Analiza grešaka iscrpljivanja šine u transformatornoj stanici i njihova rešenja

1. Metode za otkrivanje iskrsavanja na matičnoj šini

1.1 Test otpornosti izolacije

Test otpornosti izolacije je jednostavna i često korišćena metoda u testiranju električne izolacije. Veoma je osetljiv na defekte prolazne izolacije, opšte apsorpcije vlage i površinske kontaminacije - stanja koja obično rezultiraju značajno smanjenim vrednostima otpornosti. Međutim, manje je efikasan u otkrivanju lokalizovanog starenja ili delimičnih grešaka iskrsavanja.

Zavisno od klase izolacije opreme i zahteva za testiranjem, često korišćeni testeri otpornosti izolacije koriste izlazne naponse od 500 V, 1.000 V, 2.500 V ili 5.000 V.

1.2 Test otpornosti na naponsku AC struju radne frekvencije

Test otpornosti na naponsku AC struju primenjuje visok napon AC signala - veći od nominalnog napona opreme - na izolaciju tokom određenog vremenskog perioda (obično 1 minutu, ako nije drugačije navedeno). Ovaj test efikasno identifikuje lokalne defekte izolacije i procenjuje sposobnost izolacije da izdrži prekomjerne napone u realnim uslovima rada. To je najrealističniji i najodlučniji test izolacije za sprečavanje grešaka izolacije.

Međutim, to je destruktivni test koji može ubrzati postojeće defekte izolacije i uzrokovati akumulativnu degeneraciju. Stoga se nivoi testnih napona moraju pažljivo odabrati u skladu sa GB 50150–2006 Pravilnik za prihvat testiranja električne opreme u projektima električnih instalacija. Standardi testiranja za porcelansku i čvrstu organsku izolaciju prikazani su u Tabeli 1.

Tabela 1: Standardi otpornosti na AC naponsku struju za porcelansku i čvrstu organsku izolaciju

Postoje različiti metodi testiranja otpornosti na AC naponsku struju, uključujući testiranje radne frekvencije, serijalni rezonans, paralelni rezonans i serijalno-paralelni rezonans. Za testiranje iskrsavanja na matičnoj šini dovoljan je standardni test otpornosti na AC naponsku struju radne frekvencije. Postavljanje testa treba da se odredi na osnovu testnog napona, kapaciteta i dostupne opreme, obično koristeći kompletni set za visokonaponsko testiranje AC.

1.3 Infracrveno testiranje

Svi objekti sa temperaturom iznad apsolutne nule neprekidno emituju infracrvenu radijaciju. Količina infracrvene energije i raspodela talasnih dužina su tesno povezane sa površinskom temperaturom objekta. Merenjem ove radijacije, infracrvena termografska tehnika može tačno odrediti površinsku temperaturu - formirajući naučnu osnovu merenja temperature infracrvenom tehnikom.

Sa aspekta infracrvenog nadgledanja i dijagnostike, greške visokonaponske opreme mogu biti široko klasificirane u dve kategorije: eksterne i interne. Eksterne greške se javljaju na izloženim delovima i mogu direktno biti detektovane infracrvenim instrumentima. Interne greške, međutim, su sakrivene unutar čvrste izolacije, ulja ili oklopne kutije i teško su direktno detektovane zbog blokiranja izolacionim materijalima.

Infracrvena dijagnoza iskrsavanja na matičnoj šini uključuje merenje temperature, izračunavanje relativne temperature razlike (uzimajući u obzir ambijentnu temperaturu) i upoređivanje sa normalno radnom matičnom šinom. To omogućava intuitivno identifikovanje lokacija pregrejavanja i iskrsavanja.

