Kõrgepinge lülitite korroosioonikaitse tehnoloogia analüüs

Kõrgpinge lülitid on kriitilised kaitsevahendid tööstuslikus elektrisüsteemis. Tavaliselt paigaldatud nii sises- kui ka välistöökohtadel, need lülitid on pikaajalise kasutuse käigus alt-üle paljude korroosioonitekitajate mõju all. See artikkel analüüsib kõrgpinge lülitite korroosioonikaitse tehnoloogiaid loodusliku keskkonna tingimuste, sisemise struktuuride disaini ja kaitsekatte strateegiate põhjal, eesmärgiga toetada seotud ettevõtete stabiilset ja usaldusväärset töötamist.

1. Uurimise taust

Kõrgpinge lülitid on olulised kaitsekomponendid ettevõtete elektrisüsteemides. Nende tavaline kasutamine nii sises- kui ka välistöökohtades viib neid pidevalt erinevate korroodeerivate tegurite mõju alla. See artikkel uurib korroosioonikaitse tehnikaid, uurides kolme olulist aspekti: looduskonda, sisemist ehitust ja kaitsekatted—pakkudes praktilisi juhiseid varustuse usaldusväärsuse suurendamiseks ja jätkusuutliku tööstusliku toimimise toetamiseks.

Kõrgpinge lülitite korroosioonile mõjutavad tegurid

(1) Looduslikud keskkonnategurid
Kuna kõrgpinge lülitid on kriitilised osad, tagades elektrisüsteemi stabiilset töötamist, on neil rangeid keskkonnatingimusi. Nad on tavaliselt paigaldatud järgmistel asukohtadel:

• Kõrgus ≤ 1000 m

• Ümbritseva temperatuuri vahemik –30 °C kuni +40 °C

• Päevane keskmine suhteline niiskus ≤ 95% RH

Paljudes tööstusharudes, kus ümbritseva temperatuuri tase on kõrge, lülitid on tavaliselt paigaldatud väljas. Kuna enamik lülitite komponente on metalli, pikendab pikaajaline võrkade ja temperatuuri allumine oksüdeerimisreaktsioone metallipindade ja õhus vedeliku vahel. See viib ajaga jõudmise järel töödelduse halvenemiseni. Piirkondades, kus päevne temperatuurivahetused on suured, soodustab kondensatsioon metallipindadel oluliselt korroosiooni.

Lisaks, tööstuslikes piirkondades, kus sütitatakse küllastikku või toimub keemiline töötlemine, mis vabastab saasteainete (nt SO₂, NOₓ, kloriidi) atmosfääri kontsentratsiooni, tugevdab see metallstruktuuride korroosiooni. Ettevõtted peaksid valima sobiva korroosioonikaitse katte või planeerima komponentide ajakohast asendamist kohalike keskkonnatingimuste põhjal.

(2) Komponendi struktuuritegurid
Kõrgpinge lülit koosneb tavaliselt alusest, joonteosalad, isoleerivatest osadest ja töötleja/edastamismehhanismidest. Halb struktuuridisain või vale paigaldus võivad luua vaigeid või surmaid, kuhu koguneb tolm, niiskus ja korroodeerivad osakesed—lõpuks tekitades rüstit kriitilistes alades.

Töö ajal on kontaktplaatad—olulised liidmed, mis ühendavad erinevaid joonteoseid—eriti haavatavad. Kui erinevad metallsed materjalid, nagu raud, alumiinium ja teras, lähevad kokku, tekib galvaaniline (elektrokeemiline) korroosioon. See suurendab kontaktresistantsi, genereerib lokaalse soojenemise ja kiirendab edastamis- ja töötlejamehhanismide halvenemist.

Seega, ostu ja hoolduse käigus peavad inimesed täpselt kontrollima mõõt- ja elektrilisi parameetreid, läbi viima proovitööd, et hinnata struktuurilist terviklikkust, ja andma eelistust lülititele, millel on tugevad, korroosioonitõkestavad disainid.

2. Kõrgpinge lülitite korroosioonikaitse strateegiad

2.1 Isolatori murdumise tuvastamine

Isolatori pettumine esitab tõsiseid ohvreid elektrisüsteemidele. Porseleinisolatorid, mis on alaliselt keskkonna pingel, võivad kannatada korroosioonist ja vananemisest. Kuna nad pakkuvad kriitilist mehaanilist toetust ja elektrilist eraldust joonteose- ja edastamisosade vahel, võib igasugune murdumine tekitada lühikut, energiakaotuse või isegi ohu.

