Korrosiopuolustustekniikan analyysi korkeanpaineisissa erottimissa
Korkean jännitteen erottimet ovat kriittisiä suojauslaitteita teollisissa sähköjärjestelmissä. Nämä erottimet asennetaan tyypillisesti sekä sisä- että ulkoilmaisissa työpaikoilla, ja ne altistuvat useille syille pitkäaikaisessa käytössä. Tässä artikkelissa tarkastellaan korkean jännitteen erottimien räjähdysvarustamisen tekniikoita luonnonolosuhteiden, sisäisen rakenteen suunnittelun ja suojauspeittokulutuksen strategioiden perusteella, pyrkien tukemaan liittyvien yritysten vakautettua ja luotettavaa toimintaa.
1. Tutkimuksen tausta
Korkean jännitteen erottimet toimivat olennaisina suojalaitteina yritysten sähköjärjestelmissä. Koska niitä asennetaan yleensä sekä sisä- että ulkoilmaympäristöihin, ne altistuvat jatkuvasti erilaiselle räjähdysvalulle ajan myötä. Tämä artikkeli tutkii räjähdysvarustamisteekniikoita tarkastelemalla kolmea keskeistä näkökulmaa: luonnonympäristö, sisäinen rakennus ja suojauspeitteet—tarjoten käytännön ohjeita laitteiston luotettavuuden parantamiseksi ja kestävän teollisen toiminnan tukemiseksi.
Räjähdysfaktorit, jotka vaikuttavat korkean jännitteen erottimiin
(1) Luonnonympäristön tekijät
Korkean jännitteen erottimet, jotka ovat välttämättömiä vakaiden sähköjärjestelmien toiminnalle, vaativat tiukoja ympäristövaatimuksia. Ne asennetaan yleensä paikoille, joissa on:
Korkeus ≤ 1 000 m
Ympäristölämpötila -30 °C ja +40 °C välillä
Päivittäinen keskiarvohumisuus ≤ 95 % RH
Monissa teollisuusasetuksissa, joissa on korkea ympäristölämpötila, erottimet sijoitetaan usein ulkoilmaan. Koska useimmat erottimen osat ovat metallisia, pitkäaikainen altistuminen korkealle kosteudelle ja lämpötilalle nopeuttaa metallipintojen ja ilmakehän kosteuden välisiä oksidointireaktioita. Tämä johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen ajan myötä. Alueilla, joissa päiväkohtaiset lämpötilavaihtelut ovat suuret, kondensaatio metallipinnoille pahentaa huomattavasti räjähdystä.
Lisäksi alueilla, joissa hiilen poltto tai kemiallinen prosessointi vapauttaa saasteita (esimerkiksi SO₂, NOₓ, klooriyhdisteitä), atmosferinen kontaminaatio lisää metallirakenteiden räjähdystä. Yritysten tulisi valita sopivia räjähdysvarustamispeitteitä tai ajoittaa komponenttien vaihto paikallisten ympäristöolojen perusteella.
(2) Komponenttien rakennustekijät
Korkean jännitteen erottimet koostuvat yleensä pohjasarjasta, johtavista osista, eristävistä komponenteista ja toimintasuuntautumis-/siirtomekanismeista. Huono rakennussuunnittelu tai väärä asennus voi luoda kuiluja tai kuolemia, joissa pöly, kosteus ja räjähdyspartikkelit kertyvät—loppujen lopuksi aiheuttaen räjähdystä kriittisissä alueissa.
Toiminnassa yhteydenottolevyjä—erilaisten johtavien elementtien väliset keskeiset rajapinnat—on erityisen alttiina. Kun erilaiset metallit, kuten kupari, alumiini ja teräs, tulevat yhteyteen rasituksen alla, tapahtuu galvaaninen (sähkökemiallinen) räjähdys. Tämä lisää yhteydenoton vastusta, aiheuttaa paikallista lämmitystä ja nopeuttaa siirtomekanismien ja toimintamekanismien heikkenemistä.
Siksi hankintaa ja huoltoa varten henkilöstön on tarkistettava tarkasti mitalliset ja sähköiset parametrit, suoritettava kokeilutoimintoja rakenteellisen eheyden arvioimiseksi ja priorisoitava erottimet, joilla on vahvat, räjähdyskestävät suunnitelmot.
