Жоғары деңгейдегі және қатты заттардағы коррозияға қорғаныс технологиясының талдауы
Жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыштар - санайлы электр желілеріндегі маңызды корғаныштық құрылғылар. Бұл жабуыштар көбінесе ішкі және сыртқы жерлерде орналастырылады және узун мерзім бойы әртүрлі факторлармен қышқылыданатын. Бұл мәселеде жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыштардың қышқылыданудан қорғау технологияларының талдауы жасалады, бұл талдау табиғи мүшелерге, ішкі құрылымға және қорғау қабырғаларына негізделген, бұл қажетті құрылғылардың стабилді және иттифақты жұмыс істеуін қолдайды.
1. Жобаның фону
Жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыштар - компаниялардың электр желілеріндегі маңызды қорғау құрылғылары. Алайда, олар көбінесе ішкі және сыртқы аймақтарда орналасқандықтан, уақыт шығуымен әртүрлі қышқылыдану агенттеріне ұзақ мерзімде қатысты болады. Бұл мәселеде қышқылыданудан қорғау әдістерін табиғи мүшелер, ішкі құрылым және қорғау қабырғаларының үш негізгі аспектілерін зерттеу арқылы талдау жүргізіледі - құрылғының иттифақтығын жақсарту және санайлы өндірістің ұзақ мезгілді жұмысын қолдау үшін практикалық бағыттаушылық беріледі.
Жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыштарды қышқылыдануды ескере отырып табиғатты факторлар
(1) Табиғи мүшелер
Жабуыштардың табиғатты мүшелерге қатаң талаптары бар, себебі олар құралдардың иттифақты жұмыс істеуін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Олар көбінесе мына жерлерде орналасқан:
Биіктік ≤ 1,000 м
Аймақтық температура –30 °C дан +40 °C ге дейін
Күн сайын орташа салыстық сылбану ≤ 95% RH
Көптеген санайлы аймақтарда, бірінші орнына қою температура өсіп, жабуыштар көбінесе сыртқы аймақта орналастырылады. Жабуыш компоненттерінің көптегені металлдан жасалғандықтан, узак мерзімде жоғары сылбану және температура металдың беті мен атмосфералық су арасында оксидация реакцияларын әрі әлсіздіктікке әкеледі. Бұл уақыт шығуымен бірге құрылғының қызмет ететін жөндегі қысымын азайтады. Күн сайын температура өзгерістерінің көп өзгерген аймақтарында, металл бетіндегі қышқылыдану өзара қышқылыдануды өз артынан қалыптастырады.
Сонымен қатар, камыш және химиялық өңдеу өнеркәсіптік аймақтарында SO₂, NOₓ, хлоридтер сияқты загаздау материалдары шығарылатын жерлерде, атмосфера қалыптастыру металл құрылымдарының қышқылыдануын арттырады. Компаниялар өз аймақтық мүшелеріне қарай ұсынылатын қышқылыдану қабырғаларын немесе уақытша компоненттерді ауыстыру графиктерін таңдап алуды өтінеміз.
(2) Компоненттердің құрылымдық факторлары
Жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыш көбінесе негізгі құрылым, өткізу элементтері, изоляциялық компоненттер және басқару/өткізу механизмдерінен тұрады. Жұмыс істеу кезінде, әртүрлі өткізу элементтерін байланыстыратын негізгі интерфейстер - контакт платтары өзара қышқылыдануға әрі әлсіздіктікке ұшырайды. Мисалы, алюминий, мүмінді және демір сияқты әртүрлі металлар құбылыс үстінде қатысты болған кезде, гальваникалық (электрохимиялық) қышқылыдану өз артынан қалыптастырылады. Бұл контакт қысымын арттырады, жергілікті жылу өзара қышқылыдануды және өткізу және басқару механизмдерінің қызылуын өз артынан қалыптастырады.
Осылайша, сатып алу және өзгерту кезінде, қызметкерлер өлшемдерді және электр параметрлерін так тексеруі, құрылымдың иттифақтығын тексеру үшін пробалық жұмыстарды жүргізу, және қатты, қышқылыданудан қорғау қабырғаларымен жабуыштарды өтінеміз.
2. Жоғары деңгейдегі токқа арналған жабуыштар үшін қышқылыданудан қорғау стратегиялары
2.1 Изолятордың жарылуын анықтау
Изолятордың жарылуы электр системасына зор рисктерді қол жеткізеді. Жаңақтықтың ұзақ мерзімде табиғи мүшелерге қатысты болғанынан, ол қышқылыдану және қарыңдыққа ұшырайды. Изолятор өткізу және өткізу бөліктерінің критикалық механикалық қолдауын және электр қозғалысын қамтамасыз етеді, оның әрбір жарылуы кіретін араларды, энергияның қатысуын немесе қауіпсіздік ризиктерін әкеледі.
