Phân tích Sự cố Xả Điện trên Busbar Trạm Biến Áp và Các Giải Pháp

1. Phương pháp Phát hiện Rò rỉ Busbar

1.1 Kiểm tra Điện trở Cách điện

Kiểm tra điện trở cách điện là một phương pháp đơn giản và thường được sử dụng trong kiểm tra cách điện điện. Nó rất nhạy cảm với các khuyết tật cách điện xuyên qua, hấp thụ độ ẩm toàn bộ và ô nhiễm bề mặt - những điều kiện thường dẫn đến giảm đáng kể giá trị điện trở. Tuy nhiên, nó ít hiệu quả trong việc phát hiện lão hóa cục bộ hoặc lỗi phóng điện cục bộ.

Tùy thuộc vào lớp cách điện của thiết bị và yêu cầu kiểm tra, các máy đo điện trở cách điện thông thường sử dụng điện áp đầu ra là 500 V, 1.000 V, 2.500 V hoặc 5.000 V.

1.2 Thử nghiệm Điện áp Giao lưu Tần số Công suất

Thử nghiệm chịu điện áp giao lưu áp dụng một tín hiệu AC cao hơn điện áp định mức của thiết bị lên cách điện trong một thời gian quy định (thường là 1 phút trừ khi có quy định khác). Thử nghiệm này hiệu quả trong việc xác định các khuyết tật cách điện cục bộ và đánh giá khả năng chịu đựng quá điện áp của cách điện trong điều kiện hoạt động thực tế. Đây là thử nghiệm cách điện thực tế và quyết định nhất để ngăn ngừa sự cố cách điện.

Tuy nhiên, đây là một thử nghiệm phá hủy có thể làm tăng tốc các khuyết tật cách điện hiện có và gây ra sự suy thoái tích lũy. Do đó, mức điện áp thử nghiệm phải được lựa chọn cẩn thận theo GB 50150–2006 Quy chuẩn Thử nghiệm Tiếp nhận Thiết bị Điện trong Dự án Cài đặt Điện. Các tiêu chuẩn thử nghiệm cho cách điện sứ và hữu cơ rắn được hiển thị trong Bảng 1.

Bảng 1: Tiêu chuẩn Chịu Điện áp Giao lưu cho Cách điện Sứ và Hữu cơ Rắn

Có nhiều phương pháp chịu điện áp giao lưu, bao gồm thử nghiệm tần số công suất, cộng hưởng song song, cộng hưởng song song và song song. Đối với thử nghiệm rò rỉ busbar, thử nghiệm chịu điện áp giao lưu tần số công suất tiêu chuẩn là đủ. Cấu hình thử nghiệm nên được xác định dựa trên điện áp thử nghiệm, dung lượng và thiết bị có sẵn, thường sử dụng một bộ thử nghiệm điện áp cao AC hoàn chỉnh.

1.3 Thử nghiệm Hồng ngoại

Tất cả các vật có nhiệt độ cao hơn không tuyệt đối liên tục phát ra bức xạ hồng ngoại. Lượng năng lượng hồng ngoại và phân bố bước sóng của nó liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ bề mặt của vật. Bằng cách đo bức xạ này, ảnh nhiệt hồng ngoại có thể xác định chính xác nhiệt độ bề mặt - tạo thành cơ sở khoa học cho phép đo nhiệt độ hồng ngoại.

Từ góc độ giám sát và chẩn đoán hồng ngoại, các lỗi thiết bị điện áp cao có thể được phân loại thành hai loại: bên ngoài và bên trong. Lỗi bên ngoài xảy ra trên các phần phơi bày và có thể được phát hiện trực tiếp bằng các thiết bị hồng ngoại. Tuy nhiên, lỗi bên trong được che giấu trong cách điện rắn, dầu hoặc vỏ và khó phát hiện trực tiếp do bị chặn bởi vật liệu cách điện.

Chẩn đoán rò rỉ busbar bằng hồng ngoại bao gồm đo nhiệt độ, tính toán chênh lệch nhiệt độ tương đối (điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường), và so sánh với busbar hoạt động bình thường. Điều này cho phép xác định trực quan vị trí nóng và rò rỉ.

