Wysoka - Wilgotność/Wysokie - Zanieczyszczenie AIS? Rozwiązanie Wzmacniania Niezawodności CT w Trudnych Warunkach

Kontekst zastosowania
Stacje przesyłowe w regionach nadmorskich, parkach przemysłowych chemicznego sektora oraz obszary o wysokim stężeniu soli i zanieczyszczeń przemysłowych są narażone na ekstremalne warunki środowiskowe, charakteryzujące się wysoką wilgotnością powietrza (WR > 85%) i wysokimi stężeniami soli i zanieczyszczeń przemysłowych. Takie środowisko stanowi istotne wyzwanie dla transformatorów prądowych (TP) w przełącznikach AIS:

Zanik izolacji: Wilgoć i zanieczyszczenia (sól, pył, aerozole chemiczne) osadzające się i rozpuszczające na powierzchniach izolacyjnych tworzą warstwy przewodzące, znacznie obniżając opór powierzchniowy i prowadząc do pojawiania się błyskawic powierzchniowych (błyskawica zanieczyszczeniowa).
Kondensacja wewnętrzna: W czasie fluktuacji temperatury wilgotność wewnątrz komory łatwo może osiągnąć nasycenie, tworząc krople wody, które bezpośrednio zagrażają długoterminowej niezawodności wewnętrznych połączeń elektrycznych i materiałów izolacyjnych.
Korozja elementów metalowych: Agenci korodujący, takie jak jony chloru i dwutlenek siarki, przyspieszają rdzewienie obudów metalowych i połączeń, prowadząc do obniżenia integralności strukturalnej, degradacji przewodnictwa elektrycznego i nawet ryzyka pękania.

Tradycyjne TP w przełącznikach AIS mają znacznie wyższą częstość awarii w takich środowiskach, skracając żywotność sprzętu i zagrożając bezpiecznym i stabilnym działaniem sieci energetycznej. Ta propozycja koncentruje się na tych problemach, wprowadzając środki zwiększające niezawodność.

Główne rozwiązania

1. Technologia hydrofobowej izolacji złożonej

Główna technologia: Obróbka powierzchni zewnętrznych izolatorów TP i kluczowych elementów izolacyjnych materiałami Fluorinated Ethylene Propylene (FEP).
Kluczowe cechy:

Niesamowita hydrofobia: Kąt kontaktu statyczny **>110°**. Woda tworzy odseparowane krople na powierzchni, zapobiegając rozprzestrzenianiu się i efektywnie odpierając moknięcie i penetrację.
Trwała odporność na zanieczyszczenia: Nawet w ciężkich warunkach zanieczyszczenia (np. symulowane środowisko solnego mgły), pokrycie utrzymuje doskonałe właściwości migracji hydrofobowej, zapobiegając tworzeniu ciągłej przewodzącej warstwy wodnej przez zanieczyszczenia.
Wysoki opór objętościowy/powierzchniowy: Po surowym 480-godzinnym teście solnego sprayu (ASTM B117 lub równoważnym), opór powierzchniowy pozostaje powyżej 10¹² Ω, znacznie przekraczając tradycyjne materiały izolacyjne z żywicy epoksydowej lub porcelany, drastycznie zwiększając odporność na błyskawicę zanieczyszczeniową.

Korzyść: Znacząco zmniejsza ryzyko błyskawicy zanieczyszczeniowej, zapewniając długoterminową stabilność izolacji w środowiskach o wysokiej wilgotności i zanieczyszczeniach.

2. Aktywny system kontroli kondensacji

Główna technologia: Integracja samoregulującego się elementu grzewczego PTC (Positive Temperature Coefficient) w komorze/chambrze TP, połączona z wysokoprzecinkowym czujnikiem wilgotności, tworząca zamknięty system kontroli.
Tryb działania:

Czujniki wilgotności monitorują względne wilgotność powietrza (WR) w komorze w czasie rzeczywistym.
Gdy wykryta WR > 85% (progowa wartość konfigurowalna), system kontroli automatycznie aktywuje element grzewczy PTC.
Element grzewczy działa (moc nominalna ~15W), delikatnie podnosząc temperaturę powietrza wewnętrznego.
Cel kontroli: Utrzymywanie temperatury komory zawsze > Temperatura Rosy + 5°C.

