Τι είναι τα βασικά στοιχεία του έλεγχου απομόνωσης για έναν διακόπτη υψηλής τάσης 126kV;

1. Εισαγωγή

Οι υψηλής τάσης αποσυνεκτικοί διαχωριστές παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξασφάλιση της ασφαλούς και αποτελεσματικής λειτουργίας της υποδομής του ηλεκτρικού δικτύου. Μεταξύ διαφόρων τάξεων τάσης, οι 126kV υψηλής τάσης αποσυνεκτικοί διαχωριστές είναι ευρέως εφαρμοσμένοι σε μεσαία-υψηλή τάση δίκτυα. Σε έναν τόπο όπως η Ινδονησία, με το ευρύ εδάφος και τις ποικίλες γεωγραφικές και κλιματολογικές συνθήκες, η εξασφάλιση της αξιόπιστης λειτουργίας της εξοπλισμού του ηλεκτρικού δικτύου είναι ιδιαίτερα σημαντική. Η επίδραση της μόνωσης των υψηλής τάσης αποσυνεκτικών διαχωριστών είναι κρίσιμη, καθώς οποιαδήποτε παραβίαση μόνωσης μπορεί να οδηγήσει σε διακοπές ρεύματος, κατάστροφη εξοπλισμού και ακόμη και σε κίνδυνο για την ασφάλεια των εργαζομένων. Αυτό το έγγραφο εστιάζει στα βασικά στοιχεία των δοκιμών μόνωσης για 126kV υψηλής τάσης αποσυνεκτικούς διαχωριστές, με στόχο να παρέχει ολοκληρωμένη αναφορά για τους χειριστές και το προσωπικό συντήρησης του ηλεκτρικού δικτύου.

2. Πρότυπα και Προδιαγραφές
2.1 Πρότυπο IEC 62271-102

Το πρότυπο IEC 62271-102 λειτουργεί ως διεθνής βασικός κανόνας για υψηλής τάσης εξοπλισμός και εξοπλισμός ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων των υψηλής τάσης αποσυνεκτικών διαχωριστών. Για 126kV αποσυνεκτικούς διαχωριστές, αυτό το πρότυπο καθορίζει λεπτομερείς απαιτήσεις για τη μόνωση, ορίζοντας τα ελάχιστα επίπεδα μόνωσης που πρέπει να πληρούν οι εξοπλισμοί υπό διάφορες δοκιμαστικές συνθήκες, όπως οι δοκιμές αντοχής σε ροπαλοειδή τάση και οι δοκιμές αντοχής σε πλήξιμο τάση.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής αντοχής σε ροπαλοειδή τάση, ένας 126kV υψηλής τάσης αποσυνεκτικός διαχωριστής είναι συνήθως απαιτούμενος να αντέξει ένα συγκεκριμένο επίπεδο τάσης (π.χ., περίπου 230kV για 1 λεπτό, σύμφωνα με το πρότυπο) χωρίς να παρατηρηθεί κατάρρευση ή φλεγέτη. Αυτή η δοκιμή προσομοιώνει τον κανονικό στρες τάσης και τις προσωρινές υπερτάσεις που ο διαχωριστής μπορεί να αντιμετωπίσει κατά τη διάρκεια της ζωής του. Η δοκιμή αντοχής σε πλήξιμο τάση, χρησιμοποιώντας ένα υψηλής τάσης πλήξιμο σχήμα (π.χ., 1.2/50μs), προσομοιώνει τις επιπλέξεις από κεραυνούς ή αλλαγές κατάστασης. Ο 126kV αποσυνεκτικός διαχωριστής πρέπει να αντέξει ένα συγκεκριμένο πλήξιμο επίπεδο τάσης (π.χ., περίπου 550kV) χωρίς να παρατηρηθεί κατάρρευση μόνωσης, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη λειτουργία υπό ακραίες μεταβατικές συνθήκες τάσης.

3. Περιβαλλοντικές Συνθήκες στην Ινδονησία
3.1 Κλιματολογικές Συνθήκες

Το τροπικό κλίμα της Ινδονησίας χαρακτηρίζεται από υψηλές θερμοκρασίες, υψηλή υγρασία και συχνές βροχοπτώσεις καθ' όλο το έτος. Η μέση θερμοκρασία σε περισσότερες περιοχές κυμαίνεται από 25°C έως 27°C, με τη σχετική υγρασία να υπερβαίνει συχνά το 70%. Τέτοιες υψηλές υγρασίες επηρεάζουν σημαντικά την επίδραση της μόνωσης των 126kV υψηλής τάσης αποσυνεκτικών διαχωριστών. Η συνόρμηση υγρών στις επιφάνειες μόνωσης μειώνει την επιφανειακή αντίσταση, με πιθανότητα να προκαλέσει επιφανειακή φλεγέτη.

