35кВ тасымалдау шығармасының сыртқы вакуумды бөлшігінің құбырсың сақинасының жоғалту анализы

ZW7 - 40.5 жабықтағы вакуумдық айналмалы күштік көпірші вакуумды аркалық шығару медиумы ретінде қолданады. Аркалық шығару камерасының қозғалыс бұрышы операциялық механизмдің шығыс арнасына жылжымалы баспалдақ арқылы және диэлектрикалық байланыс палочка арқылы қосылады. Көпіршінің жалпы құрылымы фарфордық бутылшық типіндегі болады.

Жоғарғы фарфордық бутылшық аркалық шығару камерасының фарфордық бутылшығы ретінде қызмет етеді, ал төменгісі дамыту үшін фарфордық бутылшық ретінде қызмет етеді. Үш фазаның фарфордық бутылшықтары каркасқа орналастырылады, ал үш фазаның ағым трансформаторлары төменгі дамыту үшін фарфордық бутылшықтардың ішіне орналастырылады және көпіршінің негізгі электр цептеріне қосылады (суретте көрсетілгендей). Жоғарғы және төменгі фарфордық бутылшықтардың ішіне сапалы диэлектрикалық қасиеттерге ие вакуумдық изоляциялық силикон жыртылған.

Жоғары напрямдагы көпіршілердің фарфордық бутылшықтары адатта жоғары қатысты алюминия оксид керамикасынан жасалады, олар химиялық стабилділікті, сапалы диэлектрикалық қасиеттерді және жоғары механикалық қатысты қамтиды. Керамикалық бутылшықтардың қызмет ету мерзімі барлық жабдықтың өмір сүру мерзімімен тікелей байланысты. Жабықтағы көпіршілердің кеңеске салынатын себептері – фланецілердің жарылуы, фарфордық бутылшықтардың деформациялауы және жарылуы, цементтің кеңейуі, жартылайтынуы, мұздатылуы және т.б. Белгілі бір 110кВ электр желісінде жеті көпіршінің жоғалуы болды, оның ішінде фарфордық бутылшықтардың жарылуы 41% құлады.

Қызмет ету ауызы

110кВ трансформатор кішігінде 35кВ көпіршінің А-фазасының фарфордық бутылшығы жыртылды. Фарфордық бутылшықтың үшінші қабырғасы мен төменгі фланецісі арасындағы бөлігі жырталып, шығып кетті, оның ішіндегі диэлектрикалық силикон жыртылған, сондықтан жабдықты тоқтату қажет болды. Жоғалған көпіршінің нақты бақылауынан көрінетініше, жоғалудың туындыларына себеп болған негізгі себеп – көпіршінің дамыту үшін фарфордық бутылшығының ішіндегі жоғары напрямдагы проводшық пен фарфордық бутылшықтың өзара реакциясы, оның нәтижесінде пайда болған жоғары температуралы арка қорытуы фарфордық бутылшықты жырталтырды және ішкі диэлектрикалық силикон жыртылғаны шығып кетті.

Сыртқы көрсеткіштер анализі

Макроскопиялық тексеру

Фарфордық бутылшықтың қабырғасынан екі мысал алынды, олардың тексеру нәтижелері төмендегідей:

Сурет 2 – 1-мысалдың макроскопиялық құрылымы. Мысалдың фарфордық бутылшығының ішкі жағында үлкен аудандық арка қорытуынан қалған ізлер бар. Оң жақтағы бөлігінде қабырғаның ұзақтығы 50.89 мм болып, фарфордық бутылшықтың жырталған жағының көбінен қараңғы болып, бірнеше аймақтарда қараңғы жыртылғаны бар. Секцияның құрылымы басқа бөліктерден әлі де айырмаланады. 1-мысалдың үш бөлігі тәуелсіз тексерілді, суретте көрсетілгендей 2b, 2c, 2d.

Сурет 2b-ден көрінетініше, мысалдың ішкі жағындағы глазур жыртылған және ерітілген, бірнеше өлшемдегі құбырлар пайда болды. Бұрыштың ұшындағы қабырғаның қызмет етуінің ұстануында қалаң гладкая поверхность, бұл глазур жоюынан немесе материалдың теңсіздігінен әлі де айырмаланады. Сурет 2c-те қабырғаның табанындағы қызыл аймақ гладкая поверхность, жәндік текстура, қызмет етуінің қабырғасында бірнеше кіші құбырлар бар, оның арты және төменгі бөлігі қараңғы-ақ болып қалады.

Қызыл материал теңсіздікпен таралған, беті теңсіздікпен, бір аймақта көлемдік қозғалыс бар, ал қабырғаның қырларында ақырынды қараңғы чек сызық бар, бұл аймақтағы материалдың аномалиясын көрсетеді. Сурет 2d - қабырғаның нормалды аймағының локальды көрсеткіші. Суреттен көрінетініше, мысалдың бетінде бірнеше кіші құбырлар бар, ең үлкен құбырдың диаметрі 0.1 мм.

