8 צעדים עיקריים להפחתת ההפרדה החלקית בטרנספורמטורי כוח

הצורך הגובר במערכות קירור למגנטים חשמליים והפונקציה של מקררים

עם התפתחות מהירה של רשתות חשמל ובזכות עלייה במתח ההעברה, רשתות החשמל והמשתמשים בחשמל דורשים אמינות גימור גבוהה יותר עבור מגנטים חשמליים גדולים. מאחר שהבדיקות של פליטת מטען חלקי אינן מזיקות לגימור ומאופיינות באומדנות גבוהה, הן מאפשרות גילוי יעיל של תקלות מובנות בגימור המגנט או תקלות מסוכנות שנוצרות במהלך השילוח והתקנה, הבדיקות של פליטת מטען חלקית באתר הפכו להישם נרחב. הן נכללו כמבחן מחייב לתפעול עבור מגנטים עם מתח של 72.5 ק"ו ומעלה.

1.פליטת מטען חלקית ומפרטי העקרונות שלה

פליטת מטען חלקית, הידועה גם בשם איון אלקטרוסטטי, מתארת זרימת מטענים אלקטרוסטטיים. תחת מתח מסוים, המטענים האלקטרוסטטיים עוברים תהליך של איון במקום שבו יש גימור חלש באזור של שדה חשמלי חזק, מבלי לגרום לקריסת גימור מלאה. תופעה זו של זרימת מטען אלקטרוסטטי מכונה פליטת מטען חלקית. פליטת מטען חלקית שמתרחשת ליד מוליכים שמסביבם גז מכונה קורונה.

פליטת מטען חלקית היא פליטה חשמלית שמתרחשת במקומות מקומיים בתוך הגימור הפנימי של המגנט. מאחר שהפליטה היא מקומית ולא בעלת אנרגיה גבוהה, היא אינה גורמת לקריסת גימור פנימי מלאה ישירות.

בשביל בדיקת פליטת מטען חלקית במגנטים, סין הטילה בהתחלה דרישות רק על מגנטים עם מתח של 220kV ומעלה. מאוחר יותר, התקן החדש של IEC קבע כי מדידת פליטת מטען חלקית צריכה להתבצע כאשר מתח הפעולה המרבי של המכשיר Um ≥ 126kV. התקן הלאומי מגדיר כי עבור מגנטים עם מתח פעולה מרבי Um ≥ 72.5kV וקיבולת מרבית P ≥ 10,000kVA, צריך לבצע מדידת פליטת מטען חלקית אלא אם כן הוסכם אחרת.

שיטת בדיקת פליטת המטען החלקית עוקפת את הוראות GB1094.3-2003, עם הגבול הסטנדרטי שנקבע שלא יעלה על 500pC. אך בסיפורי חוזה, לקוחות לעתים קרובות דורשים גבולות של ≤300pC או ≤100pC. הסכמים טכנולוגיים כאלה מחייבים יצרני מגנטים לשמור על תקני מוצר גבוהים יותר.

2.הסכנות הנגרמות מפליטת מטען חלקית

חומרת הסכנות הנגרמות מפליטת מטען חלקית קשורה למקורותיה, למקום בו היא מתרחשת ולרמת מתח ההתחלה והסיום. מתח התחלה וסיום גבוהים יותר משמעם פחות סכנה, ולהיפך. מבחינת תכונות הפליטה, פליטות המשפיעות על גימור מוצק מהוות את הסכנה הגדולה ביותר למגנטים, מצמצמות את חוזק הגימור ואף גורמות לנזק.

3.גורמי פליטת מטען חלקית

גורמי פליטת מטען חלקית כוללים התייחסויות עיצוביות לא מספקות, אך ברוב המקרים הם מקורם בתהליך הייצור:

• краות חדות ושערות המתעוותות את השדה החשמלי ומפחיתות את מתח ההתחלה של הפליטה;

• גופים זרים ואבק הגורמים להתרכזות בשדה החשמלי, המובילות לפליטת קורונה או פליטת קריסה תחת שדות חשמליים חיצוניים;

• רטיבות או בועות גז. בשל הקבוע הדיאלקטרי הנמוך של מים וגז, הפליטה מתרחשת קודם תחת השפעת השדה החשמלי;

• קשר לקוי של מרכיבים מבניים מתכתיים תלויים שיוצר התרכזות בשדה או גורם לפליטת ניצוץ.

4.צעדים לצמצום פליטת מטען חלקית

4.1 שליטה באבק

מבין הגורמים המעורבים בפליטת מטען חלקית, גופים זרים ואבק הם מפעילים חשובים מאוד. תוצאות הבדיקות מראות כי חלקיקים מתכתיים גדולים מ-1.5μm יכולים לייצר כמויות פליטה העולות משמעותית על 500pC תחת השפעת השדה החשמלי. גם אבק מתכתי ולא-מתכתי יוצרים התרכזות בשדה חשמלי, מורידים את מתח ההתחלה ואת מתח הקריסה של הגימור.

לכן, שמירה על סביבה נקייה וגוף מרכזי במהלך ייצור המגנט היא חשובה, וחייבת להיות שליטה אפקטיבית באבק. יש לבנות מפעלים אטומים מאבק בהתאם לרמה בה מוצרים עשויים להיפגע מאבק במהלך הייצור. למשל, במהלך ישרת הכבלים, אריזת נייר על הכבלים, בניית לולאות, אסSEMBLY של הלולאות, ערימה של הליבה, ייצור מרכיבי גימור, אסSEMBLY של הליבה, וסיום הליבה, אסור שיתרחשו או יכנסו גופים זרים או אבק.

