8 võtit meetodit osalise laenguvoolu vähendamiseks elektrilaadurites

Kasvavad nõuded transformaatori jahutussüsteemidele ja jahutite funktsioon

Energivõrkude kiire arengu ja edastuspinge suurenemisega nõuavad energivõrgud ja elektrit tarbivad üksused suuremaid isolatsioonikindlust nõudmisest suurte transformaatorite puhul. Kuna osaline laengutest on mittemeetodiline isolatsioonile, kuid väga tundlik, tuvastab see efektiivselt olemasolevaid vigu transformaatori isolatsioonis või ohustavaid vigu, mis tekivad transporti ja paigaldamise ajal, on asjakohane osaline laengutest saanud laialdaselt kasutatavaks. See on loetletud kohustuslikuks komisjonimiseks määratud testiks 72,5 kV ja suurema pingetaseme transformaatorite puhul.

1. Osa laengutest ja selle printsiibid

Osaline laengutest, ka teada elektrostaatilise ioniseerimisena, viitab elektrostaatiliste laengute voogule. Täpselt määratud rakendatava pingega ioniseeritakse esmalt elektrostaatilisi laenguid nendes kohtades, kus on nõrgem isolatsioon ja tugevam elektriväli, ilma et see ei põhjustaks täielikku isolatsioonipetmikku. Seda elektrostaatilise laengu voogu nimetatakse osaliseks laenguteks. Osa laengutest, mis toimub lähevas lõunapiirides ümber happega ümbritsetud joonte lähedal, nimetatakse koroonale.

Osaline laengutest on elektriline laengutest, mis toimub transformaatori sisemise isolatsiooni lokaliseeritud positsioonidel. Kuna laengutest on piiratud ja tal on madal energia, ei põhjusta see otsest täielikku petmist sisemises isolatsioonis.

Transformaatorite osalise laengutesti suhtes kehtestas Hiina algselt nõuded vaid 220kV ja suurema pingetaseme transformaatorite puhul. Hiljem määriski uus IEC-standard, et osalise laengutesti tuleb teha seadmetel, kui nende maksimaalne tööpinge Um ≥ 126kV. Riiklik standard samuti näeb ette, et transformaatoritel, kellel on maksimaalne tööpinge Um ≥ 72,5kV ja nimiaegne võimsus P ≥ 10 000 kVA, tuleb osalise laengutesti teha, välja arvatud juhul, kui muu lepitakse.

Osalise laengutesti meetod järgib GB1094.3-2003 eeskirju, kus standardlimiit on seatud mitte ületama 500pC. Kuid tegelikes lepingutes nõuavad kliendid sageli limiite ≤300pC või ≤100pC. Sellised tehnilised lepped nõuavad transformaatoritootjalt kõrgema toote tehniliste standarde hoidmist.

2. Osa laengutest tingitud ohud

Osa laengutest tingitud ohude tõsidus seostub selle põhjustega, asukohaga ja alguse ning lõpu pingete tasemete. Kui algus- ja lõpp-pinged on kõrgemad, siis on ohu tõenäosus väiksem, vastupidi. Laengutest omaduste poolest, mida mõjutavad soliidse isolatsiooni, on need, mis pakuvad suurimat ohu transformaatorile, vähendades isolatsioonitugevust või isegi põhjustades seda kahjustada.

3. Osa laengutest põhjuste

Faktorid, mis põhjustavad osalist laengutest, hõlmavad ebasobivaid disainieeldusi, kuid enamasti pärinevad neist valmistamise protsessist:

• Komponentide teravad servad ja kõrved, mis voolutavad elektrivälja ja vähendavad laengutuse algusepinget;

• Välised objektid ja tolm, mis põhjustavad elektrivälja konsentratsiooni, mis võib tõmmata koroonalaengut või katkese laengutest välise elektrivälja all;

• Niiskus või gaasi puud. Vee ja gaasi madalamate dielektriliste konstantide tõttu toimub laengutest esimesena elektrivälja mõju all;

• Suspendeeritud metallstruktuuride halb kontakt, mis moodustab väljakontrsse või põhjustab sparklaengutest.

4. Meetmeid osalise laengutest vähendamiseks

4.1 Tolmu kontroll

Faktorites, mis põhjustavad osalist laengutest, on välised objektid ja tolm äärmiselt olulised käivitajad. Testide tulemused näitavad, et metallpartiklid, mis on suuremad kui 1,5μm, võivad toota laengutest kvandid, mis ületavad palju 500pC elektrivälja mõju all. Nii metallikud kui ka mittemetallikud tolmud tekitavad konsentratsiooni elektriväljas, vähendades isolatsiooni algusepinget ja petmisepinget.

Seetõttu on oluline säilitada puhane keskkond ja tuumik transformaatori tootmisel, ja tuleb rakendada rangeid tolukontrolle. Tolmutõkestavaid töökohti tuleb luua, vastavalt sellele, kui palju toode võib olla tolmu mõjutatud tootmisel. Näiteks draadi sirvimisel, draapaberiga kokkusidumisel, siltide valmistamisel, siltide kokkompaneerimisel, tuumiki kihitamisel, isolatsiooniosade valmistamisel, tuumiki kokkompaneerimisel ja tuumiki lõpetamisel, ei tohi lubada üldse mitte mingi väliseid objekte või tolmu jääda või sisse minna.