Kluczowa ochrona: Precyzyjna kontrola temperatury zapewnia, że względna wilgotność wewnętrzna pozostaje znacznie poniżej nasycenia (np. próg 85% WR), całkowicie zapobiegając tworzeniu się kropli wody.
Korzyść: Eliminuje ryzyko związane z kondensacją, w tym wchłanianie wilgoci przez wewnętrzną izolację, korozję części metalowych i zwarcia elektryczne.

3. Projekt antykorozyjny

Ulepszenie materiałów:

Główna obudowa: Wykorzystuje 316L Stal nierdzewna, oferując znacznie lepszą odporność na punktowe i szczelinowe korozję w środowiskach zawierających chlor (np. mgła solna, atmosfery chemiczne) w porównaniu do tradycyjnej stali nierdzewnej 304 lub stali węglowej.
Wzmocnienie powierzchni: Stosuje AlMg₃ (Stop Aluminiowo-Magnezowy) pokrycie anodowe pośredniczące do kluczowych punktów połączeń lub obszarów podatnych. To pokrycie zapewnia aktywną ochronę katodową, dalej zwiększając ogólną odporność na korozję.

Potwierdzenie niezawodności: Cały projekt konstrukcyjny musi przejść surowe testy zgodnie ze standardem ISO 9227 Salt Spray Test Standard Class C5-H (bardzo korodujące środowiska przemysłowe i morskie), co zwykle wymaga tysięcy godzin testów. Jest to najwyższa międzynarodowa ocena środowiska korodującego.
Zwiększenie żywotności: W porównaniu do tradycyjnej stali węglowej lub standardowych metod obróbki powierzchni, ogólna żywotność struktury pod względem odporności na korozję jest zwiększona co najmniej trzykrotnie.
Korzyść: Znacząco przedłuża żywotność struktury sprzętu, przeciwstawia się ekstremalnym środowiskom korodującym i zapewnia długoterminową niezawodność mechanicznej wytrzymałości i połączeń elektrycznych.

Zaszczytna korzyść

Dokładne dopasowanie scenariusza: Ta propozycja jest specjalnie zaprojektowana, aby rozwiązać problemy niezawodności TP w AIS w ekstremalnych warunkach, w tym stacje nadmorskie, stacje w parkach chemicznych, obszary mgły solnej i silnie zanieczyszczone strefy przemysłowe.
Znacząco zwiększone bezpieczeństwo: Dzięki trzem kluczowym innowacjom technologicznym (hydrofobowa izolacja, aktywna kontrola kondensacji, silna odporność na korozję), MTBF (Średni Czas Między Awariami) sprzętu może być podniesiony do ponad 250 000 godzin (około 28,5 lat).
Bezpieczeństwo i efektywność ekonomiczna:

Zapewnienie bezpieczeństwa sieci: Drastycznie zmniejsza ryzyko awarii TP spowodowanych błyskawicą izolacji, zwarciami spowodowanymi kondensacją i korozją strukturalną, zapobiegając nieplanowanym wyłączeniom i poważnym incydentom bezpieczeństwa.
Przedłużenie interwałów konserwacji: Redukuje częste wymagania konserwacyjne i wymiany spowodowane problemami środowiskowymi, znacznie obniżając koszty cyklu życia (LCC).
Poprawa zwrotu z inwestycji (ROI): Jednorazowa inwestycja przynosi długotrwałe korzyści, zapewniając solidne wsparcie dla stabilnego działania sieci w ekstremalnych warunkach.
Zmniejszenie strat z wyłączeń: Unika lokalnych wyłączeń spowodowanych awariami TP, przynosząc znaczne korzyści ekonomiczne - szczególnie dla kluczowych konsumentów przemysłowych i cywilnych (np. unikanie strat szacowanych na ¥0,5-1 milion lub więcej dla typowego 10-godzinnego incydentu wyłączenia).