Сурет 3 - 2-мысалдың макроскопиялық көрінісі. Мысалдың ішкі жағында локалды арка қорытуы және глазур жоқ аймақтары бар, бұл 3a суретте 1 және 2 аймақтарында көрсетілген. Маңызды, өйткені арка қорытуынан өткен жоғары температура үшін глазур жыртылған, бұл үшін қанша да құбырлар пайда болды. 3a суретте 2 аймақта қабырғаның ішкі жағында ұзындығы 17.92 мм, қысымы 2 мм болып, бетте қалыптасқан ауытқу бар. Бұл аймақтың түсі фарфордық бутылшықтың түсімен сәйкес, қараңғы-ақ, бұл аймақтың глазурсыз болғанын, бастапқы технологиялық дефект болғанын көрсетеді.

Сурет 3b - 2-мысалдың жаңа макроскопиялық көрінісі. Суреттен көрінетініше, мысалдың бір бөлігінің жаңа қабырғасы гладкая поверхность, бұл нормалды қабырғаның грубая поверхность-ымен сәйкес келмейді. Бұл фарфордық бутылшықтың бұл бөлігінде қатысты бөлінгендігін, бастапқы технологиялық дефект болғанын көрсетеді.

Мысалдардың макроскопиялық тексеру нәтижелерінен, қате болған фарфордық бутылшықта бастапқы технологиялық дефекттер, материалдың теңсіздігі, фарфордық бутылшықтың бөлінгендігі, глазурсыз бет және көптеген кіші құбырлар бар деп айтуға болады.

Скандалдық электрон микроскопиялық (SEM) микрокөрініс анализі

Фарфордық бутылшықтың нормалды секциясы, қызыл түсті аймақ, гладкая поверхность, ішкі арка қорытуынан алынған мысалдардың SEM анализі жүргізілді. Мысалдардың скандалдық микроскопиялық суреттері Сурет 4-те көрсетілген.

Сурет 4a-да көрсетілгенімен, фарфордық бутылшықтың нормалды секциясынан алынған мысалдың беті грубая поверхность, қабырға құрылымы бар. Бетте бірнеше құбырлар тақтай таралған, бұл фарфордық бутылшықтың пористігін және төмен қатыстығын көрсетеді.

Сурет 4b-да көрсетілгенімен, қызыл түсті аймақтан алынған мысалда да бірнеше құбырлар бар. Нормалды секциядан алынған мысалға салыстырмалы, бұл құбырлар үлкен өлшемде, тығыздығы төмен, фарфордың қатыстығы жоғары. Бұл фарфордық бутылшықтың ішіндегі материалдың теңсіздігін көрсетеді.

Сурет 4c-ден көрінетініше, гладкая поверхность мысалында да бірнеше құбырлар бар, ал бетте бірнеше теңсіздіктер бар. Дегенмен, бет барлыққа қатысты гладкая поверхность, бұл секцияның қатыстысынан бұрын теңсіздіктері бар екенін көрсетеді.

Сурет 4d-те көрсетілгенімен, арка қорытуынан өткен беттегі глазур гладкая поверхность, бірақ бірнеше құбырлар және құбырлар бар. Бұл қасиеттер арка қорытуынан өткен уақытта глазур қышқылы жылуынан қышқылдар шығуынан қалды.

Скандалдық электрон микроскопиялық (SEM) микрокөрініс анализі

Фарфордық бутылшықтың нормалды секциясы, қызыл түсті аймақ, гладкая поверхность, ішкі арка қорытуынан алынған мысалдардың SEM анализі жүргізілді. Мысалдардың скандалдық микроскопиялық суреттері Сурет 4-те көрсетілген.

Сурет 4a-да көрсетілгенімен, фарфордық бутылшықтың нормалды секциясынан алынған мысалдың беті грубая поверхность, қабырға құрылымы бар. Бетте бірнеше құбырлар тақтай таралған, бұл фарфордық бутылшықтың пористігін және төмен қатыстығын көрсетеді.

Сурет 4b-да көрсетілгенімен, қызыл түсті аймақтан алынған мысалда да бірнеше құбырлар бар. Нормалды секциядан алынған мысалға салыстырмалы, бұл құбырлар үлкен өлшемде, тығыздығы төмен, фарфордың қатыстығы жоғары. Бұл фарфордық бутылшықтың ішіндегі материалдың теңсіздігін көрсетеді.

Сурет 4c-ден көрінетініше, гладкая поверхность мысалында да бірнеше құбырлар бар, ал бетте бірнеше теңсіздіктер бар. Дегенмен, бет барлыққа қатысты гладкая поверхность, бұл секцияның қатыстысынан бұрын теңсіздіктері бар екенін көрсетеді.

