د ۱۲۶kV لوړ وړانګیچ کې د زړه څخه پرېښودنه څو عناصر دي؟

1. مقدمه

سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالا نقش مهمی در تضمین عملکرد ایمن و کارآمد زیرساخت‌های شبکه برق دارند. در میان سویچ‌های مختلف کلاس ولتاژ، سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV به طور گسترده‌ای در شبکه‌های ولتاژ متوسط تا بالا استفاده می‌شوند. در کشوری مانند اندونزی با وسعت فراوان و شرایط جغرافیایی و آب و هوایی متنوع، تأمین عملکرد قابل اعتماد تجهیزات شبکه برق اهمیت بسزایی دارد. عملکرد عایق سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالا بسیار حیاتی است، زیرا هر نقص در عایق می‌تواند منجر به قطع برق، خرابی تجهیزات و حتی خطرات ایمنی برای کارکنان شود. این مقاله روی عناصر کلیدی تست عایق برای سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV تمرکز می‌کند تا مرجع جامعی برای اپراتورهای شبکه برق و پرسنل نگهداری فراهم کند.

2. استانداردها و مشخصات
2.1 استاندارد IEC 62271-102

استاندارد IEC 62271-102 به عنوان معیار بین‌المللی برای تجهیزات سویچگیری و کنترل ولتاژ بالا، از جمله سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالا عمل می‌کند. برای سویچ‌های جداکننده ۱۲۶kV، این استاندارد الزامات دقیقی برای عایق تعیین می‌کند و حداقل سطوح عایق را که تجهیزات باید تحت شرایط آزمون مختلف، مانند آزمون تحمل ولتاژ فرکانس قدرت و آزمون تحمل ولتاژ ضربه‌ای، برآورده کنند، مشخص می‌کند.

در طول آزمون تحمل ولتاژ فرکانس قدرت، سویچ جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV معمولاً باید توانایی تحمل ولتاژ مشخص (مثلاً حدود ۲۳۰kV برای یک دقیقه بر اساس استاندارد) بدون تخریب یا خروج الکتریکی داشته باشد. این آزمون فشار ولتاژ عادی و ولتاژ فوق العاده موقتی را که سویچ ممکن است در طول عمر خدمتش برمی‌آید، شبیه‌سازی می‌کند. آزمون تحمل ولتاژ ضربه‌ای با استفاده از موج ولتاژ ضربه‌ای (مثلاً ۱.۲/۵۰μs) ضربه‌های صاعقه یا تغییرات سویچ را شبیه‌سازی می‌کند. سویچ جداکننده ۱۲۶kV باید توانایی تحمل ولتاژ ضربه‌ای مشخص (مثلاً حدود ۵۵۰kV) بدون خرابی عایق داشته باشد تا عملکرد قابل اعتماد را در شرایط ولتاژ موقتی بسیار شدید تضمین کند.

3. در نظر گرفتن محیط در اندونزی
3.1 شرایط آب و هوایی

آب و هوای گرمسیری اندونزی با دماهای بالا، رطوبت بالا و باران مداوم در طول سال مشخص می‌شود. میانگین دمای بیشتر مناطق بین ۲۵°C تا ۲۷°C متغیر است، با رطوبت نسبی غالباً بیش از ۷۰٪. چنین محیط‌های رطوبتی بالا عملکرد عایق سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV را به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار می‌دهند. تراکم رطوبت روی سطح عایق مقاومت سطحی را کاهش می‌دهد و ممکن است منجر به خروج الکتریکی سطحی شود.

به علاوه، اندونزی به باران سنگین و طوفان‌های گرمسیری آسیب‌پذیر است. سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای نصب شده در خارج باید توانایی تحمل تأثیر باران و بادهای قوی را داشته باشند. به عنوان مثال، در مناطق آسیب‌پذیر از طوفان‌ها، سویچ‌ها باید دارای قدرت مکانیکی کافی باشند تا از خرابی ساختار عایق از باران و تأثیرات فیزیکی جلوگیری کنند.