Επιπλέον, η Ινδονησία είναι ευάλωτη σε έντονες βροχοπτώσεις και τροπικές στροφές. Οι εγκατεστημένοι εξωτερικά υψηλής τάσης αποσυνεκτικοί διαχωριστές πρέπει να αντέξουν την επίδραση της βροχής και των ισχυρών ανέμων. Για παράδειγμα, σε περιοχές που είναι ευάλωτες σε τυφώνες, οι διαχωριστές πρέπει να έχουν αρκετή μηχανική αντοχή για να προλάβουν την κατάρρευση της δομής μόνωσης από βροχή που φέρεται από τον άνεμο ή φυσικές επιπτώσεις.

3.2 Σκόνη και Ρύπανση

Βιομηχανικές δραστηριότητες και φυσικά φαινόμενα στην Ινδονησία μπορούν να οδηγήσουν σε αέρια σκόνη και ρύπανση. Βιομηχανικές περιοχές μπορεί να έχουν σκόνη που περιέχει συγκεκριμένα σωματίδια ή κατακόρρυφα υλικά, ενώ γεωργικές περιοχές μπορεί να έχουν σκόνη από εδάφος ή καλλιέργειες. Αυτοί οι ρυπαντές συσσωρεύονται στις επιφάνειες μόνωσης των αποσυνεκτικών διαχωριστών, αυξάνοντας τον κίνδυνο κατάρρευσης μόνωσης.

Ειδικά στις παράκτιες περιοχές της Ινδονησίας, ο αέρας που περιέχει αλάτι από τον ωκεανό επιβαρύνει τον εξοπλισμό. Το αλάτι καταστρέφει τα μεταλλικά συστατικά και επηρεάζει την επίδραση της μόνωσης, μειώνοντας σταδιακά την ηλεκτρική αντοχή και αυξάνοντας την πιθανότητα ηλεκτρικής κατάρρευσης.

4. Μέθοδοι Δοκιμής Μόνωσης
4.1 Δοκιμή Αντίστασης Μόνωσης

Η δοκιμή αντίστασης μόνωσης είναι μια βασική μέθοδος για την αξιολόγηση της κατάστασης της μόνωσης 126kV υψηλής τάσης αποσυνεκτικών διαχωριστών, μετρώντας την αντίσταση μεταξύ ζωντανών και εδαφικών μέρων με χρήση ενός υψηλής τάσης μεγαομμέτρου.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το μεγαομμέτρο συνδέεται μεταξύ του υψηλής τάσης καταλήξεως του αποσυνεκτικού διαχωριστή (σε ανοιχτή κατάσταση) και της εδαφικής κατάληξης. Η εφαρμοσμένη δοκιμαστική τάση πρέπει να αντιστοιχεί στην τάξη τάσης του διαχωριστή - συνήθως 2500V ή 5000V για 126kV διαχωριστές. Ένα υψηλό επίπεδο αντίστασης μόνωσης (συχνά αρκετά εκατοντάδες μεγαομάδες ή περισσότερα για υγιείς διαχωριστές) δείχνει καλή μόνωση. Ένα σημαντικά χαμηλότερο επίπεδο μπορεί να σηματοδοτεί την εισαγωγή υγρών, την κατάρρευση μόνωσης ή την επιφανειακή ρύπανση.

4.2 Δοκιμή Αντοχής σε Ροπαλοειδή Τάση

Η δοκιμή αντοχής σε ροπαλοειδή τάση είναι μια πιο αυστηρή μέθοδος για την επαλήθευση της ικανότητας της μόνωσης να αντέξει σε κανονικές και προσωρινές υπερτάσεις. Σύμφωνα με το IEC 62271-102, ένας 126kV αποσυνεκτικός διαχωριστής πρέπει να αντέξει ένα συγκεκριμένο επίπεδο ροπαλοειδής τάσης (π.χ., 230kV για 1 λεπτό) μεταξύ ζωντανών και εδαφικών μέρων.

