پیشنهاد بهبود قابلیت اطمینان AIS/CT برای شرایط سخت با رطوبت و آلودگی بالا

​

​زمینه کاربرد​
پست‌های الکتریکی در مناطق ساحلی، پارک‌های صنعتی شیمیایی و مناطق با اتلاف بالای نمک مواجه با محیط‌های بسیار سخت هستند که به خصوص با رطوبت هوا مستمر (RH > ۸۵٪) و غلظت‌های بالای نمک و آلاینده‌های صنعتی مشخص می‌شوند. چنین محیط‌هایی چالش‌های قابل توجهی برای ترانسفورماتورهای جریان (CTs) در دستگاه‌های AIS می‌آورند:

1. ​خرابی عایق:​​ رطوبت و آلاینده‌ها (نمک، غبار، آروزه‌های شیمیایی) که به سطوح عایقی متصل می‌شوند و حل می‌شوند لایه‌های هادی را تشکیل می‌دهند، که مقاومت سطحی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و منجر به خرابی سطحی (فلاشر آلودگی) می‌شود.
2. ​.Condensation داخلی:​​ در طول تغییرات دما، رطوبت داخل کامپارتمان به راحتی می‌تواند به اشباع برسد و قطرات آب را تشکیل دهد که به طور مستقیم عملکرد بلندمدت اتصالات الکتریکی داخلی و مواد عایقی را تهدید می‌کند.
3. ​腐蝕金屬部件：像氯離子和二氧化硫這樣的腐蝕劑會加速金屬外殼和連接器的生鏽，導致結構完整性降低、電導率下降，甚至有斷裂風險。

در چنین محیط‌هایی، CT‌های AIS معمولی نرخ خرابی به طور قابل توجهی بالاتر است، عمر تجهیزات را کوتاه می‌کند و عملکرد امن و پایدار شبکه برق را به خطر می‌اندازد. این راه‌حل به طور خاص با اقدامات افزایش قابلیت اطمینان به این مشکلات می‌پردازد.

​راه‌حل‌های اصلی​

​۱. فناوری عایق مرکب هیدروفوبیک​

• ​فناوری اصلی:​​ پوشش دادن سطوح عایق‌های خارجی CT و قطعات عایقی مهم با ماده FEP (فلوئورید اتیلن پروپیلن).
• ​ویژگی‌های کلیدی:​​
• ​هیدروفوبیک بسیار بالا:​​ زاویه تماس استاتیک **>۱۱۰°**. آب روی سطح قطرات مجزا را تشکیل می‌دهد، از گسترش جلوگیری می‌کند و به طور مؤثری ضد ترکیبی و نفوذی است.
• ​مقاومت دائمی در برابر آلودگی:​​ حتی در شرایط آلودگی شدید (مانند محیط شبیه‌سازی شده نمک‌پاش)، پوشش خاصیت هیدروفوبیک مهاجرت بسیار خوبی حفظ می‌کند و از تشکیل لایه آب هادی مداوم جلوگیری می‌کند.
• ​مقاومت حجمی/سطحی بالا:​​ پس از تست نمک‌پاشی ۴۸۰ ساعته (ASTM B117 یا معادل)، مقاومت سطحی بالای ۱۰¹² Ω حفظ می‌شود، که بسیار بیشتر از مواد عایقی رزین اپوکسی یا سرامیک است و مقاومت در برابر فلاشر آلودگی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.
• ​مزیت:​​ خطر فلاشر آلودگی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و پایداری عایقی بلندمدت را در محیط‌های با رطوبت و آلودگی بالا تضمین می‌کند.

​۲. سیستم کنترل فعال ضد تراکم​

• ​فناوری اصلی:​​ یک عنصر گرمایشی PTC (ضریب دمای مثبت) خودتنظیم را در داخل کامپارتمان/کامره CT یکپارچه می‌کند و با یک حسگر رطوبت با دقت بالا برای تشکیل یک سیستم کنترل حلقه بسته مرتبط می‌شود.
• ​حالت عملکرد:​​
• حسگرها رطوبت نسبی کامپارتمان (RH) را به طور واقعی مانیتور می‌کنند.
• وقتی RH تشخیص داده شده > ۸۵٪ (آستانه قابل تنظیم) باشد، سیستم کنترل به طور خودکار عنصر گرمایشی PTC را فعال می‌کند.
• عنصر گرمایشی با قدرت اسمی ~۱۵W عمل می‌کند و به طور ملایم دمای هوا داخلی را افزایش می‌دهد.
• ​هدف کنترل:​​ دمای کامپارتمان را همیشه > دمای نقطه تراکم + ۵° C نگه می‌دارد.
• ​حفاظت کلیدی:​​ کنترل دقیق دما مطمئن می‌شود که رطوبت نسبی داخلی به طور قابل توجهی زیر اشباع (مانند آستانه ۸۵٪ RH) باقی می‌ماند و تشکیل قطرات آب را به طور کامل جلوگیری می‌کند.
• ​مزیت:​​ خطرات مربوط به تراکم، از جمله جذب رطوبت توسط عایق داخلی، خوردگی قطعات فلزی و کوتاه شدن الکتریکی را حذف می‌کند.

