Kateri so ključni elementi preskuševanja izolacije za visokonapetostni preklopnik na 126 kV?

1. Uvod

Visokonapetostne preklopnike odigrajo ključno vlogo pri zagotavljanju varnega in učinkovitega delovanja infrastrukture električnih omrežij. Med različnimi preklopniki za različne napetosti so 126kV visokonapetostni preklopniki široko uporabljani v srednje- in visokonapetostnih omrežjih. V državi, kot je Indonezija, z obsežnim ozemljem in raznolikimi geografskimi in klimatskimi pogoji, je zelo pomembno, da oprema za električna omrežja deluje zanesljivo. Izolacijske lastnosti visokonapetostnih preklopnikov so ključne, saj lahko vsak izolacijski odpad povzroči odpiranje struje, poškodbo opreme in celo tveganje za varnost osebja. Ta članek se osredotoča na ključne elemente testiranja izolacije 126kV visokonapetostnih preklopnikov, z namenom priskrbitev celovite referenčne podlage za operaterje električnih omrežij in održevalsko osebje.

2. Standardi in specifikacije
2.1 Standard IEC 62271-102

Standard IEC 62271-102 služi kot mednarodni merilo za visokonapetostno opremo in nadzorno opremo, vključno s visokonapetostnimi preklopniki. Za 126kV preklopnike ta standard določa podrobne zahteve za izolacijo, ki določajo minimalne razine izolacije, ki jih mora oprema doseči pod različnimi testnimi pogoji, kot so testi trdnosti pri frekvenčni napetosti in testi trdnosti pri impulznih napetostih.

Med testom trdnosti pri frekvenčni napetosti je 126kV visokonapetostni preklopnik tipično zahtevan, da izdrži določeno stopnjo napetosti (na primer, približno 230kV za 1 minuto glede na standard) brez propada ali površinskega prekora. Ta test simulira običajne napetostne stresne pogoje in začasne prekomerne napetosti, s katerimi se preklopnik lahko sooči med svojim življenjskim časom. Test trdnosti pri impulznih napetostih, ki uporablja visokonapetostni impulzni val (na primer, 1.2/50µs), simulira udare bleska ali preklopne udarne valove. 126kV preklopnik mora izdržati določeno impulzno napetost (na primer, približno 550kV) brez izolacijskega odpada, kar zagotavlja zanesljivo delovanje v ekstremnih prehodnih napetostnih pogojih.

3. Okoljski vidiki v Indoneziji
3.1 Klimatski pogoji

Tropski klima Indonezije se loči z visokimi temperaturami, visoko vlago in pogostim padavinami skozi celo leto. Povprečna temperatura v večini regij sega od 25°C do 27°C, z relativno vlago, ki pogosto presega 70%. Takšni okoliški pogoji z visoko vlago zelo vplivajo na izolacijske lastnosti 126kV visokonapetostnih preklopnikov. Sinec kondenzacija vlage na površinah izolacije zmanjša površinsko upornost, kar lahko povzroči površinski prekor.

Dodatno je Indonezija podvržena močnim padavinam in tropskim viharjem. Zunanje nameščeni visokonapetostni preklopniki morajo izdržati vpliv dežja in močnih vetrov. Na primer, v območjih, ki so podvržena tajfunom, morajo preklopniki imeti zadostno mehansko trdota, da bi preprečili poškodbo izolacijske strukture zaradi dežja, ki ga vodi veter, ali fizičnih udarcov.

3.2 Prašnine in onesnaženost

Industrijske dejavnosti in naravni pojavi v Indoneziji lahko vodijo do letalnih prašnin in onesnaženosti. Industrijska območja lahko vključujejo prašnine, ki vsebujejo prevodne delce ali korozivne snovi, medtem ko poljedelska območja lahko vsebujejo talo ali prašnine od rastlin. Te onesnaženosti se nagromadijo na površinah izolacije preklopnikov, kar poveča tveganje za izolacijski odpad.

Zlasti v obalnih območjih Indonezije se solana morska zraka posipa na preklopnike. Sol korode metalne komponente in vpliva na izolacijske lastnosti izolatorjev, kar postopoma zmanjšuje električno trdoto in poveča verjetnost električnega odpada.

4. Metode testiranja izolacije
4.1 Testiranje upornosti izolacije

Testiranje upornosti izolacije je temeljni način ocene stanja izolacije 126kV visokonapetostnih preklopnikov, ki meri upornost med živimi in zazemljenimi deli z uporabo visokonapetostnega megaohmmetra.

Med testom se megaohmmeter poveže med visokonapetostnim terminalom preklopnika (v odprtih stanju) in zazemljenim terminalom. Uporabljena testna napetost bi morala ustrezati napetostni razredni preklopnika - tipično 2500V ali 5000V za 126kV preklopnike. Visoka vrednost upornosti izolacije (običajno več sto megaohmov ali več za zdrave preklopnike) kaže na dobro izolacijo. Značilno nižja vrednost lahko signalizira vstop vlage, degradacijo izolacije ali površinsko onesnaženost.

