Trumpas sujungimas trifazis izoliacija: gedimų atsiradimas, diagnostika ir prevencija

Kaip vienas iš labiausiai paslėptų ir destruktyvių sausųjų tipo transformatorių izoliacijos gedimų, posūkio-į-trumpas jungimas paprastai lydi laipsnišką izoliacijos sluoksnių blogėjimą, o tai gali sukelti grandinės problemas, tokias kaip įrangos perdegimas ir elektros tinklo svyravimai. Remiantis sausųjų tipo transformatorių izoliacijos struktūros charakteristikomis, šiame darbe sukuriama analizės sistema iš trijų aspektų: gedimo požymių identifikavimo, daugiamačio priežasties nustatymo ir hierarchinio apdorojimo proceso.

Šiuolaikinėse energijos sistemose sausieji tipo transformatoriai tapo pagrindine elektros energijos tiekimo įranga komerciniuose kompleksuose, pramoniniuose parkuose, geležinkelių tranzito ir kitose srityse dėl jų pranašumų - nenaudojant alyvos, didelio šilumos išsklaidymo efektyvumo ir pritaikymo įvairiems scenarijams. Tarp jų epoksidinės dervos liejiniai gaminiai sudaro daugiau nei 80 % dėl stabilių izoliacijos savybių. Tačiau dėl medžiagų savybių, gamybos procesų, eksploatavimo aplinkos ir kitų veiksnių apvijų izoliacijos posūkis-į-trumpojo jungimo gedimų gali atsirasti vietinių defektų.

Gedimo požymių įžvalga

Pradiniai posūkio-į-trumpojo jungimo gedimų signalai yra silpni ir juos sunku užfiksuoti atliekant įprastą patikrinimą. Išvystytas iki dominuojančios stadijos, jis tiesiogiai nutrūks elektros energijos tiekimas ir sukels didelių gamybos ir eksploatavimo nuostolių. Trumpojo jungimo-į-posūkį esmė yra laidaus kanalo susidarymas dėl izoliacijos tarp gretimų apvijų posūkių irimo. Tipiškiausias signalas pradiniame gedimo etape yra nenormalus veikimo triukšmas. Įprasto „vienodo zvimbimo“ metu susimaišys „šnypščiantis“ iškrovos garsas arba „traškantis“ garsas, kurį sukelia vietinio magnetinio lauko iškraipymas, kurį sukelia trumpasis jungimas posūkyje-į-, dėl kurio pasikeičia apvijų vibracijos dažnis.

Vystantis gedimui, dėl Džaulio šilumos kaupimosi trumpojo jungimo taške staigiai pakyla vietinė temperatūra. Epoksidinės dervos izoliacijos sluoksnis pakeis spalvą (nuo šviesiai geltonos iki tamsiai rudos) ir įtrūks. Sunkiais atvejais galima pastebėti, kad išlydyta izoliacija varva, kartu su nedideliu dūmu ir degimo kvapu. Nuolatinės srovės atsparumo testas yra tiesiausias išankstinio sprendimo metodas. Dėl efektyvių posūkių sumažėjimo sugedusios fazės apvijos varžos vertė bus žymiai mažesnė nei įprastos fazės. Trijų-fazių pasipriešinimo disbalanso laipsnis paprastai viršija 5 %, o tai yra daug didesnis nei 4 % slenkstis, nurodytas GB/T 6451-2015. Atliekant transformacijos santykio testą, posūkio nuokrypis, kurį sukelia trumpasis posūkio-į-posūkis, privers išmatuotą transformacijos koeficientą nukrypti nuo vardinės vertės, o nuokrypis dažnai viršija ±1 %.