3.2 غبار و آلودگی

فعالیت‌های صنعتی و پدیده‌های طبیعی در اندونزی می‌تواند منجر به غبار و آلودگی هوا شود. مناطق صنعتی ممکن است غبار حاوی ذرات هدایت‌کننده یا مواد فرساینده داشته باشند، در حالی که مناطق کشاورزی ممکن است غبار خاک یا محصولات کشاورزی داشته باشند. این آلودگی‌ها روی سطح عایق سویچ‌های جداکننده تجمع می‌یابند و خطر خرابی عایق را افزایش می‌دهند.

به ویژه در مناطق ساحلی اندونزی، هوا با نمک اقیانوسی روی تجهیزات سویچگیری توده می‌یابد. نمک مولفه‌های فلزی را فرسایش می‌دهد و عملکرد عایق را تحت تأثیر قرار می‌دهد، به تدریج قدرت الکتریکی را کاهش می‌دهد و احتمال خرابی الکتریکی را افزایش می‌دهد.

4. روش‌های تست عایق
4.1 تست مقاومت عایق

تست مقاومت عایق یک روش بنیادی برای ارزیابی وضعیت عایق سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV است که مقاومت بین قسمت‌های زنده و زمین‌شده را با استفاده از مگاهم‌متر ولتاژ بالا اندازه‌گیری می‌کند.

در طول آزمون، مگاهم‌متر بین ترمینال ولتاژ بالای سویچ جداکننده (در حالت باز) و ترمینال زمین متصل می‌شود. ولتاژ آزمون اعمال شده باید با کلاس ولتاژ سویچ مطابقت داشته باشد - معمولاً ۲۵۰۰V یا ۵۰۰۰V برای سویچ‌های ۱۲۶kV. مقدار مقاومت عایق بالا (اغلب چند صد مگاهم یا بیشتر برای سویچ‌های سالم) نشان‌دهنده عایق خوب است. مقدار قابل توجه کمتر ممکن است نشان‌دهنده نفوذ رطوبت، تخریب عایق یا آلودگی سطح باشد.

4.2 تست تحمل ولتاژ فرکانس قدرت

تست تحمل ولتاژ فرکانس قدرت یک روش دقیق‌تر برای تأیید توانایی عایق در تحمل شرایط ولتاژ عادی و ولتاژ فوق العاده موقتی است. بر اساس استاندارد IEC 62271-102، سویچ جداکننده ۱۲۶kV باید توانایی تحمل ولتاژ فرکانس قدرت مشخص (مثلاً ۲۳۰kV برای یک دقیقه) بین قسمت‌های زنده و زمین‌شده داشته باشد.

قبل از آزمون، سویچ باید به درستی مونتاژ شده و سطح عایق آن تمیز باشد. ولتاژ به تدریج به سطح مشخص افزایش یافته و برای مدت زمان مورد نیاز ثابت می‌ماند. عدم تخریب، خروج الکتریکی یا جریان تسربیش از حد در طول آزمون نشان‌دهنده موفقیت است. نشانه‌های خرابی (مثلاً کاهش ولتاژ، افزایش جریان تسرب یا جرقه) نیازمند بازرسی و تعمیر فوری هستند.

4.3 تست تحمل ولتاژ ضربه‌ای

تست تحمل ولتاژ ضربه‌ای تأثیر ضربه‌های صاعقه یا تغییرات سویچ بر عایق سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV را شبیه‌سازی می‌کند، با استفاده از ژنراتور ولتاژ ضربه‌ای برای تولید موج‌های (مثلاً ۱.۲/۵۰μs) و دامنه‌های (مثلاً ۵۵۰kV برای سویچ‌های ۱۲۶kV).

ولتاژ ضربه‌ای بین قسمت‌های زنده و زمین‌شده اعمال می‌شود، مشابه با آزمون ولتاژ فرکانس قدرت. چندین ضربه (مثبت و منفی) اعمال می‌شود تا قابلیت اطمینان را در قطبیت‌های مختلف تضمین کند. عدم تحمل ضربات بدون خرابی عایق - معمولاً باعث خرابی ساختاری دائمی می‌شود - نیازمند جایگزینی فوری مولفه است.