Сурет 4d-те көрсетілгенімен, арка қорытуынан өткен беттегі глазур гладкая поверхность, бірақ бірнеше құбырлар және құбырлар бар. Бұл қасиеттер арка қорытуынан өткен уақытта глазур қышқылы жылуынан қышқылдар шығуынан қалды.

SEM микрокөрініс анализінің нәтижесінен, фарфордық бутылшықтың қатыстысы төмен, қатыстығы жоғары, секциялары аномалды деп айтуға болады.

Энергия спектрі анализі

Бұрында сипатталған сияқты, мысалдың төрт аймағындағы бет элементтерінің және олардың таралуын энергия спектрі анализі жүргізілді. Сурет 5 - бет элементтерінің таралуын көрсетеді. Фарфордық бутылшықтың нормалды секциясы, гладкая поверхность, арка қорытуынан алынған мысалдардың бетінде негізінен кисік (O), кремний (Si) және алюминий (Al) элементтері бар.

Жалпысынан, бұл мысалдардың бетіндегі элементтердің таралуы теңсіздіктерінен әлі де айырмаланады. Дегенмен, қызыл түсті аймақтан алынған мысалдың бетіндегі элементтердің таралуы теңсіздіктерінен әлі де айырмаланады. Мысалдың төменгі оң аймағында кисік (O), алюминий (Al) және калий (K) элементтерінің мөлшері қарапайым, ал кремний (Si) элементтерінің таралуы қарапайым. Бұл аймақтың жылуында O, Al және K элементтерінің таралуы теңсіздіктерінен әлі де айырмаланады.

Осылайша, төрт мысалдың негізгі элементтерінің мөлшерлері салыстырылды, нәтижелері таблица 1-де көрсетілген. Нормалды секция мысалының бетіндегі кисік (O) элементтерінің мөлшері басқа үш мысалға салыстырмалы қарапайым, ал кремний (Si) элементтерінің мөлшері төмен. Бұл фарфордық бутылшық мысалының әр түрлі бөліктеріндегі материалдың құрамының теңсіздігін көрсетеді.

Қызыл аймақтан алынған мысалдарда кремний (Si) элементтерінің мөлшері қарапайым, ал кисік (O) элементтерінің мөлшері төмен. Ал фарфордық бутылшықтың ішкі бетінде қарапайым мөлшерде медь (Cu) табылды. Бұл арка қорытуынан өткен уақытта фарфордық бутылшықтың ішіндегі бронза қышқылы жылуынан қышқылданып, ішкі бетке жүктелді.

Мысалдардың бет элементтерінің скандалдық таралуы

Энергия спектрі анализінің нәтижесінен, фарфордық бутылшықтың жылуында элементтердің таралуы теңсіздіктерінен әлі де айырмаланады. Бұл теңсіздіктер фарфордық бутылшықтың әр түрлі бөліктеріндегі материалдың қатыстысын көрсетеді.

Резюме және ұсыныстар

Резюме

Макроскопиялық тексеру, SEM микрокөрініс анализі және энергия спектрі анализі арқылы, фарфордық бутылшықтың қатыстысы төмен, ішкі деформациясы, құрамы теңсіздіктерінен әлі де айырмаланады, бетінде микропорлар бар. Фарфордық бутылшықтың ішкі бетінде локалды глазурсыз аймақтар және қарапайым жоғары сапалы өндіріс процессінің дефекттері бар.

Фарфордық бутылшықтың макроскопиялық және микроскопиялық дефекттерінен, оның уақытша жабықтағы қызмет етуінде сыртқы су және қышқылдар бутылшыққа қолданылатын қышқылдармен қатты қатысты. Бұл қышқылдар фарфордық бутылшықтың диэлектрикалық қасиеттерін төмендетеді. Электр талауының тағылымында, ішкі проводшық және фарфордық бутылшықтың аслы аймақтарында арка қорытуы пайда болады. Арка қорытуы фарфордық бутылшықтың ішінде жоғары температура қалыптасады және диэлектрикалық силикондың қасиеттері төмендейді. Сондықтан, ішкі басынан, фарфордық бутылшық жырталады.

Ұсыныстар

• Фарфордық бутылшық өндірушілері фарфордық бутылшықтың жылуында сапа контролін жақсартуы керек, олар тұрақты және жоғары сапалы өндіріс процессін қамтамасыз етуі керек.

• Фарфордық бутылшық өндірістерін тасымалдау уақытында қарапайым қорғау шарттары қолданылуы керек. Бұл фарфордық бутылшықтардың зың қатысты және соқылдыруынан қорғау үшін маңызды.

• Өндіріс қолданушылары фарфордық бутылшықтардың сапасын өндіріс қабылдау уақытында қарапайым тексеру қажет. Бұл қабылдау өндірістерінің сапасының стандарттарға сай екенін қамтамасыз ету үшін маңызды.

• Ескерту: Қолданыстағы құралдардың қызмет ету қатыстысына қарапайым назар аударыңыз. Егер силикон жыртылғаны шығуы немесе фарфорды