تحلیل خطاهای تخلیه شین زیراستانسیون و راهکارهای آن

1. روش‌های تشخیص دادن تخلیه از مجموعه‌بر

1.1 آزمون مقاومت عایق

آزمون مقاومت عایق یک روش ساده و معمول در آزمون‌های عایق الکتریکی است. این آزمون به طور قابل توجهی حساس به نقص‌های عایق‌بندی نوع عبوری، جذب رطوبت کلی و آلودگی سطحی است - شرایطی که معمولاً با کاهش قابل توجه مقادیر مقاومت همراه است. با این حال، در تشخیص پیری محلی یا نقص‌های تخلیه جزئی کمتر موثر است.

با توجه به کلاس عایق‌بندی تجهیزات و نیازهای آزمون، تست‌کننده‌های مقاومت عایق معمول از ولتاژهای خروجی 500 V، 1,000 V، 2,500 V یا 5,000 V استفاده می‌کنند.

1.2 آزمون تحمل ولتاژ متناوب فرکانس شبکه

آزمون تحمل ولتاژ متناوب یک سیگنال ولتاژ متناوب با ولتاژ بالاتر از ولتاژ اسمی تجهیزات را برای مدت مشخص (معمولاً یک دقیقه مگر اینکه به صورت متفاوت تعیین شده باشد) به عایق اعمال می‌کند. این آزمون به طور موثر نقص‌های محلی عایق را شناسایی می‌کند و توانایی عایق برای تحمل ولتاژهای بیش از حد در شرایط عملیاتی واقعی را ارزیابی می‌کند. این مهم‌ترین و قطعی‌ترین آزمون عایق برای جلوگیری از شکست عایق است.

با این حال، این یک آزمون ویرانگر است که ممکن است نقص‌های عایق موجود را تسریع کند و باعث تخریب تجمعی شود. بنابراین، سطوح ولتاژ آزمون باید با دقت بر اساس GB 50150–2006 کد آزمون‌های پذیرش تجهیزات الکتریکی در پروژه‌های نصب الکتریکی انتخاب شوند. استانداردهای آزمون برای عایق‌های سرامیکی و آلی جامد در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1: استانداردهای تحمل ولتاژ متناوب برای عایق‌های سرامیکی و آلی جامد

روش‌های مختلف تحمل ولتاژ متناوب وجود دارد، از جمله آزمون فرکانس شبکه، رزونانس سری، رزونانس موازی و رزونانس سری-موازی. برای آزمون تخلیه مجموعه‌بر، آزمون تحمل ولتاژ متناوب استاندارد فرکانس شبکه کافی است. تنظیمات آزمون باید بر اساس ولتاژ آزمون، ظرفیت و تجهیزات موجود تعیین شود، معمولاً با استفاده از یک مجموعه آزمون ولتاژ متناوب کامل.

1.3 آزمون اشعه‌ای

همه اجسام با دمای بالاتر از صفر مطلق به طور مداوم اشعه‌ای تحت‌قرمز تابیده می‌کنند. مقدار انرژی تحت‌قرمز و توزیع طول موج آن به طور نزدیکی با دمای سطح جسم مرتبط است. با اندازه‌گیری این تابش، تصویربرداری تحت‌قرمز می‌تواند دمای سطح را به طور دقیق تعیین کند - که اساس علمی اندازه‌گیری دما تحت‌قرمز است.

از دیدگاه نظارت و تشخیص تحت‌قرمز، نقص‌های تجهیزات ولتاژ بالا می‌توانند به دو دسته عمده تقسیم شوند: خارجی و داخلی. نقص‌های خارجی در بخش‌های مورد نمایش رخ می‌دهند و می‌توانند به طور مستقیم با استفاده از دستگاه‌های تحت‌قرمز شناسایی شوند. نقص‌های داخلی اما در عایق‌های جامد، روغن یا قفسه‌ها پنهان هستند و به دلیل مسدود شدن توسط مواد عایق‌بندی، شناسایی مستقیم آن‌ها دشوار است.

تشخیص تحت‌قرمز تخلیه مجموعه‌بر شامل اندازه‌گیری دما، محاسبه تفاوت دمای نسبی (با توجه به دمای محیط) و مقایسه با مجموعه‌برهای عادی عملیاتی است. این امر امکان شناسایی بصری نقاط گرم شدن و تخلیه را فراهم می‌کند.