2. Räjähdysvarustamisstrategiat korkean jännitteen erottimille
2.1 Eristäjän murtumisen havaitseminen
Eristäjän epäonnistuminen aiheuttaa vakavia riskejä sähköjärjestelmille. Keramiikkakeräiset eristäjät, jotka altistuvat pitkäaikaiselle ympäristöstressile, voivat kärsiä räjähdyksestä ja vanhenemisesta. Koska ne tarjoavat kriittistä mekaanista tukea ja sähköistä eristystä johtavien ja siirtymisen osien välillä, mikä tahansa murtuminen voi aiheuttaa lyhytkircuitauksia, sähkökatkoksia tai jopa turvallisuusriskiä.
Ulträänikoontaminen on laajalti hyväksytty menetelmä eristäjän puutteiden havaitsemiseen. Esimerkiksi postityyppisissä keramiikkakeräisissä eristäjissä murtumat tapahtuvat yleensä 10–20 mm cast-iron flangen alta. Inspektorioiden tulisi käyttää ulträäniluuppija (≤5 mm halkaisija) flangessa ja viereisillä sylinterimäisillä pinnoilla, sopeuttaen luupin kaarevuuden eristäjän profiiliin. Flange-to-cylinder etäisyyden mittauksien yhdistämällä ja luuppien K-arvojen avulla analysoiden creep-wave propagointidataa mikrohuurit voidaan tarkasti tunnistaa. Aikainen havaitseminen mahdollistaa ajoitetun korvaamisen ilmailualustan avulla, varmistamalla erottimen keskeytymättömän toiminnan.
Sinkki on kustannustehokas, tarjoaa erinomaisen katodisen (uhrautuvan) suojauksen ja muodostaa kestävän korroosionkestävän kerroksen. Sinkittelyprosessi sisältää:
Pintakäsittely: hio ja polkeminen poistamaan sivukarvat ja rauta.
Tahmaisuksenpoisto: alkalinen puhdistus käyttäen NaOH:ta ja Na₂CO₃:ta, jälkeen huolellinen kuumavesipuhdistus.
Pihditys: upottaminen happaman nesteen mukaan vahvaan syövytykseen, sitten vesipuhdistus ja kuivatus.
Elektrolyysikirjastus: käyttäen neutraalia kaliumkloridiin perustuvaa sinkkipussia (kirkastimilla ja pehmeäillä) 25–35 °C:ssä, kompressoidun ilman segelulla; kirjastusaika ≤ 30 minuuttia.
Passivoiminen: upotettuna huoneenlämpöiseen nesteen mukaan noin 8–10 g/L:n hapsista ja 200 g/L:n dihydroksidikromiittiin muodostaakseen tiheän kromaatimuunnospeitteen.
Lopullinen puhdistus & kuivatus: ultraviolettisounditekniikalla tuetun puhdistuksen jälkeen kuumalaatuinen kuivatus.
Jatkuvan ylläpidon kannalta teknisiä pitäisi käyttää valmistelemia varaosapaketteja, levittää molyybdin disulfidia (MoS₂)-perustuvia vedelläteitä siirtymä- ja toimintamekanismeihin, vedellättää peruskivet ja tiivistää yhteydenpisteiden välinen kuilu johtavissa kokoonpanoissa—parantaen siten yleistä korroosiovastusta säännöllisellä tarkastuksella ja hoitolla.
3. Yhteenveto
Korkeajännitteiset erottimet ovat välttämättömiä sähköyritysten sähköjärjestelmissä, taaten eristinten ja muiden kriittisten komponenttien luotettavan toiminnan. Kuitenkin pitkäaikainen altistuminen ankaralle luonnonympäristölle ja alhaiselle rakenteelliselle suunnittelulle tekee niistä alttiita korroosiolle. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tässä artikkelissa esitetään laaja analyysi korroosiosuojelutoimenpiteistä—mukaan lukien eristimen murtumisen havaitseminen, strateginen materiaalinvaihto (esimerkiksi alumiinilevyt) ja edistyneet metallisuojelumenetelmät, kuten sinkittely. Nämä strategiat yhdessä parantavat korkeajännitteisten erottimien kestävyyttä, turvallisuutta ja toimintakestoa vaativissa teollisuuden sovelluksissa.
