Какви са ключовите елементи на тестовете за изолация за високонапрегов разключващ превключвател от 126 кВ?

1. Въведение

Високонапрегатните ключове играят ключова роля за осигуряването на безопасна и ефективна работа на инфраструктурата на електроенергийната мрежа. Сред различните ключове за различни напрежения, високонапрегатните ключове с напрежение 126кВ са широко приложени в средно-високонапрегатните мрежи. В държава като Индонезия, с нейната обширна територия и разнообразни географски и климатични условия, осигуряването на надеждната работа на оборудването на електроенергийната мрежа е от голяма важност. Изолационната способност на високонапрегатните ключове е критична, тъй като всяко изолационно повредяване може да доведе до прекъсвания на подаването на електроенергия, повреди на оборудването и дори риск за личната безопасност. Тази статия се фокусира върху ключовите елементи на изолационното тестирование за високонапрегатни ключове с напрежение 126кВ, с цел да предостави цялостен референтен материал за операторите и персонала по поддръжка на електроенергийната мрежа.

2. Норми и спецификации
2.1 Стандарт IEC 62271-102

Стандартът IEC 62271-102 служи като международен бенчмарк за високонапрегатно комутационно и управляващо оборудване, включително високонапрегатни ключове. За ключовете с напрежение 126кВ, този стандарт определя детайлни изисквания за изолация, дефинирайки минималните изолационни нива, които оборудването трябва да удовлетворява при различни тестови условия, такива като тестове на издръжливост при честота на променливото напрежение и импулсни тестове на издръжливост.

По време на теста на издръжливост при честота на променливото напрежение, високонапрегатният ключ с напрежение 126кВ обикновено трябва да издържи определен ниво на напрежение (например около 230кВ за 1 минута според стандарта) без пробив или светкавично пробиване. Този тест моделира нормалното напрежение и временни условия на прекомерно напрежение, които ключът може да срещне по време на своята дейност. Импулсният тест на издръжливост, използвайки импулсна форма на напрежението (например 1.2/50µs), моделира удари от мълнии или комутационни вълни. Високонапрегатният ключ с напрежение 126кВ трябва да издържи определен импулсен напряг (например около 550кВ) без изолационно повредяване, гарантирайки надеждна работа при екстремни преходни условия на напрежението.

3. Екологични аспекти в Индонезия
3.1 Климатични условия

Тропическият климат на Индонезия е характеризиран с високи температури, висока влажност и чести валежи през цялата година. Средната температура в повечето региони варира от 25°C до 27°C, с относителна влажност, която често надвишава 70%. Такива околни с висока влажност значително влияят на изолационната способност на високонапрегатните ключове с напрежение 126кВ. Кондензацията на влага върху изолационните повърхности намалява повърхностната съпротивителност, потенциално причинявайки повърхностно пробиване.

Освен това, Индонезия е склонна към силни валежи и тропически бури. Високонапрегатните ключове, инсталирани в открито, трябва да издържат въздействието на дъжд и силен вятър. Например, в райони, склонни към тайфуни, ключовете трябва да имат достатъчна механична здравина, за да предотвратят повредяване на изолационната структура от вятър, носещ дъжд, или физически удари.

3.2 Прах и замърсяване

Индустриалните дейности и природните явления в Индонезия могат да доведат до въздушен прах и замърсяване. Индустриалните области може да имат прах, съдържащ проводими частици или корозивни вещества, докато селскостопанските области може да имат почвен или земеделски прах. Тези замърсители се натрупват върху изолационните повърхности на ключовете, увеличавайки риска от изолационно повредяване.

Особено в крайморските области на Индонезия, солената морска въздух се натрупва върху комутационното оборудване. Солта корозира металните компоненти и влияе на изолационната способност, постепенно намалявайки електрическата здравина и увеличавайки вероятността за електрическо пробиване.

4. Методи за изолационно тестирование
4.1 Тестове на изолационната съпротивителност

Тестовете на изолационната съпротивителност са основен метод за оценка на изолационното състояние на високонапрегатни ключове с напрежение 126кВ, измервайки съпротивителността между живи части и заземени части, използвайки високонапрегатен мегометър.

По време на теста, мегометърът се свързва между високонапрегатния терминал (в отворено състояние) и заземения терминал на ключа. Приложеното тестово напрежение трябва да отговаря на класа на напрежението на ключа – обикновено 2500В или 5000В за ключове с напрежение 126кВ. Висока стойност на изолационната съпротивителност (обикновено няколко стотин мегома или повече за здрави ключове) показва добра изолация. Значително по-ниска стойност може да сигнализира за проникване на влага, деградация на изолацията или повърхностно замърсяване.