Apie įvykusį gedimą signalizuoja ir aplinkos veiksniai. Didelės drėgmės aplinkoje izoliacijos sluoksnis sugers drėgmę ir padidins dielektrinių nuostolių vertę, o susikaupusios dulkės ir alyva suformuos laidų kanalą ir paspartins izoliacijos irimą. Paslėpti gamybos proceso defektai yra pagrindinė priežastis: nekvalifikuoti elektromagnetiniai laidai, plėvelės storio nuokrypis viršija ±0,02 mm arba epoksidinės dervos grynumas bus nepakankamas (priemaišų kiekis > 0,1%). Proceso kontrolės trūkumas yra labiau mirtinas. Jei dervos ir kietiklio santykio nuokrypis liejimo procese viršija ±5%, tai sukels nepilną kietėjimą ir susidarys laisvos izoliacijos vietos. Netolygus apvijų išdėstymas apvijos procese sukels netolygų posūkių elektrinio lauko pasiskirstymą, o vietinis lauko stiprumas padidės daugiau nei 30%. Dėl eksploatavimo ir priežiūros jungties stebėjimo trūkumo defektai toliau vystosi. Jei dalinio iškrovimo bandymai neatliekami reguliariai (paprastai kartą per 3-5 metus), neįmanoma laiku užfiksuoti izoliacijos pablogėjimo signalo.

Darbo procedūros ir diagnostikos keliai

1. Įvykus gedimui, pirmiausia turi būti atliktas saugos procesas „išjungtas - žymėjimas - elektros patikrinimas“, kad būtų atjungtas maitinimas transformatoriaus aukštos ir žemos įtampos pusėse ir izoliuojama sugedusi įranga. Tada gedimo vieta nustatoma atliekant išsamius bandymus.
2. Apvijos deformacijai aptikti naudojama dažnio atsako analizė (FRA), o žemos įtampos impulsų (LVI) metodas naudojamas tiksliai nustatyti trumpojo -sujungimo posūkio sekciją. Jei reikia, infraraudonųjų spindulių termovizorius naudojamas vietinei aukštos temperatūros zonai aptikti ir užfiksuoti.
3. Nedidelius gedimus (vieno izoliacijos pažeidimus, laidininko perdegimą) galima pataisyti vietoje. Likusios izoliacijos šiukšlės gedimo vietoje pašalinamos ir užtepami aukštai temperatūrai atsparūs izoliaciniai dažai (atsparumo temperatūrai lygis ne žemesnis nei H klasė). Po sukietėjimo atliekamas 1,5 karto didesnės už vardinę įtampą posūkių atsparumo įtampai, ir normalu, jei 1 minutę nėra jokių nukrypimų.
4. Esant vidutiniams gedimams (keli-apsukimo izoliacijos gedimas, nedidelis laidininko perdegimas), transformatorius turi būti grąžintas į gamyklą daliniam apvijos pakeitimui. Pakeista sekcija turi atitikti pradinės apvijos parametrus, o vakuuminis liejimas ir kietinimas turi būti atliekamas dar kartą. Esant rimtiems gedimams (apvijos deformacija, laidininko lydymas, geležinės šerdies pažeidimas), transformatorius turi būti pakeistas kaip visumą.
5. Prieš pradedant eksploatuoti naują įrangą, turi būti atliktas visas perdavimo testų rinkinys, siekiant užtikrinti, kad visi rodikliai atitiktų GB 50150-2016 m. Baigus gydymą, reikia dvigubai patikrinti „pagrindinis testas + sustiprintas testas“: nuolatinės srovės varža, transformacijos koeficientą ir izoliacijos varžos bandymus. Atliekant patobulintus bandymus reikia atlikti dalinės iškrovos bandymus ir trumpo-laiko atsparumo įtampos bandymus.