Ультразвукті тесттену - изолятор дефекттерін анықтау үшін кеңінен қолданылатын әдіс. Мысалы, пост типінің жаңақтықтың құбылыс үстінде, демір түйіндің 10–20 мм төменде жарылуы кездеседі. Инспекторлар құбылыс түйіндің цилиндрдік беттерінде (≤5 мм диаметр) қолдануы керек, изолятор профиліне қолданылатын құбылыс түйіндің кривизина сәйкестендірілетін. K-мәндерін аралық өлшемдермен және құбылыс-цилиндр аралығында жылу қозғалысының деректерімен бірге қолдану арқылы, микрокрэктерді дәл анықтауға болады. Ауыстыру үшін ауыр жұмыс платформалары арқылы уақытша ауыстыру, жабуыштың араласқан жұмысын қамтамасыз етеді.
2.2 Алюминий негізіндегі негізгі компоненттерді ауыстыру
Жабуыш тірілеріне қолданылатын кеңінен қолданылатын материалдар - алюминий, демір және мүмінді, әрбірі өзінің өзара қышқылыдану қасиеттерін (кесте 1-ге қараңыз). Алюминий өзара өзара қышқылыдану және атмосфералық қышқылыдануға қатысты болғанда, ол өзара өзара қышқылыдануға қатысты болады. Атмосфералық температураларда, ол өзара өзара қышқылыдануға қатысты болады:
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
Бұл Al₂O₃ фильм (көбінесе 0.010–0.015 μm қалың) өзара өзара қышқылыдану және атмосфералық қышқылыданудан қорғау үшін өзара өзара қышқылыдануға қатысты болады. Ең жақсы бет қабырғаларымен бірге қолдану өзара өзара қышқылыдануға қатысты болады.
Электр қызмет етуі мүмкіндігі бар жерде, негізгі құрылымдық компоненттер қышқылыданудың алғашқы белгілерінен бастап ауыстыру қажет. SO₂ және хлоридтер сияқты өзара қышқылыдану қатысты болған аймақтарда (мисалы, электр станциялары), қышқылыдану үшін алюминий-мүмінді немесе алюминий-цинк сияқты өнімдерді қолдану қажет.
2.3 Демір компоненттерді цинктерлеу
Дәстүрлі боядың қабырғалары SO₂ және хлоридтер сияқты өзара қышқылыдану қатысты болған өнеркәсіптік загаздау материалдарына қарсы қанағаттанарлықты қорғау үшін жеткіліксіз. Сондықтан, демір бөліктерін жабуыштарда қышқылыданудан қорғау үшін горячий цинктерлеу немесе электр цинктерлеу өзара қышқылыдану әдістерінің бірі болып табылады.
Цинк экономически эффективен, обеспечивает отличную катодную (жертвенную) защиту и образует долговечный коррозионно-стойкий слой. Процесс оцинкования включает:
Подготовка поверхности: шлифовка или полировка для удаления заусенцев и ржавчины.
Обезжиривание: щелочная очистка с использованием NaOH и Na₂CO₃, затем тщательное ополаскивание горячей водой.
Кислотная обработка: погружение в кислотный раствор для интенсивного травления, затем ополаскивание водой и сушка.
Электролитическое цинкование: использование нейтрального раствора хлорида калия (с добавлением улучшителей и смягчителей) при температуре 25–35 °C, с подачей сжатого воздуха для перемешивания; продолжительность процесса ≤ 30 минут.
Пассивация: погружение покрытой детали в раствор сульфатной кислоты концентрацией ~8–10 г/л и дихромата калия 200 г/л при комнатной температуре для образования плотного хроматного преобразующего покрытия.
Окончательная очистка и сушка: ополаскивание с помощью ультразвука, затем сушка горячим воздухом.
Для проведения текущего обслуживания техники должны использовать предварительно изготовленные запасные комплекты, применять смазочные материалы на основе дисульфида молибдена (MoS₂) для передаточных и рабочих механизмов, смазывать опорные подшипники и герметизировать контактные зазоры в проводящих сборках—тем самым повышая общую стойкость к коррозии через регулярный осмотр и уход.
3. Заключение
Высоковольтные разъединители незаменимы в электрических системах энергетических предприятий, обеспечивая надежную работу изоляторов и других важных компонентов. Однако длительное воздействие агрессивных природных условий и неоптимальные конструктивные решения делают их восприимчивыми к коррозии. Для решения этой проблемы в данной работе представлен всесторонний анализ мер защиты от коррозии, включая обнаружение трещин в изоляторах, стратегическую замену материалов (например, алюминиевых сплавов) и передовые методы защиты металлов, такие как оцинкование. Эти стратегии в совокупности повышают долговечность, безопасность и срок службы высоковольтных разъединителей в требовательных промышленных условиях.