4.2 עיבוד מרכזי של מרכיבי גימור

מרכיבי גימור הם בעלי פגיעות מיוחדת לספיגת אבק מתכתי, שכן לאחר שאבק מתכתי מתאחז במרכיבי הגימור, קשה מאוד להסיר אותו לחלוטין. לכן, נדרש עיבוד מרכזי במחסן גימור, עם אזור עיבוד מכני מוגדר בנפרד מאזורים אחרים המפיקים אבק.

4.3 שליטה קפדנית בכינים של פלחי סיליקון

פלחי הליבה של המגנט נוצרים באמצעות תהליכי גזירה אורכיים ורוחביים, המביאים לחפצים שונים של כינים. הכינים הללו לא רק גורמים לקצר בין פלחים, מיצרים זרמים מעגליים פנימיים המגדילים את ההפסדים ללא מטען, אלא גם מגדילים באופן אפקטיבי את עובי הליבה תוך הפחתת מספר הפלחים האמיתי. חשוב יותר, במהלך אסSEMBLY של הליבה או תחת רעידות במהלך פעילות, הכינים עשויים ליפול על גוף הליבה, גורמים לפליטה. אפילו כינים שנופלים לתחתית הטנק עשויים להתארגן תחת השפעת השדה החשמלי, גורמים לפליטת פוטנציאל קרקע. לכן, יש להפחית את כיני פלחי הליבה ככל האפשר. עבור מוצרים של 110kV, כיני פלחי הליבה לא צריכים לעלות על 0.03mm; עבור מוצרים של 220kV, הם לא צריכים לעלות על 0.02mm.

4.4 טרמינלים מוכנסים בטמפרטורה נמוכה לendra

השימוש בטרמינלים מוכנסים באמצעות לחיצה קרה ל провода является эффективной мерой для уменьшения количества частичных разрядов. Сварка фосфористой бронзы приводит к образованию большого количества брызг, которые легко рассеиваются на корпус и изоляционные компоненты. Кроме того, область сварного шва требует изоляции с помощью асбестового каната, смоченного водой, что вводит влагу в изоляцию. Если влага не будет полностью удалена после обертывания изоляции, это увеличит количество частичных разрядов в трансформаторе.

4.5 עיגול של קצוות רכיבים

עיגול קצוות הרכיבים משרת שני מטרות: 1) שיפור התפלגות השדה החשמלי וריכוז הדחף להתחשמלות. לכן, כל רכיבי המבנה המתכותיים בסליל כגון טווחים, לוחות משיכת, תחתית, מדפים, לוחות לחץ, קצוות יציאה, קירות מגביהי צינור ומגינים מגנטיים על הקירות הפנימיים של המכל צריכים לעבור עיגול קצוות. 2) למנוע חיכוך שיוצר פיצולים ברזל. למשל, חלקים במגע בין חורים להרמת טווחים והמשטחים או חישוקים דורשים עיגול קצוות.

4.6 סביבת מוצר והשלמה של הסליל במהלך האסSEMBLY הסופי

לאחר ייבוש סלילי הריק, יש לבצע את השלמת הסליל לפני התקנת המכל. מוצרים גדולים יותר עם מבנה מורכב מצריכים זמן ארוך יותר להשלמה. מכיוון שהלחיצה של הסליל והחיזוק של הצמידים מתבצעים כשהסליל חשוף לאוויר, במהלך זה עשוי להתרחש ספיגה של לחות וזיהום אבק. לכן, חייבת להתבצע ההשלמה של הסליל באזור חסין אבק. אם זמן ההשלמה (או זמן החשיפה לאוויר) עולה על 8 שעות, נדרש טיפול של ייבוש מחדש. 

לאחר השלמת הסליל, ממלאים את החלק העליון של המכל ולאחר מכן מבצעים שאיבת ריק ומלוי שמן. מאחר והמבודד של הסליל סופג לחות במהלך שלב ההשלמה, נדרשת לטיפול במחזוריות, המושגת על ידי שאיבת ריק של המוצר. זו היא מידה חשובה להבטיח את חוזק המבודד של מוצרים בעומסים גבוהים. רמת הריק נקבעת בהתאם לחוסר לחות בסליל וסטנדרטים של כמות לחות בסביבה, בעוד משך הזמן של הריק נקבע בהתאם לזמן יציאת התנור, טמפרטורת הסביבה וחותך.

4.7 מלוי שמן תחת ריק

מטרת מלוי שמן תחת ריק היא להיפטר מנקודות מתות בהצטיידות המבודדת של הממיר באמצעות שאיבת ריק, להיפטר לחלוטין מהאוויר ואז למלא עם שמן הממיר בתנאי ריק כדי להבטיח חדירה מלאה של הסליל. לאחר מלוי השמן, על הממירים לעמוד לפחות 72 שעות לפני בדיקה, שכן דרגת חדירת חומרי המבודד תלויה בעובי חומרי המבודד, טמפרטורת השמן ובזמן הטבילה. חדירה טובה מצמצמת את הסיכוי לדחיסות, מה שהופך את זמן העמידה הנדרש להיות חיוני.

4.8 הדבקה של המכל ורכיבים

איכות מבני ההדבקה משפיעה ישירות על דליפות הממיר. אם קיימות נקודות דליפה, לחות תיכנס באופן בלתי נמנע פנימה לתוך הממיר, גורמת לשימון הממיר ולקומפוננטים אחרים של המבודד לספוג לחות - זהו גורם אחד הגורם לפיצול חלקי. לכן, על הביצוע של ההדבקה להיות מובטח באופן סביר.