4.2 Тестове на издръжливост при честота на променливото напрежение

Тестовете на издръжливост при честота на променливото напрежение са по-строг метод за проверка на способността на изолацията да издържа нормални и временни условия на прекомерно напрежение. Според стандарта IEC 62271-102, високонапрегатният ключ с напрежение 126кВ трябва да издържи определено напрежение с честота на променливото напрежение (например 230кВ за 1 минута) между живи и заземени части.

Преди теста, ключът трябва да бъде правилно съставен с чисти изолационни повърхности. Напрежението се увеличава постепенно до определеното ниво и се поддържа за необходимото време. Отсъствие на пробив, светкавично пробиване или прекомерен течейки ток по време на теста указва успешен резултат. При признаци на неуспех (например спад на напрежението, увеличен течейки ток или дугове) е необходимо незабавно да се проведе проверка и ремонт.

4.3 Импулсни тестове на издръжливост

Импулсните тестове на издръжливост моделират въздействието на мълнии или комутационни вълни върху изолацията на високонапрегатни ключове с напрежение 126кВ, използвайки високонапрегатен импулсен генератор, за да създаде форми на вълните (например 1.2/50µs) и амплитуди (например 550кВ за ключове с напрежение 126кВ).

Импулсното напрежение се прилага между живи и заземени части, аналогично на тестовете при честота на променливото напрежение. Прилагат се множество импулси (положителни и отрицателни), за да се осигури надеждност при различни полярности. Неуспех да издържи импулсите без изолационно повредяване – често причиняващо постоянна конструктивна повреда – изисква спешна замяна на компонента.

4.4 Тестове на частични разряди

Тестовете на частични разряди (ЧР) откриват ранни стадии на деградация на изолацията в високонапрегатни ключове с напрежение 126кВ. Частичните разряди се отнасят до малки електрически разряди вътре или на повърхността на изолацията, когато електрическите полета надхвърлят прагове, постепенно повреждайки изолацията и довеждайки до неуспех.

Методите за тестове включват електрически, акустични и оптични подходи. Електрическият метод прилага напрежение, близко до работното напрежение на ключа, и открива сигнали на ЧР чрез сензори; акустичният метод използва сензори, за да засече звукови вълни, породени от разрядите; оптичният метод открива излъчена светлина. Стандартите определят допустимите нива на ЧР за ключове с напрежение 126кВ (например <10пК при конкретно напрежение). Превишаването на това указва вътрешни дефекти (пустоти, пукнатини или замърсяване), които изискват допълнително проучване.

5. Значението на корпуси с клас IP66
5.1 Защита срещу прах и вода

В строгите екологични условия на Индонезия, високонапрегатните ключове често са инсталирани в открито. Корпуси с клас IP66 са необходими, за да защитят вътрешните компоненти на ключовете с напрежение 126кВ от прах, вода и околната среда.

Класът IP66 осигурява пълна защита срещу проникване на прах (IP6X) – критично важно, за да се предотврати натрупването на прах върху изолацията, което намалява производителността с течение на времето – и устойчивост срещу мощни водни струи (IPX6), като тежки валежи или високонапрегатни спрейове. Това предотвратява проникването на вода в корпуса и контакт с живи части или изолация, избягвайки късо съединение или деградация.

5.2 Продължаване на срока на ползване

Корпуси с клас IP66 значително продължават срока на ползване на високонапрегатните ключове с напрежение 126кВ. Защитата срещу прах и вода намалява честотата на поддръжката и риска от преждевременен неуспех. В области с висока влажност и дъжд, незащитените ключове срещат ускорена деградация на изолацията от постоянното излагане на влага. Корпуси с клас IP66 позволяват надеждна работа в строги условия, намалявайки общите разходи за управление и поддръжка на мрежата.

6. Заключение

Изолационното тестирование на високонапрегатни ключове с напрежение 126кВ е многогранен процес, който изисква внимателно внимание към различни фактори. Съответствието на международни стандарти като IEC 62271-102 гарантира, че основните изисквания за изолационна производителност са изпълнени. В държави като Индонезия, с трудни екологични условия, решаването на въздействието на климата, праха и замърсяването върху изолацията е критично.

Използването на подходящи методи за тестове – изолационна съпротивителност, издръжливост при честота на променливото напрежение, импулсна издръжливост и тестове на частични разряди – ефективно открива проблеми с изолацията на различни етапи. Освен това, корпуси с клас IP66 предоставят допълнителен слой защита срещу екологични опасности.

Фокусирайки се върху тези елементи на изолационното тестирование, операторите и персоналът по поддръжка на електроенергийната мрежа в Индонезия могат да гарантират надеждна и безопасна работа на високонапрегатните ключове с напрежение 126кВ, допринасяйки за стабилната работа на цялата система на електроенергийната мрежа.