2. Primena novih tehnologija

2.1 Ultraljubičasta (UV) tehnologija slike

Kada lokalni električni napon na opremi pod naponom premaši kritičnu granicu, dovodi do jonizacije vazduha, što rezultira koronalnim iskrsavanjem. Visokonaponska oprema često iskrsava zbog loše konstrukcije, proizvodnje, montaže ili održavanja. U zavisnosti od jačine električnog polja, to može dovesti do korone, iskrsavanja ili arkiranja. Tokom iskrsavanja, elektroni u vazduhu dobijaju i ispuštaju energiju - emitujući ultraljubičastu (UV) svetlost kada se energija ispušta.

Ultraljubičasta tehnologija slike detektuje ovu UV radijaciju, obrađuje signal i preklapa ga na vidljivu svetlosnu sliku prikazanu na ekranu. To omogućava preciznu lokaciju i ocenu intenziteta korone, pružajući pouzdane podatke za procenu stanja opreme.

2.2 Ultrazvučno testiranje (UT)

Ultrazvučno testiranje (UT) je prenosiva, nedestruktivna industrijska metoda inspekcije. Omogućava brzo, tačno i neinvazivno detektovanje, lokalizaciju, procenu i dijagnozu internih defekata, kao što su pukotine, praznine, poroznost i impuritete - kako u laboratorijskim, tako i terenskim uslovima.

Ultrazvučne talase su elastični talasi koji se šire kroz plinove, tečnosti i čvrste tvari. Klasifikuju se po frekvenciji: infrazvuk (<20 Hz), zvučni zvuk (20–20.000 Hz), ultrazvuk (>20.000 Hz) i hipersonički talasi. Ultrazvuk se ponaša slično kao svetlost u pogledu refleksije i refrakcije.

Dok ultrazvučni talasi putuju kroz materijal, promene u akustičkim osobinama i unutrašnjoj strukturi utiču na širenje talasa. Analizom ovih promena, ultrazvučno testiranje procenjuje osobine materijala i integritet strukture. Zajedničke metode uključuju preko-transmisiju, pulsnos-echo i tandem tehnike.

Digitalni ultrazvučni detektori grešaka emituju ultrazvučne talase u testirani predmet i analiziraju refleksije, Dopplerov efekat ili transmisiju kako bi dobili unutrašnje informacije, koje se zatim obrađuju u slike. Ova tehnologija je izuzetno efikasna za procenu stanja izolacije operativnih visokonaponskih matičnih šina.

3. Specifične rešenja za iskrsavanje visokonaponskih matičnih šina

Ako se anormalno iskrsavanje na visokonaponskim matičnim šinama ne reši pravo vreme, može dovesti do pregrejavanja izolacije, eventualne greške izolacije i čak velikih padova struje. Stoga, greške iskrsavanja moraju brzo biti rešene i proaktivno sprečene.

3.1 Strog komisionisanje i testiranje prihvatanja

Mnoge greške iskrsavanja na matičnim šinama potiču od loše obrade ili nedostatka odgovornosti tokom građevinskih radova. Osoblje za testiranje mora strogo da prati kodeks i standarde tokom testiranja prihvatanja nove opreme, identifikujući potencijalne rizike od iskrsavanja rano i ispravljujući ih pre komisionisanja.

3.2 Zamena starih izolatora matičnih šina

Većina operativnih iskrsavanja na matičnim šinama nastaje zbog starenja nosača izolatora. Treba održavati detaljan inventar i izolatore treba menjati na osnovu vremena službe kako bi se osigurala adekvatna snaga izolacije.

3.3 Kompleksna analiza korišćenjem testova izolacije i dijagnostike

Testovi izolacije mogu efikasno detektovati teške greške iskrsavanja. Međutim, za rane faze ili skrivene iskrsavanja, za rano detektovanje i intervenciju potrebne su napredne dijagnostičke metode, kao što su infracrvena slika, UV slika i ultrazvučno testiranje. Stoga, kompleksna analiza koja kombinuje testove izolacije i dijagnostičke teste je neophodna za efikasno sprečavanje i umanjenje grešaka iskrsavanja na matičnim šinama.