2. کاربرد فناوری‌های جدید

2.1 فناوری تصویربرداری فرابنفش (UV)

هنگامی که تنش الکتریکی محلی تجهیزات برق‌زده از یک آستانه بحرانی عبور کند، یونیزاسیون هوا رخ می‌دهد که منجر به تخلیه کرونا می‌شود. تجهیزات ولتاژ بالا معمولاً به دلیل طراحی ضعیف، ساخت، نصب یا نگهداری نامناسب تخلیه تجربه می‌کنند. بسته به قدرت میدان الکتریکی، این می‌تواند منجر به کرونا، خروج از کنترل یا قوس الکتریکی شود. در زمان تخلیه، الکترون‌های هوا انرژی می‌گیرند و آن را آزاد می‌کنند - که وقتی انرژی آزاد می‌شود، نور فرابنفش (UV) تابیده می‌کند.

فناوری تصویربرداری فرابنفش این تابش UV را تشخیص می‌دهد، سیگنال را پردازش می‌کند و آن را بر روی تصویر نور مرئی که بر روی صفحه نمایش شده است، اضافه می‌کند. این امکان موقعیت و شدت دقیق کرونا را فراهم می‌کند و داده‌های قابل اعتمادی برای ارزیابی وضعیت تجهیزات ارائه می‌دهد.

2.2 آزمون اولتراسونیک (UT)

آزمون اولتراسونیک (UT) یک روش بازرسی صنعتی قابل حمل و غیرمخرب است. این روش امکان شناسایی، مکان‌یابی، ارزیابی و تشخیص سریع، دقیق و غیرتهاجمی نقص‌های داخلی مانند شکست‌ها، حفره‌ها، ریزساختار و آلودگی‌ها را در محیط‌های آزمایشگاهی و میدانی فراهم می‌کند.

امواج اولتراسونیک امواج الاستیکی هستند که از طریق گازها، مایعات و جامدات منتشر می‌شوند. آن‌ها بر اساس فرکانس تقسیم‌بندی می‌شوند: زیرصوت (<20 Hz)، صوت قابل شنیدن (20–20,000 Hz)، اولتراسونیک (>20,000 Hz) و امواج فراتراز صوت. اولتراسونیک مانند نور در پراکندگی و انکسار رفتار می‌کند.

هنگامی که امواج اولتراسونیک از طریق یک ماده حرکت می‌کنند، تغییرات در خصوصیات آکوستیکی و ساختار داخلی تأثیراتی بر انتشار امواج دارد. با تحلیل این تغییرات، آزمون اولتراسونیک خصوصیات ماده و تمامیت ساختاری را ارزیابی می‌کند. روش‌های معمول شامل عبور-انتقال، پالس-پس‌تاب و روش‌های ترکیبی هستند.

детектори дефектів цифрового ультразвуку випускають ультразвукові хвилі до об'єкта тестування і аналізують відображення, ефекти Допплера або проходження, щоб отримати внутрішню інформацію, яка потім перетворюється на зображення. Ця технологія дуже ефективна для оцінки стану ізоляції працюючих високовольтних шин.

3. راه‌حل‌های خاص برای تخلیه مجموعه‌بر ولتاژ بالا

اگر تخلیه ناهماهنگ در مجموعه‌برهای ولتاژ بالا به طور سریع حل نشود، می‌تواند منجر به گرم شدن بیش از حد عایق، شکست نهایی عایق و حتی قطع بزرگ برق شود. بنابراین، نقص‌های تخلیه باید به سرعت حل شده و به طور پیشگیرانه جلوگیری شود.

3.1 آزمون‌های کمیسیونینگ و پذیرش دقیق

بسیاری از نقص‌های تخلیه مجموعه‌بر ناشی از کارکرد ضعیف یا عدم مسئولیت در طول ساخت هستند. کارشناسان آزمون باید به طور دقیق کدها و استانداردها را در طول آزمون‌های پذیرش تجهیزات جدید دنبال کنند، ریسک‌های تخلیه بالقوه را از ابتدا شناسایی کنند و آن‌ها را قبل از کمیسیونینگ اصلاح کنند.

3.2 جایگزینی عایق‌های مجموعه‌بر پیر

بیشتر تخلیه‌های عملیاتی مجموعه‌بر ناشی از پیری عایق‌های پشتیبان است. باید یک inventories جزئی حفظ شود و عایق‌ها باید بر اساس عمر مفید جایگزین شوند تا تضمین شود که قدرت عایق کافی است.

3.3 تجزیه و تحلیل جامع با استفاده از آزمون‌های عایق و تشخیصی

آزمون‌های عایق می‌توانند به طور موثر نقص‌های تخلیه شدید را تشخیص دهند. با این حال، برای تخلیه‌های اولیه یا پنهان، نیاز به روش‌های تشخیصی پیشرفته مانند تصویربرداری تحت‌قرمز، تصویربرداری فرابنفش و آزمون اولتراسونیک برای تشخیص و مداخله اولیه است. بنابراین، تجزیه و تحلیل جامع ترکیبی از آزمون‌های عایق و آزمون‌های تشخیصی برای جلوگیری و کاهش مؤثر از شکست‌های تخلیه مجموعه‌بر ضروری است.