Sähköjärjestelmissä muuntajat toimivat energian muuntamisen ja siirron ydinlaitteistona, ja niiden eristyskyky määrittää suoraan sähköverkon toiminnan vakauden. Osittainen purkaus (PD) on "varhainen varoitussignaali" muuntajan eristyksen heikkenemisestä-tämän tyyppinen paikallinen kaaripurkaus, joka ei tunkeudu eristeeseen, kuluttaa vähitellen eristemateriaalia ja voi lopulta johtaa vakaviin onnettomuuksiin, kuten eristeen rikkoutumiseen ja laitekatkoihin.
Eristysrakenteisilla muuntajilla on merkittäviä eroja generointimekanismissa ja osittaisen purkauksen keskeisissä indusoivissa tekijöissä. Tässä artikkelissa keskitytään öljy-upotettuihin muuntajiin ja kuiva{2}}tyyppisiin muuntajiin (jota edustaa epoksihartsi-valutyyppi), jossa yhdistyvät alan käytännöt ja tekniset periaatteet osittaisen purkauksen keskeisten syiden analysoimiseksi perusteellisesti. Se tarjoaa ammattimaisia referenssejä laitteiden valintaan, toimintaan ja huoltotestaukseen.
I. Kuiva-tyyppiset muuntajat (epoksihartsi-valutyyppi): eristysvirheet ja prosessin ohjaus ovat keskeisiä indusoivia tekijöitä
Kuiva{0}}tyyppiset muuntajat käyttävät epoksihartsia ja muita kiinteitä eristemateriaaleja ytimenä, ja niitä käytetään laajalti-korkeusrakennuksissa, palvelinkeskuksissa ja muissa skenaarioissa niiden etujen, kuten palonkestävyyden, huoltovapaan toiminnan ja pienen koon, ansiosta. Niiden osapurkausongelmat keskittyvät pääasiassa kahteen ulottuvuuteen: eristysmateriaalien viat ja valu/käämitysprosessit.
Kuiva{0}}tyyppisten muuntajien ydineristysmateriaaleja ovat epoksihartsi, Nomex-paperi, eristyspahvi jne. Jos materiaalin valmistus tai valinta on virheellinen, siihen on helppo sekoittua kuplia, epäpuhtauksia tai aiheuttaa mikrohalkeamia:
- Sähkökentän keskittymistä aiheuttavat kuplat:Kiinteissä eristysmateriaaleissa jäännöskuplien dielektrisyysvakio on paljon pienempi kuin peruseristeväliaineen (esim. epoksihartsin dielektrisyysvakio on noin 3,5, kun taas ilman dielektrisyysvakio on vain 1,0). Sähkökenttä on erittäin keskittynyt kuplien sisään. Kun sähkökentän voimakkuus ylittää materiaalin toleranssirajan, osapurkaus laukeaa. Pitkäaikainen -purkaus lisää vähitellen kuplan tilavuutta, mikä muodostaa eristysvaaroja;
- Sähkökentän vääristymiä aiheuttavat epäpuhtaudet:Eristysmateriaaliin sekoittuneet metalliroskat, pöly ja muut epäpuhtaudet muodostavat "kärkielektrodin" kaltaisen rakenteen, mikä häiritsee sähkökentän tasaista jakautumista ja muodostaa paikallisen korkean kentänvoimakkuuden alueen epäpuhtauden kärkeen, mikä aiheuttaa koronapurkauksen;
- Mikrohalkeamien eristysvaarat:Jos jännityksen vapautuminen on epätasaista materiaalin kovettumisen aikana tai mekaaninen isku kohdistuu kuljetuksen ja asennuksen aikana, syntyy paljaalla silmällä näkymättömiä mikrohalkeamia. Sähkökentän keskittymisvaikutus halkeamissa laukaisee myös osittaisen purkauksen, ja halkeamat jatkavat laajenemista purkauksen mukana, mikä nopeuttaa eristeen ikääntymistä.