Πριν από τη δοκιμή, ο διαχωριστής πρέπει να είναι κατάλληλα συνδεδεμένος με καθαρές επιφάνειες μόνωσης. Η τάση αυξάνεται σταδιακά στο συγκεκριμένο επίπεδο και διατηρείται για το απαιτούμενο χρονικό διάστημα. Η απουσία κατάρρευσης, φλεγέτης ή υπερβολικού ρεύματος διάρροης κατά τη διάρκεια της δοκιμής δείχνει επιτυχία. Σημάδια αποτυχίας (π.χ., μείωση τάσης, αύξηση του ρεύματος διάρροης ή αντιστάθμιση) απαιτούν άμεση εξέταση και επισκευή.

4.3 Δοκιμή Αντοχής σε Πλήξιμο Τάση

Η δοκιμή αντοχής σε πλήξιμο τάση προσομοιώνει την επίδραση των επιπλέξεων από κεραυνούς ή αλλαγές κατάστασης στη μόνωση 126kV αποσυνεκτικών διαχωριστών, χρησιμοποιώντας ένα υψηλής τάσης πλήξιμο γεννήτριο για την παραγωγή σχημάτων (π.χ., 1.2/50μs) και αμπλιτούδων (π.χ., 550kV για 126kV διαχωριστές).

Το πλήξιμο επιτίθεται μεταξύ ζωντανών και εδαφικών μέρων, όπως και στη δοκιμή αντοχής σε ροπαλοειδή τάση. Εφαρμόζονται πολλά πλήξιμα (θετικά και αρνητικά) για να εξασφαλίσουν την αξιοπιστία υπό διαφορετικές πολικότητες. Η αποτυχία να αντέξει τα πλήξιμα χωρίς κατάρρευση μόνωσης - συχνά προκαλώντας μόνιμη δομική κατάρρευση - απαιτεί επείγουσα αντικατάσταση συστατικών.

4.4 Δοκιμή Μερικών Διακρίσεων

Η δοκιμή μερικών διακρίσεων (PD) ανιχνεύει πρώιμες στάδια κατάρρευσης μόνωσης σε 126kV αποσυνεκτικούς διαχωριστές. Η PD αναφέρεται σε μικρές ηλεκτρικές διακρίσεις μέσα ή στις επιφάνειες μόνωσης όταν οι ισχύοντες ηλεκτρικοί πεδίοι υπερβαίνουν τα όρια, σταδιακά καταστρέφοντας τη μόνωση και οδηγώντας σε αποτυχία.

Οι μεθόδοι δοκιμής περιλαμβάνουν ηλεκτρικές, ακουστικές και οπτικές προσεγγίσεις. Η ηλεκτρική μέθοδος εφαρμόζει μια τάση κοντά στην λειτουργική τάση του διαχωριστή και ανιχνεύει τα σήματα PD μέσω αισθητήρων. Η ακουστική μέθοδος χρησιμοποιεί αισθητήρες για την καταγραφή των ηχητικών κυμάτων που παράγονται από τις διακρίσεις. Η οπτική μέθοδος ανιχνεύει το εκλαμβανόμενο φως. Τα πρότυπα καθορίζουν επιτρεπτά επίπεδα PD για 126kV διαχωριστές (π.χ., <10pC σε συγκεκριμένη τάση). Η υπέρβαση αυτού του επιπέδου σηματοδοτεί εσωτερικές αδυναμίες (κενά, ρωγμές ή ρύπανση) που απαιτούν περαιτέρω έρευνα.

5. Σημασία των Περιβάλλοντος IP66
5.1 Προστασία από Σκόνη και Νερό

Στις αυστηρές περιβαλλοντικές συνθήκες της Ινδονησίας, οι υψηλής τάσης αποσυνεκτικοί διαχωριστές είναι συχνά εγκατεστημένοι εξωτερικά. Τα περιβάλλοντα IP66 είναι απαραίτητα για την προστασία των εσωτερικών συστατικών 126kV διαχωριστών από σκόνη, νερό και περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Η κατηγορία IP66 εξασφαλίζει πλήρη προστασία από εισδοχή σκόνης (IP6X) - κρίσιμη για την πρόληψη της συσσώρευσης σκόνης στη μόνωση, η οποία επηρεάζει την απόδοση με την πάροδο του χρόνου - και αντοχή σε ισχυρά νεροστόβολα (IPX6), όπως έντονες βροχοπτώσεις ή υψηλής πίεσης ρεύματα. Αυτό προλαμβάνει την εισδοχή νερού στο περιβάλλον και την επαφή με ζωντανά μέρη ή μόνωση, αποφεύγοντας σύνδεση κατά μήκος ή κατάρρευση.

5.2 Επιπλέον Διάρκε