تحلیل و رسیدگی به خطاهای شکست عایق در برش‌کننده‌های خلاء بیرونی ۳۵ کیلوولت
توضیحات تجهیزات
مدارکننده خلاء ZW7 - 40.5 نوعی دستگاه الکتریکی با ولتاژ بالا است که برای نصب در فضای باز طراحی شده و از سه فاز و مدار جریان متناوب 50 هرتز تشکیل شده است. این دستگاه از خلاء به عنوان ماده خاموش کننده قوس الکتریکی استفاده می‌کند. این دستگاه عمدتاً برای برش جریان اسمی و جریان خطا در سیستم‌های انتقال و توزیع برق با ولتاژ 40.5 کیلوولت [1] استفاده می‌شود و به ویژه برای مکان‌هایی مناسب است که عملیات مکرر لازم است.
ساختار کلی این محصول از نوع ستون سرامیکی است، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. سرامیک بالایی، سرامیک مدارکننده خلاء است که در آن مدارکننده خلاء نصب شده است و سرامیک پایینی، سرامیک حامل است. هر دو سرامیک مدارکننده خلاء و سرامیک حامل با چربی خلاء با ویژگی‌های عایقی عالی پر شده‌اند. سه فاز سرامیک روی یک قاب واحد نصب شده‌اند.
سه ترانسفورماتور جریان در این قاب نصب شده‌اند و به مدار اصلی مدارکننده در داخل سه فاز سرامیک حامل متصل شده‌اند. قاب با صفحات بستن در تمام چهار طرف و پایین تجهیز شده است تا به محیط خارجی تطبیق یابد.
پایانه حرکتی مدارکننده خلاء از طریق یک بازوی کرک و یک میله عایقی به محور خروجی مکانیسم عملیاتی متصل شده است. عملیات باز و بسته شدن مدارکننده و همچنین کابل‌های کنترل و حفاظت از طریق اجزا و ترمینال‌های داخل جعبه مکانیسم خارج می‌شوند. عملیات پیوند سه فاز از طریق ساختار عملیاتی و ساختار انتقالی انجام می‌شود.
شکل 1 نمودار ساختاری مدارکننده خلاء
تجزیه و تحلیل دلایل خطای رخ داده
در تاریخ ۱۸ مارس ۲۰۱۰، در طی نگهداری مبتنی بر وضعیت روتین تجهیزات در یک زیراستانی، کارشناسان تست یافته‌اند که یک شکست عایقی در فاز A مدارکننده خلاء ۳۵۱۵ (مدل: ZW7 - ۴۰.۵/T1250 - ۲۵) در طی آزمون تحمل ولتاژ متناوب رخ داده است.
کارشناسان تست تجزیه و تحلیل و آزمون‌های مربوط به شکست عایقی در فاز A مدارکننده ۳۵۱۵ را انجام دادند. داده‌های خاص در جدول ۱ به شرح زیر آمده است:
بر اساس مقررات آزمون روتین شرکت برق ملی، مقاومت عایقی مدارکننده‌های خلاء با ولتاژ ۳۵ کیلوولت و بالاتر نباید کمتر از ۳۰۰۰ مگااهم باشد و ولتاژ آزمون تحمل ولتاژ متناوب باید ۸۰٪ از مقدار آزمون کارخانه‌ای باشد، یعنی ۷۶ کیلوولت/دقیقه. قبل از اینکه کارشناسان آزمون تحمل ولتاژ را بر روی مدارکننده خلاء ۳۵۱۵ انجام دهند، مقاومت عایقی مدار اصلی در هر سه فاز مطابق با مقررات بود.
در ادامه، کارشناسان آزمون تحمل ولتاژ متناوب را بر روی مدار اصلی هر سه فاز به ترتیب انجام دادند. مشاهده شد که وقتی ولتاژ مدار اصلی فاز A به ۳۵ کیلوولت رسید، جریان به طور ناگهانی افزایش یافت و شکست رخ داد.
بعد از رخ دادن این پدیده، کارشناسان آزمون‌های زیر را بر اساس ساختار این نوع مدارکننده انجام دادند:
رسیدگی به خرابی
در پایان اکتبر ۲۰۱۰، تولیدکننده مدارکننده فاز A را جدا کرد و بررسی کرد. مراحل آزمون و نتایج به شرح زیر بود:
تدابیر پیشگیرانه
عایق خارجی مدارکننده خلاء ZW7 - ۴۰.۵ از چربی عایقی خلاء استفاده می‌کند که یک مedium عایقی مایع است. در طی عملیات و نصب تجهیزات، محتوای رطوبت مedium مایع افزایش می‌یابد. رطوبت در حالت معلق در چربی عایقی تجهیزات الکتریکی قرار دارد. تحت تأثیر نیروی میدان الکتریکی، آب به تدریج به صورت "پل" در امتداد خطوط نیروی الکتریکی مرتب می‌شود.
این "پل" از دو قطب عبور می‌کند و ممکن است به طور قابل توجهی ولتاژ شکست را کاهش دهد. این همچنین توضیح می‌دهد که چرا مقاومت عایقی تحت ولتاژ ۵ کیلوولت در طی اندازه‌گیری مقاومت عایقی بسیار پایین بود، اما این خطر در زیر ولتاژ کاری آشکار نشد.
با توجه به تجزیه و تحلیل فوق، برای جلوگیری از خرابی عایقی ناشی از رطوبت چربی عایقی خلاء مدارکننده خلاء، تدابیر پیشگیرانه زیر پیشنهاد می‌شوند:
نصب تجهیزات به صورت دقیق مطابق با فرآیند مونتاژ تا جلوگیری از مخلوط شدن آلاینده‌ها و جلوگیری از تماس medium با جو.
تقویت تلاش‌های بازرسی و انجام آزمون‌های رها شدن محلی با استفاده از دستگاه آزمون ماوراء بنفش.
انجام آزمون‌ها به صورت دقیق مطابق با مقررات آزمون الکتریکی، از جمله آزمون ض menness، آزمون درجه خلاء، آزمون عایقی و غیره.