Prosessin ohjaus on avain osittaisen purkauksen estämiseen kuiva{0}}tyyppisissä muuntajissa. Laiminlyönti missä tahansa linkissä, kuten käämitys, kääriminen, valu ja kovetus, voi jättää piilotettuja vaaroja:
- Käämien huono eristys:Löysä eristyskääre käämityskerrosten ja käänteiden välillä, jossa on rakoja tai ryppyjä. Nämä raot muodostavat paikallisia alhaisen dielektrisyysvakion alueita, joista tulee "korkean-riskin alueita" sähkökentän keskittymiselle; samaan aikaan kääreen aikana syntyvät rypyt johtavat epätasaiseen eristeen paksuuteen, mikä entisestään pahentaa sähkökentän vääristymiä;
- Johdinkäsittelyn puutteet:Johtimen pinnassa poistamattomia purseita, teräviä kulmia tai naarmuja. Korkean -jännitteen käyttöolosuhteissa sähkökentän voimakkuus kärkien kohdalla kasvaa jyrkästi ("koronapurkaus"-periaatteen mukaisesti) aiheuttaen suoraan koronapurkausta. Purkaus kuluttaa vähitellen johtimen eristyskerrosta ja laajentaa vikaaluetta;
- Riittämätön jännitteen tasauskäsittely:Sähkökentän jakautuminen muuntajan käämin päässä on luonnollisesti epätasainen. Jos jännitteentasausrengasta tai jännitteentasauslevyä ei ole asennettu tai jännitteentasausrakenteen suunnittelu on kohtuuton, sähkökentän voimakkuus ylittää lopussa eristystoleranssirajan, mikä johtaa liialliseen osittaiseen purkaukseen. Tämä on myös yleinen kannustin osittaiselle purkaukselle kuivan-tyyppisten muuntajien päässä;
- Väärät valu- ja kovetusprosessit:Epoksihartsi{0}}valumuuntajien ydinprosessivirheet keskittyvät kahteen ketjuun: "kaasun poistoon" ja "kovettumiseen". Epätäydellinen kaasunpoisto aiheuttaa sen, että epoksiseoksessa olevaa jäännöskaasua ei voida poistaa, jolloin muodostuu sisäisiä kuplia kovettumisen jälkeen (tämä on korkean taajuuden syy liialliselle osittaiselle purkaukselle kuivassa-tyyppisissä muuntajissa); kun taas liian korkea/matala kovettumislämpötila tai liian pitkä/lyhyt kovettumisaika johtavat eristeen epätäydelliseen kovettumiseen (reagoimattomia epoksimonomeereja) tai jännityspitoisuuteen, mikä puolestaan synnyttää mikrohalkeamia ja vahingoittaa eristeen eheyttä.
II. Öljy-Upotetut muuntajat: eristävän öljyn kunto ja liitäntävirheet ovat tärkeimpiä riskikohtia
Öljy{0}}upotetut muuntajat käyttävät yhdistettyä eristysjärjestelmää, jossa on eristävää öljyä ja kiinteää eristystä (pahvi, öljy{1}}kyllästetty paperi), ja ne ovat pitkään olleet voimajärjestelmien päämuuntajien markkinoilla niiden etujen, kuten korkean eristyslujuuden ja hyvän lämmönpoiston, ansiosta. Niiden osittaisen purkauksen ongelmat liittyvät läheisesti eristävän öljyn tilaan ja öljypaperin -rajapinnan ominaisuuksiin, ja ydintekijöitä ovat seuraavat kolme luokkaa:
Eristysöljy ei toimi vain eristysaineena, vaan myös suorittaa lämmönpoistotoiminnon. Sen puhtaus ja tila vaikuttavat suoraan osittaisen purkauksen riskiin:
- Kosteus ja liiallinen kaasupitoisuus:Jos öljy{0}}upotettua muuntajaa ei ole suljettu tiiviisti, ilman kosteus tunkeutuu eristävään öljyyn, mikä vähentää merkittävästi öljyn läpilyöntijännitettä. samaan aikaan, jos öljyyn liuenneita kaasuja (kuten happi, vety, metaani) ei poisteta ajoissa, öljyyn muodostuu pieniä kuplia. Nämä kuplat ovat taipuvaisia purkautumaan sähkökentän vaikutuksesta, ja purkauksen tuottama kaasu lisää edelleen öljyn kaasupitoisuutta muodostaen noidankehän;
- Epäpuhtauksien saastuminen:Jos eristävää öljyä sekoitetaan metallihiukkasten, kuituepäpuhtauksien jne. kanssa tuotannon, kuljetuksen tai käytön ja huollon aikana, se muodostaa prototyypin "johtavasta kanavasta" öljyssä, -epäpuhtaudet adsorboivat varauksia, liikkuvat suunnassa sähkökentän vaikutuksesta, kerääntyvät öljyn ja kiinteän eristeen väliseen rajapintaan ja aiheuttavat osittaista purkausta.
