στέρνο και τα υποστηρικτικά κατάνωμα, η ένταση της διάρροης είναι αρκετές φορές υψηλότερη από τους μετατροπείς. Η διάρροη μέσω του σιλικονίου σιδήρου προκαλεί επιπλέον απώλεια ενέργειας και τοπική υπερθέρμανση, ειδικά όπου η διάρροη διασχίζει κατακόρυφα το σιδηρούχο στέρνο (π.χ., στερνά σφίξεως, σιδηρούχες πλάκες). Μια μεγάλη πρόκληση για βυθισμένους ρεακτόρες σε δίκτυα υψηλής τάσης.

1.3 Ταλαντώσεις και Ήχος

Τα αέρια χάσματα χωρίζουν το μαγνητικό μονοπάτι του ρεακτόρα σε περιοχές με ανεξάρτητα μαγνητικά πόλοι. Οι αλλαγές στην προσελκτική δύναμη των πόλων προκαλούν ταλαντώσεις. Το σιδηρούχο, το σφραγίδα και το πλαίσιο στέρνου μπορεί να προκαλέσει μηχανική συντονία, κάνοντας τις ταλαντώσεις/ήχο των ρεακτόρων να υπερβαίνουν εκείνες των μετατροπέων. Παραβιάσεις όπως λανθασμένη λειτουργία αεριού-ρελέ, σπάσιμο αλουμινίου, έρημος απομόνωσης, χαλάρωση σιδηρούχων πλακών και απολύμανση συστημάτων περιορισμού προκαλούνται από μακροχρόνιες ταλαντώσεις. Ο ήχος είναι στενά συνδεδεμένος με την ταλάντωση του σιδηρούχου.

1.4 Διάρροη Λαδιού

Η διάρροη λαδιού διαταράσσει τη σταθερή λειτουργία, ρυπαίνει το περιβάλλον και δημιουργεί κίνδυνο για την ασφάλεια. Και οι εγχώριοι και οι εισαγόμενοι βυθισμένοι ρεακτόρες συνήθως διαρρέουν λάδι, λόγω κακής ελέγχου διαδικασίας από τους κατασκευαστές και της ταλάντωσης κατά τη μεταφορά/λειτουργία που επιδεινώνει τη διάρροη.

2 Αρχές και Χαρακτηριστικά Δύο Μεθόδων Συμφωνικής Τάσης
2.1 Μέθοδος Συμφωνικής Τάσης Σειράς

Η μέθοδος συμφωνικής τάσης σειράς είναι μια πολύ αποτελεσματική στρατηγική για την εξέταση της απομόνωσης υψηλής τάσης ηλεκτρικού εξοπλισμού. Επιδεικνύει αναντικατάστατη χρησιμότητα, ειδικά στην επιτόπια αξιολόγηση της απομόνωσης ρεακτόρων σε υπερυψηλής τάσης υποσταθμείς. Αυτή η τεχνολογία επιτυγχάνει κυρίως την παραγωγή μιας σχετικά υψηλής δοκιμαστικής τάσης, ακόμη και με μικρή ισχύ προμήθειας, μέσω της συνεργασίας συντονίας μεταξύ της επαναστατικής αντίστασης του ρεακτόρα και της χωρητικής αντίστασης του κατανεμητικού καταναλωτή σε συγκεκριμένη συχνότητα. Η αρχή της είναι δεικτική στο Σχήμα 1. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της μεθόδου είναι τα εξής:

• Μικρή δοκιμαστική ισχύ. Στη συντονική κατάσταση, η αντίσταση του κύκλου μειώνεται στο ελάχιστο. Συνεπώς, η πραγματική απαιτούμενη ισχύς προμήθειας είναι μόνο ένα μικρό μέρος, πολύ χαμηλότερη από την ολική ισχύ που απαιτείται για την παραγωγή της δοκιμαστικής τάσης. Είναι ειδικά κατάλληλη για επιτόπια χρήση, ειδικά σε περιβάλλοντα με περιορισμένη ισχύ προμήθειας.

• Υψηλή εξόδια τάση. Σε συντονικές συνθήκες, η προμήθεια μπορεί να παράγει μια τάση που πληροί τις απαιτήσεις υψηλής δοκιμής, ακόμη και σε σχετικά χαμηλή συχνότητα. Αυτό δημιουργεί συνθήκες για επιτόπια αξιολόγηση της απομόνωσης υπερυψηλής τάσης ρεακτόρων.

• Καλή ποιότητα κύματος. Η δοκιμή σειράς συμφωνίας μπορεί να εξασφαλίσει την παραγωγή ενός σταθερού κυματομορφή συνημιτόνου σε σταθερή συχνότητα προμήθειας, μειώνοντας αποτελεσματικά την επίδραση των αρμονικών στα αποτελέσματα δοκιμής και εξασφαλίζοντας την ακρίβεια της δοκιμής.

• Απλοϊκός δοκιμαστικός εξοπλισμός. Οι απαιτούμενες συσκευές για αυτή τη δοκιμή είναι σχετικά απλές, αποτελούμενες κυρίως από μια προμήθεια μεταβαλλόμενης συχνότητας, έναν ενθαρρυντικό μετατροπέα και έναν συντονιστικό καταναλωτή, κλπ., ευκολοποιώντας τη μεταφορά και την ταχεία εγκατάσταση επιτόπου.

• Υψηλή ασφάλεια. Εάν το δοκιμαστικό δείγμα καταρρεύσει κατά τη δοκιμή σειράς συμφωνίας, ο κύκλος θα χάσει αμέσως τη συντονική κατάσταση και η εξόδια ρεύματος της προμήθειας θα μειωθεί αιφνιδίως, περιορίζοντας έτσι αποτελεσματικά τη ζημία στο δοκιμαστικό δείγμα και τον δοκιμαστικό εξοπλισμό.