Žaliavų tikrinimo mechanizmas ir gamybos kontrolė

Sukurkite visą žaliavų tikrinimo mechanizmą, atlikite elektromagnetinių laidų plėvelės tęstinumo ir atsparumo įbrėžimams bandymus bei epoksidinės dervos dielektrinių nuostolių ir kietėjimo greičio bandymus. Optimizuokite pagrindinius proceso parametrus: valdykite 10-12 N/mm² apvijos įtampimą, palaikykite liejimo vakuumo laipsnį virš -0,098 MPa ir reguliuokite santykio paklaidą ±2% ribose. Sukurkite diferencijuotą eksploatavimo ir priežiūros planą: naujai paleistiems įrenginiams dalinio iškrovimo bandymus atlikite kas šešis mėnesius per vienerius metus, kartą per metus, jei įrenginiai veikia ilgiau nei 5 metus, ir sutrumpinkite iki vieno per šešis mėnesius atšiaurioje aplinkoje.

Taip pat siūloma sukurti internetinę stebėjimo sistemą, kad realiuoju laiku rinktumėte tokius parametrus kaip apvijos temperatūra, dalinio iškrovimo dydis ir apkrovos srovė, ir nustatykite slenksčius (pvz., 50 % staigus dalinio iškrovimo dydžio padidėjimas suaktyvina išankstinį įspėjimą). Sukurkite visą įrangos gyvavimo ciklo failą ir išsamiai įrašykite gamybos parametrus, bandymų duomenis, eksploatavimo ir priežiūros įrašus bei gedimų sąlygas. Reguliariai vykdykite mokymus, kad pagerintumėte eksploatavimo ir priežiūros personalo gebėjimą atpažinti pradinius signalus, tokius kaip neįprastas triukšmas ir temperatūros pokyčiai.

Gedimų gydymo esmė ir ateities kryptys

Sausojo tipo transformatorių posūkio-į-trumpojo jungimo gedimų gydymo esmė yra „ankstyvas aptikimas, tiksliai diagnostika, greitas apdorojimas ir pagrindinių priežasčių prevencija“. Pagerėjus energetikos sistemos intelektui, prognozinė gedimų diagnostika taps ateities plėtros kryptimi, derinant internetinio stebėjimo technologiją su didžiųjų duomenų analize.

Trumpasis jungimas: pagrindinės įžvalgos

Be abejo, daugelis yra girdėję tokią frazę kaip trumpasis jungimas, tačiau tik nedaugelis supranta, kodėl šis reiškinys atsiranda, kodėl jis pavojingas ir kokie procesai vyksta gedimo metu. Elektros grandinėje dažniausiai yra du laidininkai su skirtingais potencialais; pasikeitus pasipriešinimui, srovė gali iš karto išaugti iki nevaldomų lygių, įkaitindama šerdį ir sukelti gedimus. Svarbios priežastys yra izoliacijos senėjimas, išorinis mechaninis poveikis, oro sąlygos ir žmogaus dydžiai. Pagrindinės pasekmės yra didelės srovės lydimas šiluminis nuostolis, gedimų plėtra ir galimi gaisrai.

Klausimams suprasti pateikiamos pagrindinės idėjos apie trijų fazių sujungimą kaip simetrinį gedimą ir kitus nesimetriškus gedimus. Dažniausiai pasitaikantys gedimai yra trifazis, dviejų fazių su žeme ir vienfazis. Pagrindiniai diagnostikos žingsniai apima FRA, LVI, infraraudonųjų spindulių terminoviziją ir garantinį stebėjimą. Tokie metodai leidžia tiksliai nustatyti gedimo vietą ir mastą, o po to taikyti reikiamas remonto ar rekonstrukcijos priemones.

Tiksliniai veiksmai ir prevencija

• Defektų ankstyvas aptikimas ir tikslus nukreiptas remontas vietoje;
• Eksploatacijos parametrai sureguliuojami: įtampa apie 10-12 N/mm², vakuumas virš -0,098 MPa, paklaidos ±2%;
• Reguliarūs dalinio iškrovimo bandymai ir įvardinti rekonstrukcijos laikotarpiai;
• ICT stebėjimo sistema realiu laiku ir nenutrūkstama duomenų analizė;
• Mokymai ir įgūdžių tobulinimas eksploatavimo specialistams.

tags: #trumpas #sujungimas #trifazis #izoliacija