- Vanheneminen ja öljyn laadun heikkeneminen:Pitkän{0}}käytön jälkeen eristävä öljy käy läpi hapetusreaktioiden korkean lämpötilan ja sähkökentän vaikutuksesta, jolloin syntyy ikääntyviä tuotteita, kuten happoja, kolloideja ja lietettä. Nämä aineet heikentävät öljyn eristyskykyä ja reagoivat samalla kemiallisesti kiinteiden eristysmateriaalien kanssa, vahingoittaen öljyn{2}}paperin rajapinnan eristyksen eheyttä ja luoden olosuhteet osittaiselle purkaukselle.
Öljy{0}}upotettujen muuntajien eristysjärjestelmä koostuu "eristeöljystä + kiinteästä pahvista", ja näiden kahden välinen rajapinta on herkkä alue osittaiselle purkaukselle:
- Käyttöliittymäkuplat ja aukot:Jos kaasunpoisto on epätäydellistä muuntajaöljyn täytön aikana tai eristävä öljy laajenee kuumennettaessa ja supistuu jäähtyessään käytön aikana, öljyn ja kartongin rajapintaan muodostuu pieniä rakoja tai kuplia. Sähkökentän keskittymisvaikutus näillä alueilla laukaisee erittäin todennäköisesti osittaisen purkauksen;
- Pahvin kosteus ja ikääntyminen:Kiinteänä eristemateriaalina, jos pahvi imee kosteutta (kuten sadeveden tunkeutumista tiivisteen epäonnistumisen vuoksi), sen eristyskyky heikkenee merkittävästi. Samalla kosteus edistää pahvin ikääntymistä ja hajoamista, jolloin syntyy mikrohalkeamia ja kuitujätettä. Nämä viat aiheuttavat purkausta rajapinnassa, ja purkaus nopeuttaa pahvin hiiltymistä muodostaen johtavan kanavan.
Öljyn eristykseen ja rajapintaan liittyvien ongelmien lisäksi virheellinen rakennesuunnittelu ja prosessit voivat myös johtaa osittaiseen purkaukseen öljy{0}}upotettavissa muuntajissa:
- Löysä käämin kiinnitys:Jos käämi on löyhästi sidottu, sähkömagneettinen värähtely muuntajan toiminnan aikana aiheuttaa käämin siirtymistä, mikä johtaa rakoihin kerrosten ja kierrosten välissä ja aiheuttaa sähkökentän keskittymistä;
- Metallikomponenttien ulkonevat kärjet:Jos muuntajan sisällä on teräviä kulmia, metallikiinnikkeissä, johtimissa ja muissa komponenteissa purseita tai niiden paikat ovat siirtyneet asennuksen aikana, paikallisia korkean kenttävoimakkuuden alueita muodostuu korkean jännitteen alaisena, mikä aiheuttaa koronapurkausta;
- Huono säiliön tiivistys:Säiliön tiivistyksen epäonnistuminen ei johda ainoastaan kosteuden ja epäpuhtauksien tunkeutumiseen, vaan myös ilman pääsyn säiliöön muodostaen kuplakerroksen öljyn pinnalle. Nämä kuplat ovat tärkeitä osittaisen purkauksen lähteitä.