4.4 تست تخلخل جزئی

تست تخلخل جزئی (PD) خرابی‌های مبتدی عایق در سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV را تشخیص می‌دهد. PD به معنای تخلخل‌های الکتریکی کوچک در داخل یا روی سطح عایق است که وقتی قوت میدان الکتریکی از آستانه‌ها بیشتر می‌شود، به تدریج عایق را خراب می‌کند و منجر به خرابی می‌شود.

روش‌های تست شامل روش‌های الکتریکی، صوتی و نوری است. روش الکتریکی ولتاژ نزدیک به ولتاژ عملیاتی سویچ را اعمال می‌کند و سیگنال‌های PD را از طریق سنسورها تشخیص می‌دهد؛ روش صوتی از سنسورها برای ضبط موج‌های صوتی تولید شده توسط تخلخل استفاده می‌کند؛ روش نوری نور منتشر شده را تشخیص می‌دهد. استانداردها سطح قابل قبول PD برای سویچ‌های ۱۲۶kV (مثلاً <10pC در ولتاژ مشخص) را مشخص می‌کنند. فراتر رفتن از این مقدار نشان‌دهنده نقص‌های داخلی (فضاهای خالی، شکاف‌ها یا آلودگی) است که نیازمند بررسی بیشتر است.

5. اهمیت جعبه‌های IP66
5.1 محافظت از غبار و آب

در شرایط محیطی سخت اندونزی، سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالا معمولاً در خارج نصب می‌شوند. جعبه‌های IP66 ضروری هستند برای محافظت از مولفه‌های داخلی سویچ ۱۲۶kV از غبار، آب و عوامل محیطی.

رتبه IP66 تضمین می‌کند که حفاظت کامل از نفوذ غبار (IP6X) - حیاتی برای جلوگیری از تجمع غبار روی عایق که با گذر زمان عملکرد را کاهش می‌دهد - و مقاومت در برابر جریان‌های آب قوی (IPX6)، مانند باران سنگین یا پاشش‌های فشار بالا. این امر جلوگیری می‌کند از ورود آب به جعبه و تماس با قسمت‌های زنده یا عایق، و از کوتاه شدن یا تخریب جلوگیری می‌کند.

5.2 افزایش طول عمر خدمت

جعبه‌های IP66 طول عمر خدمت سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند. محافظت از غبار و آب تعداد تعمیرات و خطرات خرابی زودرس را کاهش می‌دهد. در مناطق با رطوبت بالا و باران زیاد، سویچ‌های محافظت‌نشده با تعریض مداوم به رطوبت، خرابی عایق را به سرعت می‌بینند. جعبه‌های IP66 عملکرد قابل اعتماد را در محیط‌های سخت فراهم می‌کنند و هزینه‌های کلی عملیات و نگهداری شبکه را کاهش می‌دهند.

6. نتیجه‌گیری

تست عایق برای سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV یک فرآیند چند وجهی است که نیازمند توجه دقیق به عوامل مختلف است. رعایت استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 62271-102 تضمین می‌کند که الزامات اساسی عملکرد عایق برآورده شود. در کشورهایی مانند اندونزی با شرایط محیطی چالش‌برانگیز، توجه به تأثیرات آب و هوا، غبار و آلودگی بر عایق بسیار مهم است.

استفاده از روش‌های تست مناسب - مقاومت عایق، تحمل ولتاژ فرکانس قدرت، تحمل ولتاژ ضربه‌ای و تست تخلخل جزئی - به طور مؤثر مشکلات عایق را در مراحل مختلف تشخیص می‌دهد. علاوه بر این، جعبه‌های IP66 لایه اضافی محافظت در برابر خطرات محیطی ایجاد می‌کنند.

با تمرکز بر این عناصر تست عایق، اپراتورهای شبکه برق و پرسنل نگهداری در اندونزی می‌توانند عملکرد قابل اعتماد و ایمن سویچ‌های جداکننده ولتاژ بالای ۱۲۶kV را تضمین کنند و به عملکرد پایدار کل سیستم شبکه برق کمک کنند.