4.2 Testiranje trdnosti pri frekvenčni napetosti

Testiranje trdnosti pri frekvenčni napetosti je bolj natančen način preverjanja sposobnosti izolacije, da izdrži običajne in začasne prekomerne napetosti. Po standardu IEC 62271-102 mora 126kV preklopnik izdržati določeno frekvenčno napetost (na primer, 230kV za 1 minuto) med živimi in zazemljenimi deli.

Pred testiranjem mora biti preklopnik pravilno sestavljen z čistimi površinami izolacije. Napetost se postopoma poveča na določeno raven in se ohranja za zahtevano čas. Ni propada, prekora ali prekomernega tekače izsiljevanja med testom, kar kaže na uspešno pretečen test. Priznaki neuspeha (na primer, padec napetosti, povečan tekač izsiljevanja ali vrtenje) zahtevajo takojšnje pregledovanje in popravilo.

4.3 Testiranje trdnosti pri impulznih napetostih

Testiranje trdnosti pri impulznih napetostih simulira vpliv bleska ali preklopnih udarnih valov na izolacijo 126kV preklopnikov, z uporabo visokonapetostnega generatorja impulznih napetosti, ki ustvarja valne oblike (na primer, 1.2/50µs) in amplitudo (na primer, 550kV za 126kV preklopnike).

Impulzna napetost se uporablja med živimi in zazemljenimi deli, podobno kot pri testiranju pri frekvenčni napetosti. Več impulzov (pozitivnih in negativnih) se uporablja, da bi zagotovili zanesljivost pri različnih polaritetah. Neuspeh v izdrževanju impulzov brez poškodbe izolacije - pogosto povzroča trajno strukturno poškodbo - zahteva hitro zamenjavo komponent.

4.4 Testiranje delnih izsiljevanj

Testiranje delnih izsiljevanj (PD) zazna začetne faze degradacije izolacije 126kV preklopnikov. PD se nanaša na majhna električna izsiljevanja znotraj ali na površinah izolacije, ko električna polja presežejo prag, kar postopoma poškoduje izolacijo in vodi v odpad.

Metode testiranja vključujejo električne, akustične in optične pristope. Električna metoda uporablja napetost blizu delovne napetosti preklopnika in zazna PD signale preko senzorjev; akustična metoda uporablja senzorje, da zajame zvoke, generirane izsiljevanji; optična metoda zazna emitirano svetlobo. Standardi določajo dopustne ravni PD za 126kV preklopnike (na primer, <10pC na določeno napetost). Preseganje te ravnice kaže na notranje defekte (praznine, trake ali onesnaženost), ki zahtevajo dodatno raziskovanje.

5. Pomembnost kužel z oznako IP66
5.1 Zaščita pred prašninama in vodo

V zahtevnih okoljskih pogojih Indonezije so visokonapetostni preklopniki pogosto nameščeni na prostem. Kuže z oznako IP66 so ključni za zaščito notranjih komponent 126kV preklopnikov pred prašninami, vodo in okoljskimi dejavniki.

Oznaka IP66 zagotavlja popolno zaščito pred vstopom prašnin (IP6X) - ključno, da se prepreči nagromadanje prašnin na izolaciji, ki s časom degradira zmogljivost - in odpornost na močne vodne mlake (IPX6), kot so močni deževni padavci ali visokonapetostni prskalniki. To prepreči, da voda vstopi v kužo in stikne s živimi deli ali izolacijo, kar bi povzročilo kratki zapori ali degradacijo.

5.2 Podaljšan življenjski čas

Kuže z oznako IP66 značilno podaljšajo življenjski čas 126kV preklopnikov. Zaščita pred prašninami in vodo zmanjša pogostost vzdrževanja in tveganje za premagelne odpade. V območjih z visoko vlago in deževinami so nezaščiteni preklopniki podvrženi pospešenemu staranju izolacije zaradi stalnega izpostavljenosti vlage. Kuže z oznako IP66 omogočajo zanesljivo delovanje v zahtevnih okoljskih pogojih, kar zmanjša skupne stroške delovanja in vzdrževanja omrežja.

6. Zaključek

Testiranje izolacije 126kV visokonapetostnih preklopnikov je večstranski proces, ki zahteva pazljivo razmišljanje o različnih faktorjih. Spodbujanje mednarodnih standardov, kot je IEC 62271-102, zagotavlja, da so osnovne zahteve za zmogljivost izolacije izpolnjene. V državah, kot je Indonezija, z zahtevnimi okoljskimi pogoji, je ključno obravnavati vplive klimata, prašnin in onesnaženosti na izolacijo.

Uporaba primerenih metod testiranja - testiranje upornosti izolacije, testiranje trdnosti pri frekvenčni napetosti, testiranje trdnosti pri impulznih napetostih in testiranje delnih izsiljevanj - učinkovito zazna težave z izolacijo v različnih fazah. Dodatno pa kuže z oznako IP66 ponujajo dodatno zaščito pred okoljskimi tveganji.

S osredotočenostjo na te elemente testiranja izolacije lahko operaterji električnih omrežij in održevalsko osebje v Indoneziji zagotovijo zanesljivo in varno delovanje 126kV visokonapetostnih preklopnikov, kar prispeva k stabilnemu delovanju celotnega sistema električnega omrežja.