4.2 Isolatsiooniosa konsentratsioonilised töötlemine

Isolatsiooniosad on eriti haavatavad metalltolmu kontaminatsiooni suhtes, kuna kui metalltolm liimub isolatsiooniosa, on see äärmiselt raske täielikult eemaldada. Seetõttu on vaja neid konsentratsiooniliselt töödelda isolatsioonitöökojas, kus on eraldatud mehhaniline töötlemisala, mis on eemal muudest tolmu tootvatest aladest.

4.3 Silikoonterase kõrvede range kontroll

Transformaatori tuumikkihid moodustatakse pikali ja risti lõigates, mis on vältimatu kõrvede tekkimise põhjus. Need kõrved põhjustavad mitte ainult kihi vahelisi lühikesteid, moodustades sisekirdeid, mis suurendavad tühihävinust, vaid ka tõepoolest suurendavad tuumikkihis tihedust, vähendades tegelikku kihide arvu. Olulisem on, et tuumiki kokkompaneerimisel või vibratsiooni mõjul võivad kõrved languda tuumikkeha peale, põhjustades laengutest. Isegi kõrved, mis languvad tanki alla, võivad sünkroniseeruda elektrivälja mõju all, põhjustades maapinge laengutest. Seetõttu tuleb tuumikkihide kõrveid vähendada mahukalt. 110kV toodete puhul ei tohiks tuumikkihide kõrved ületada 0,03mm; 220kV toodete puhul ei tohiks need ületada 0,02mm.

4.4 Jäädvapressitud lahendusedraapid

Külmuterminalide kasutamine johtmedele on tõhus meetod osalise laengu koguse vähendamiseks. Fosforbronzi löömine toob kaasa palju prillimisi, mis hajuvad lihtsasti tuumikule ja eralduskomponentidele. Lisaks tuleb lõimimispiirileral eraldada nõelsete asbestiñuuga, millest tuleneb niiskus eraldusesse. Kui niiskust ei eemaldata täielikult pärast eralduse kattamist, suureneb transformatoriga seotud osaline laeng.

4.5 Komponendite servade ümmardamine

Komponendite servade ümmardamisel on kaks eesmärki: 1) Elektrivälja leviku parandamine ja laengu algusepinge suurendamine. Seetõttu tuleb kõigile metallstruktuurkomponentidele tuumikus, nagu klambid, vedelad, jalakivid, konsoolid, pressiplaadid, väljundservad, bushingi tõusmürad ja sisevanuri magneetiline kaitseplaat, ümmardada servasid. 2) Vältida rütmise tekitatud teraseprillide tekke. Näiteks peavad klambi tõstmisaukude ja -seinte või krookide kontaktosad olema ümmardatud.

4.6 Toote keskkond ja tuumiku viimistlus lõplikus monteerimises

Pärast tuumiku vakuumkuivendamist tuleb enne vanuri paigaldamist viimistelda tuumikut. Suurematele toodetele, millel on keerulisem struktuur, kulub viimistlemiseks rohkem aega. Kuna tuumiku pressimine ja kiindurite kinnitamine toimuvad õhukeses keskkonnas, võib sel ajal toimuda niiskuse imendumist ja tolmupääsemist. Seetõttu tuleb tuumiku viimistlust läbi viia tolmueelise ala. Kui viimistlusaeg (või õhukeses keskkonnas viibimisaeg) ületab 8 tundi, on vajalik uuesti kuivendamine.

Pärast tuumiku viimistlemist paigaldatakse ülemine vanur, järgnevalt toimub vakuumpanek ja öli täitmine. Kuna tuumiku eraldus imeb niiskust viimistlemise perioodil, on vajalik dehumiidificerimine, mida saavutatakse produkti vakuumpaneku kaudu. See on oluline meetod, et tagada kõrgepinge toodete eraldusjõud. Vakuumitaseme määratakse tuumiku ja keskkonna niiskuse ning niiskuskoguse standardite järgi, samas kui vakuumpaneku kestus määratakse ahtri väljapääsemise ajast, keskkonnatingimustest ja niiskusest.

4.7 Vakuumöli täitmine

Vakuumölitaitmise eesmärk on kõrvutada transformatoriga seotud eraldusstruktuuri "surmad" vakuumpaneku kaudu, täielikult välja suruda õhu ja seejärel vakuumitingimustes täita transformatori öliga, et tagada tuumiku täielik impregneerimine. Pärast ölitäitmist tuleb transformatoreid vähemalt 72 tundi seisuda, enne kui testimine alustatakse, kuna eraldusmaterjali impregneerimise tase sõltub eraldusmaterjali paksusest, öli temperatuurist ja immersiooniajast. Paremat impregneerimist tõstab laengu esinemise tõenäosus, mistõttu on piisav seisva aja olemasolu hädavajalik.

4.8 Vanuri ja komponentide tiivitamine

Tiivituse kvaliteet mõjutab otse transformatori valuma. Kui valumispunktid eksisteerivad, jääb niiskus kindlasti transformatoriga seotud sisemisse, mille tulemuseks on transformatori öli ja muude eralduskomponentide niiskuse imendumine – see on üks tegur, mis põhjustab osalist laengut. Seetõttu tuleb tagada mõistlik tiivitus.