Συνοψίζοντας, οι έρευνες των ελαττωμάτων απομόνωσης παρέχουν βασικά δεδομένα για την επιτόπια αξιολόγηση της απομόνωσης των ρεακτόρων στις υποσταθμείς, καθοδηγώντας την επιλογή της μεθόδου δοκιμής. Μελλοντικές έρευνες θα βελτιώσουν την τεχνολογία επιτόπιας αξιολόγησης για την αύξηση της ακρίβειας/αξιοπιστίας των αξιολογήσεων της κατάστασης απομόνωσης των υψηλής τάσης βυθισμένων ρεακτόρων.

2.2 Μέθοδος Δοκιμής Συμφωνικής Τάσης Ταλάντωσης

Η μέθοδος δοκιμής συμφωνικής τάσης ταλάντωσης είναι μια συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος στην εξέταση της απομόνωσης στα συστήματα ενέργειας. Επιδεικνύει μοναδική σημασία, ειδικά στη δοκιμή τάσης αντίστασης ανάμεσα στις συνεισφορές των ξηρών αερίων ρεακτόρων. Αυτή η τεχνολογία εφαρμόζει κυματομορφές υψηλής συχνότητας ταλάντωσης στο αντικείμενο δοκιμής για την εφαρμογή τάσης, ενώ προκαλεί και αναγνωρίζει ελαττώματα στο σύστημα απομόνωσης όπως τα μερικά διακοπτόμενα. Η αρχή της είναι δεικτική στο Σχήμα 2. Τα βασικά χαρακτηριστικά της δοκιμής συμφωνικής τάσης ταλάντωσης και τα κύρια παράγοντα που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι τα εξής:

• Αρχή εξέτασης: Αυτή η δοκιμή βασίζεται στα χαρακτηριστικά των κυματομορφών υψηλής συχνότητας. Συγκρίνοντας τις κυματομορφές ρεύματος του δοκιμαστικού δείγματος υπό την αναφορική τάση και τη δοκιμαστική τάση, αξιολογεί εάν η κατάσταση απομόνωσης είναι ιδανική. Η ρυθμός αφθίνισης της κυματομορφής και η μεταβολή των σημείων μηδενικής διασέλιδας είναι βασικοί παράμετροι για τη μέτρηση της ποιότητας της απομόνωσης.

• Κυματομορφή δοκιμής: Η κυματομορφή ταλάντωσης που παράγεται από αυτή τη μέθοδο περιέχει πολλά συστατικά υψηλής συχνότητας. Η χρονική διάρκεια της μετώπου της είναι πολύ μικρότερη από εκείνη του κύματος βροντής, που μπορεί να ενεργοποιήσει αποτελεσματικά σήματα μερικής διακοπής που προκαλούνται από ελαττώματα στον εξοπλισμό.

• Δοκιμαστικός εξοπλισμός: Ο εξοπλισμός που απαιτείται για τη δοκιμή συμφωνικής τάσης ταλάντωσης περιλαμβάνει μια προμήθεια DC, φορτιστικούς καταναλωτές, έναν υψηλής τάσης σιλικονητό ρυθμιστή, έναν κενό εκτόξευσης, έναν αντιστάτη μετώπου, κλπ. Η δομή είναι σχετικά πολύπλοκη και θέτει υψηλές απαιτήσεις στο επιτόπιο περιβάλλον δοκιμής.

• Περιβαλλοντικοί παράγοντες: Η δοκιμή συμφωνικής τάσης ταλάντωσης είναι εξαιρετικά ευαίσθητη σε περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και η υγρασία. Πρέπει να εκτελείται υπό αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες για να εξασφαλίσει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων δοκιμής.

• Αντιπαρεμβολική απόδοση: Λόγω της υψηλής τάσης και συχνότητας ταλάντωσης που παράγεται από τη δοκιμή συμφωνικής τάσης ταλάντωσης, οι απαιτήσεις για την εκκαθάριση και την αποκλειστικότητα του δοκιμαστικού εξοπλισμού και των περιβαλλοντικών συνθηκών του συστήματος δοκιμής είναι εξαιρετικά αυστηρές. Χρειάζονται να εφαρμοστούν αποτελεσματικά μέτρα αντιπαρεμβολής.

• Περιορισμοί: Η δοκιμή συμφωνικής τάσης ταλάντωσης έχει ορισμένους περιορισμούς στις επιτόπιες εφαρμογές για υπερυψηλής τάσης ρεακτόρες. Ειδικά στη δοκιμή ρεακτόρων επιπέδου 1000kV, οι υπάρχουσες τεχνικές δυσκολεύονται να επιτευχθούν τα απαιτούμενα επίπεδα υψηλής τάσης και μεγάλης ισχύος.

3 Σύγκριση Δύο Μεθόδων Δοκιμής Συμφωνικής Τάσης

Στην επιτόπια αξιολόγηση της απόδοσης απομόνωσης υψηλής τάσης βυθισμένων ρεακτόρων στις υποσταθμείς, κοινές τεχνικές περιλαμβάνουν τη δοκιμή συμφωνικής τάσης σειράς και τη δοκιμή συμφωνικής τάσης ταλάντωσης. Αυτή η μελέτη διεξάγει ενδελεχή συγκριτική ανάλυση αυτών των δύο μεθόδων, με στόχο να βρει μια λύση πιο κατάλληλη για την επιτόπια αξιολόγηση των υπερυψηλής τάσης υπο