III. Keskeiset erot ja ehkäisy Osittaispurkauksen ydin kahden muuntajatyypin välillä
| Vertailumitta | Kuiva{0}}tyyppiset muuntajat (epoksihartsi-valutyyppi) | Öljy{0}}upotetut muuntajat |
| Core Insulation Medium | Kiinteä eristys, kuten epoksihartsi, Nomex-paperi | Eristysöljy + öljy{1}}paperikomposiittieristys |
| Tärkeimmät purkautumista aiheuttavat tekijät | Sisäiset kuplat materiaaleissa, prosessivirheet (valu/käämitys) | Eristysöljyn kulumista, öljy{0}}paperin käyttöliittymävirheitä |
| Herkät alueet | Käämityspäät, valurungon sisällä, johtimen kärjet | Öljy-paperirajapinta, kuplia öljyssä, ilmarako säiliön yläosassa |
| Ennaltaehkäisy ydin | Materiaalin puhtauden valvonta, jalostetut prosessit (kaasunpoisto/kovetus/käärintä), jännitteen tasausrakenteen optimointi | Eristävän öljyn puhdistus (kaasunpoisto/kuivaus/epäpuhtauksien poisto), tiivistyssuojaus, rajapinnan tilan valvonta |
IV. Toimialan näkemykset: Varhainen havaitseminen ja käyttö- ja huoltoehdotukset osittaista purkamista varten
Osittaispurkauksen vaara piilee sen "piilossa"-alkupurkauksen intensiteetti on alhainen, ilman ilmeisiä ulkoisia ominaisuuksia, mutta pitkäaikainen-kertyminen johtaa peruuttamattomaan eristeen heikkenemiseen. Siksi sekä öljy--upotettujen että kuiva{4}}tyyppisten muuntajien tulisi kiinnittää huomiota varhaiseen havaitsemiseen sekä käytön ja huollon valvontaan:
- Säännöllinen testaus: Ota käyttöön online-osittaispurkauksen valvontajärjestelmät (kuten ultraäänitestaus, ultra-korkeataajuinen testaus) purkaussignaalien sieppaamiseksi reaaliajassa ja vian paikantamiseen tarkasti.
- Materiaalien ja prosessien valvonta: Priorisoi valmistajat, joilla on täydellinen pätevyys ja kehittyneet prosessit, kun valitset tuotteita, keskittyen eristemateriaalin puhtauteen ja prosessitestiraportteihin.
- Käyttö- ja huoltosuojaus: Öljy{0}}upotetut muuntajat testaa säännöllisesti indikaattoreita, kuten kosteutta, kaasupitoisuutta ja eristävän öljyn dielektristä häviötä, ja suorita suodatus ja puhdistus oikea-aikaisesti. kuiva-tyyppisissä muuntajissa vältä mekaanisia iskuja, puhdista pintapöly säännöllisesti ja estä eristeen pinnan viruminen;
- Ympäristön hallinta: Vältä muuntajien käyttöä ympäristöissä, joissa on korkea kosteus, liiallinen pöly ja syövyttäviä kaasuja. Kuiva-tyyppisten muuntajien tulee varmistaa hyvä ilmanvaihto ja lämmönpoisto eristyksen ylikuumenemisen ja vanhenemisen estämiseksi.
Johtopäätös: Osittainen purkaus on muuntajan eristysjärjestelmän "näkymätön tappaja", ja sen syyt liittyvät läheisesti laitetyyppiin, eristysrakenteeseen ja prosessin tasoon. Öljy{1}}upotettujen ja kuiva{2}}tyyppisten muuntajien osittaisen purkauksen ominaisuuksien hallitseminen sekä tieteellisen tuotevalinnan, hienostunut prosessinohjaus ja säännöllinen testaus voivat vähentää lähteestä aiheutuvia purkausriskejä ja varmistaa sähköjärjestelmän turvallisen ja vakaan toiminnan.