​۳. طراحی ساختاری ضد خوردگی​

• ​به‌روزرسانی مواد:​​
• ​ظرف اصلی:​​ از استنلس استیل ۳۱۶L استفاده می‌کند که مقاومت بسیار بهتری در برابر خوردگی دیواره‌ای و خوردگی شکاف در محیط‌های حاوی کلرید (مانند نمک‌پاشی، محیط‌های شیمیایی) نسبت به استنلس استیل ۳۰۴ معمولی یا فولاد کربنی دارد.
• ​بهبود سطح:​​ یک پوشش آنود تضییعی AlMg₃ (آلیاژ آلومینیوم-منیزیم) به نقاط اتصال مهم یا مناطق آسیب‌پذیر اعمال می‌شود. این پوشش محافظت کاتدی فعال ارائه می‌دهد و مقاومت کلی در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد.
• ​اعتبارسنجی قابلیت اطمینان:​​ طراحی ساختاری کامل باید به طور صریح به استاندارد آزمون نمک‌پاشی ISO 9227 کلاس C5-H (محیط‌های صنعتی و دریایی با خوردگی بسیار بالا) مطابق باشد که معمولاً نیاز به هزاران ساعت آزمون دارد. این بالاترین رتبه بین‌المللی محیط خوردگی را نشان می‌دهد.
• ​افزایش طول عمر:​​ نسبت به فولاد کربنی یا پوشش‌های سطحی استاندارد، طول عمر مقاوم در برابر خوردگی ساختار به طور کلی حداقل ۳ برابر افزایش می‌یابد.
• ​مزیت:​​ طول عمر ساختار تجهیزات را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد، محیط‌های خوردگی شدید را تحمل می‌کند و قابلیت اطمینان بلندمدت قدرت مکانیکی و اتصالات الکتریکی را تضمین می‌کند.

​مزایای کلی​

• ​تطابق دقیق با سناریو:​​ این راه‌حل به طور خاص برای حل نقاط دردناک قابلیت اطمینان CT‌های AIS در محیط‌های بسیار سخت، از جمله پست‌های ساحلی، پست‌های پارک‌های شیمیایی، مناطق نمک‌پاشی و مناطق صنعتی با آلودگی شدید طراحی شده است.
• ​افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان:​​ از طریق سه نوآوری فناوری کلیدی (عایق هیدروفوبیک، کنترل فعال ضد تراکم، مقاومت قوی در برابر خوردگی)، MTBF (میانگین زمان بین خرابی‌ها) تجهیزات می‌تواند به **بیش از ۲۵۰,۰۰۰ ساعت (حدود ۲۸.۵ سال)** افزایش یابد.
• ​امنیت و کارایی اقتصادی:​​
• ​تحقيق امنیت شبکه:​​ خطرات خرابی CT به دلیل فلاشر عایق، کوتاه شدن ناشی از تراکم و خوردگی ساختاری را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و از خروج از کار غیرمنتظره و حوادث امنیتی بزرگ جلوگیری می‌کند.
• ​افزایش فاصله‌های نگهداری:​​ نیاز به نگهداری و تعویض مکرر ناشی از مشکلات محیطی را کاهش می‌دهد و LCC (هزینه چرخه حیات) را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• ​افزایش بازده سرمایه‌گذاری (ROI):​​ سرمایه‌گذاری یک‌باره مزایای بلندمدت را ارائه می‌دهد و حمایت قوی برای عملکرد پایدار شبکه در محیط‌های بسیار سخت ارائه می‌دهد.
• ​کاهش زیان‌های ناشی از خروج از کار:​​ خروج از کار منطقه‌ای ناشی از خرابی CT را جلوگیری می‌کند و مزایای اقتصادی قابل توجهی را به دنبال دارد - به ویژه برای مصرف‌کنندگان صنعتی و مدنی حیاتی (مثلاً جلوگیری از زیان‌های تخمینی **۵۰۰-۱ میلیون یوان یا بیشتر برای یک خروج از کار ۱۰ ساعته معمولی**).

• عملکرد دقت و خطی خوب: طراحی انعطاف‌پذیر، راحت برای برآورده کردن نیازها، نسبتاً کمتر تحت تأثیر ترانزیت‌های سریع قرار می‌گیرد.