2. Ứng dụng Công nghệ Mới

2.1 Công nghệ Hình ảnh Tia cực tím (UV)

Khi ứng suất điện cục bộ trên thiết bị điện vượt quá ngưỡng giới hạn, hiện tượng ion hóa không khí xảy ra, dẫn đến phóng điện corona. Thiết bị điện áp cao thường gặp phải các hiện tượng phóng điện do thiết kế, sản xuất, lắp đặt hoặc bảo dưỡng kém. Tuỳ thuộc vào cường độ điện trường, điều này có thể dẫn đến corona, phóng điện hoặc hồ quang. Trong quá trình phóng điện, electron trong không khí thu và giải phóng năng lượng - phát ra ánh sáng UV khi năng lượng được giải phóng.

Công nghệ hình ảnh UV phát hiện bức xạ UV này, xử lý tín hiệu và chồng lên hình ảnh ánh sáng nhìn thấy được hiển thị trên màn hình. Điều này cho phép xác định chính xác vị trí và cường độ corona, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để đánh giá tình trạng thiết bị.

2.2 Thử nghiệm Siêu âm (UT)

Thử nghiệm siêu âm (UT) là một phương pháp kiểm tra công nghiệp di động, không phá hủy. Nó cho phép phát hiện, xác định vị trí, đánh giá và chẩn đoán nhanh chóng, chính xác và không xâm lấn các khuyết tật nội bộ như vết nứt, hốc trống, lỗ rỗ và tạp chất - cả trong phòng thí nghiệm và môi trường thực địa.

Sóng siêu âm là sóng đàn hồi truyền qua khí, lỏng và rắn. Chúng được phân loại theo tần số: âm thanh dưới ngưỡng (<20 Hz), âm thanh nghe được (20-20.000 Hz), siêu âm (>20.000 Hz) và sóng siêu âm. Siêu âm hành xử tương tự như ánh sáng về phản xạ và khúc xạ.

Khi sóng siêu âm đi qua vật liệu, các thay đổi về tính chất âm học và cấu trúc nội bộ ảnh hưởng đến sự truyền sóng. Bằng cách phân tích các thay đổi này, thử nghiệm siêu âm đánh giá các tính chất vật liệu và độ bền cấu trúc. Các phương pháp phổ biến bao gồm truyền qua, phản hồi xung và kỹ thuật song song.

Máy dò khuyết tật siêu âm kỹ thuật số phát sóng siêu âm vào vật thử và phân tích phản xạ, hiệu ứng Doppler hoặc truyền để thu thập thông tin nội bộ, sau đó xử lý thành hình ảnh. Công nghệ này rất hiệu quả trong việc đánh giá tình trạng cách điện của busbar điện áp cao đang hoạt động.

3. Giải pháp Cụ thể cho Rò rỉ Busbar Điện áp Cao

Nếu rò rỉ bất thường trong busbar điện áp cao không được xử lý kịp thời, nó có thể dẫn đến quá nhiệt cách điện, hỏng cách điện cuối cùng và thậm chí là mất điện lớn. Do đó, các lỗi rò rỉ phải được khắc phục nhanh chóng và ngăn chặn chủ động.

3.1 Kiểm tra Đặt hàng và Tiếp nhận Ngặt nghèo

Nhiều lỗi rò rỉ busbar bắt nguồn từ việc thi công kém hoặc thiếu trách nhiệm. Nhân viên thử nghiệm phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn và tiêu chuẩn trong quá trình thử nghiệm tiếp nhận thiết bị mới, xác định sớm các rủi ro rò rỉ tiềm ẩn và sửa chữa trước khi đưa vào sử dụng.

3.2 Thay Thế Cách điện Busbar Lão hóa

Hầu hết các rò rỉ busbar hoạt động là do lão hóa của cách điện đỡ. Nên duy trì một danh sách chi tiết và thay thế cách điện dựa trên tuổi thọ dịch vụ để đảm bảo sức mạnh cách điện đầy đủ.

3.3 Phân tích Toàn diện Sử dụng Thử nghiệm Cách điện và Chẩn đoán

Các thử nghiệm cách điện có thể phát hiện hiệu quả các lỗi rò rỉ nghiêm trọng. Tuy nhiên, đối với các rò rỉ giai đoạn đầu hoặc ẩn, cần sử dụng các phương pháp chẩn đoán tiên tiến như hình ảnh hồng ngoại, hình ảnh UV và thử nghiệm siêu âm để phát hiện và can thiệp sớm. Do đó, phân tích toàn diện kết hợp cả thử nghiệm cách điện và chẩn đoán là cần thiết để hiệu quả ngăn ngừa và giảm thiểu sự cố rò rỉ busbar.