Ultrasoondide testimine on laialdaselt kasutatav meetod isolatori defektide tuvastamiseks. Näiteks post-tüübilistes porseleinisolatorites toimuvad murdumised tavaliselt 10–20 mm all, terasväljakust. Inspektorid peaksid kasutama ultrasoondilisi sondeid (≤5 mm diameeter) väljakul ja lähedal silindrilisel pinna, vastavalt sondi kõveruse isolatori profiiliga. Kombineerides kaldnurgalistest sondidest tulenevate K-väärtustega mõõtmistega väljak-silinderi vahelise vahemaaga ja analüüsides kriep-lainete levikut, saab mikrorikke täpselt tuvastada. Varem tuvastamine võimaldab aegse asendamise, tagades lülitite tõhusa töö.

2.2 Alumiiniumipõhiste peamiste komponentide asendamine

Levinud lülitite materjalid hõlmavad alumiiniumi, terasit ja vaski, kõikidel on oma erinevad korroosioonitõkestava omadused (vt tabel 1). Alumiinium näitab paremat oksüdeerimistõkestavust ja soojusstabiilsust. Ümberkondlikus temperatuuris moodustab see tihe, eneseaktiveeriva oksiidi kihti reaktsiooniga:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

See Al₂O₃ kiht (tavaliselt 0,010–0,015 μm paks) tõhusalt kaitseb allpool olevat metalli atmosfääri- ja soojuskorroosioonist. Iga jäänud niiskuse tundlikkust saab vähendada hüdrofoobsete pinnakatetega.

Kui elektrilised omadused lubavad, tuleks peamised struktuurikomponendid asendada korroosioonitegurite esimese märkide korral. Keskkondades, kus on kõrge sülfandi/kloriidi heitmine (nt elektrijaamad), nõuab mitmete faktorite korroosioon niiskuse ja savirikkude poolt, kasutama tuleks arenenud leegsid—nt alumiinium-kupari või alumiinium-tsink—kriitiliste osade optimaalse valikuna.

2.3 Teraaside komponentide tsinkitamine

Tavalised värvikatted pakuvad ebapiisavat kaitset agressiivsete tööstussaasteainete, nagu SO₂ ja kloori, eest. Seega on teraaside komponentide korroosioonitõkestamise põhimeetodiks soojavee või elektrotsinkitamine.

Tsink on kõrgemahukas, pakub suurepärast katodset (ohverdamise) kaitset ja moodustab kestva korroosioonikindla kiht. Tsinkitsemisprotsess hõlmab:

• Pinnakvaliteed: Habruse ja rosta eemaldamiseks hobimine või poliitmine.

• Talgede eemaldamine: Alkaalne puhastamine NaOH ja Na₂CO₃ abil, järgnev täielik soojavee puhastus.

• Küllindamine: Sibuliku lahuse immersioon tugeva ettekitamiseks, seejärel veepuhastus ja kuivendamine.

• Elektrolüüs: Keskmine kaliumkloriidipõhine tsinkivihma (lisatud heledused ja peenendused) kasutamine 25–35 °C temperatuuril, toetudes kompreseritud õhu segamisele; plaatimise kestus ≤ 30 minutit.

• Passiveerimine: Plaaditud osa imerdatamine külmale ~8–10 g/L südiamuunikaadri ja 200 g/L kaaliumdihrumaaatide lahuses, et luua tihe kromaatiline ümberkorralduskate.

• Lõplik puhastus & kuivendamine: Ultraheli abil toetuv puhastus, järgnev soojavooluga kuivendamine.

Pideva hoolduseks peaksid tehnikud kasutama ettevalmistatud varukitsi, rakendama moolibdeeni disulfii (MoS₂)-põhiseid vedelusi transmissiooni- ja töömeetoditele, vedelustama aluspistikke ja sealdundama kontaktivaheid juhivates komplektides—nii parandades korroosioonikindlust regulaarse inspekteerimise ja hoolduse kaudu.

3. Järeldus

Kõrgepinge lülitlused on elektriseadmete jaoks vajalikud, tagades isoleerijate ja teiste kriitiliste komponentide usaldusväärse töö. Pikkaneks eksponatsiooniks raskest looduskeskkonnas ja mitteoptimaalseteks struktuurideks muudavad need neid korroosioonile tundlikuks. Selle probleemi lahendamiseks antud artikkel esitab korroosioonikaitse meetodite täieliku analüüsi, mis hõlmab isoleerija murdete tuvastamist, strateegilisi materjalide asendamisi (nt alluminiumpõhised leegid) ja edasijõudnute metallide kaitse tehnikaid nagu tsinkitsemine. Need strateegiad koos parandavad kõrgepinge lülitluste kestvust, ohutust ja töötamisaega nõudlikutes tööstusharudes.