ฟังการวิเคราะห์เชิงลึกของงานวิจัย
0:00 0:00
อันตรายที่ซ่อนอยู่ของการคายประจุบางส่วนบนพื้นผิวเรซิน
เสาฝังแบบฉนวนแข็ง
ซีรีส์ฉนวนอากาศ

การปลดปล่อยประจุบางส่วนไม่ได้แสดงตัวออกมาเอง มันก่อตัวขึ้นอย่างเงียบๆ ภายในและบนพื้นผิวเรซินของส่วนประกอบฉนวนที่ขึ้นรูป — ทำลายความสมบูรณ์ของวัสดุ ทำให้เส้นทางคาร์บอนไนซ์ และสะสมความเสียหายที่การตรวจสอบด้วยสายตาไม่สามารถตรวจพบได้จนกระทั่งถึงช่วงเวลาของความล้มเหลวอย่างรุนแรง สำหรับวิศวกรที่จัดการโครงการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าหรือบำรุงรักษาสินทรัพย์การจ่ายไฟฟ้าแรงสูง ภัยคุกคามที่มองไม่เห็นนี้เป็นหนึ่งในความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือที่ถูกประเมินต่ำที่สุดในทั้งระบบ. การคายประจุบางส่วนบนพื้นผิวเรซินไม่ใช่สัญญาณเตือน — แต่เป็นกลไกการทำลายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและจะทวีความรุนแรงขึ้นทุกชั่วโมงที่ใช้งาน. การเข้าใจว่ามันเริ่มต้นอย่างไร, มันแพร่กระจายอย่างไร, และวิธีการตรวจจับและหยุดยั้งมันก่อนที่ระบบป้องกันอาร์คจะถูกท่วมท้น คือความแตกต่างระหว่างเหตุการณ์การบำรุงรักษาที่ควบคุมได้กับการหยุดชะงักของระบบไฟฟ้าที่ไม่คาดคิด.

สารบัญ

อะไรคือการคายประจุบางส่วน และทำไมผิวหน้าของเรซินจึงมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษ?

การเกิดการคายประจุไฟฟ้าเฉพาะที่ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวและภายในช่องว่างขนาดเล็กของชิ้นส่วนเรซินที่ขึ้นรูป แสดงให้เห็นความเสียหายสะสมที่เกิดจากการคายประจุบางส่วน.
ตำแหน่งเริ่มต้นการปล่อยประจุบางส่วนบนพื้นผิวเรซิน

การปลดปล่อยประจุบางส่วน (Partial discharge หรือ PD) คือการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าแบบเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นเฉพาะบางส่วนของฉนวนระหว่างตัวนำเท่านั้น การปลดปล่อยประจุนี้เกิดขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าในบริเวณนั้นมีค่าสูงเกินกว่าความแข็งแรงของฉนวนในช่องว่าง สิ่งแปลกปลอม หรือความไม่เรียบของพื้นผิว แต่ยังไม่ครอบคลุมช่องว่างของฉนวนทั้งหมด การปลดปล่อยประจุจึงเกิดขึ้นเพียงบางส่วนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ความเสียหายที่เกิดขึ้นจะสะสมและถาวร.

พื้นผิวเรซินในฉนวนที่ขึ้นรูปมีความไวเป็นพิเศษด้วยเหตุผลทางโครงสร้างสามประการ:

  • การเกิดโพรงขนาดเล็กในระหว่างกระบวนการหล่อ — ฟองอากาศที่ติดอยู่หรือช่องว่างจากการหดตัวในเรซินอีพ็อกซี่หรือ BMC ก่อให้เกิดโพรงภายในซึ่งความเข้มข้นในสนามไฟฟ้าจะเริ่มต้นการเกิดการเสื่อมสภาพแบบพอลิเมอร์ไดอิเล็กทริก (PD) ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าระดับความทนทานที่กำหนดไว้มาก
  • ความไม่ต่อเนื่องของอินเตอร์เฟซ — ขอบเขตระหว่างเรซินและชิ้นส่วนโลหะฝังตัว (แคลมป์บัสบาร์, สตั๊ดต่อสายดิน) สร้างปัจจัยเสริมสนามแม่เหล็กสูงขึ้น 2 เท่าถึง 4 เท่าของค่าสนามแม่เหล็กในมวลรวม
  • การปนเปื้อนบนพื้นผิว — การสะสมตัวที่เป็นตัวนำบนผิวหน้าของเรซินทำให้ค่าความตึงเครียดเริ่มต้นลดลง ทำให้เกิดกิจกรรม PD ที่ค่าความตึงเครียดในการทำงานซึ่งอาจปลอดภัยได้

ขนาดทางกายภาพของกิจกรรม PD บนผิวหน้าของเรซินถูกกำหนดโดยสองพารามิเตอร์ที่สำคัญ:

พารามิเตอร์คำนิยามเกณฑ์มาตรฐานทั่วไป
แรงดันเริ่มต้นการคายประจุบางส่วน (PDIV)แรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏ PD ครั้งแรก≥ 1.5 × U₀ ต่อ iec-602701
แรงดันดับการคายประจุบางส่วน (PDEV)แรงดันไฟฟ้าที่การเกิดประจุไฟฟ้า (PD) หยุดลงเมื่อแรงดันลดลงต้องเกินแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน
ขนาดของประจุที่ปรากฏวัดเป็นพิโคคูลอมบ์ (pC)< 10 pC ยอมรับได้สำหรับฉนวนแบบหล่อแรงดันสูง
อัตราการซ้ำการปล่อยต่อวินาทีอัตราการเพิ่มขึ้น = การเสื่อมสภาพที่เร่งขึ้น

ภายใต้มาตรฐาน IEC 60270 ส่วนประกอบฉนวนแบบขึ้นรูปแรงดันสูงต้องแสดงระดับ PD ต่ำกว่า 10 พิโคคูลอมบ์ ที่ 1.2 × แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดในระหว่างการทดสอบประเภท ส่วนประกอบที่เกินเกณฑ์นี้ที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะอยู่ในโหมดเสื่อมสภาพอย่างชัดเจนแล้ว — โดยไม่คำนึงว่าจะมีอาการภายนอกปรากฏหรือไม่.

การปล่อยประจุบางส่วนทำลายฉนวนแบบหล่อขึ้นรูปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป?

ภาพถ่ายจุลภาคที่แสดงสี่ขั้นตอนของการเสื่อมสภาพจากการปลดปล่อยบางส่วนบนพื้นผิวของฉนวนเรซินขึ้นรูป ตั้งแต่การกัดกร่อนทางเคมีในระยะแรกจนถึงการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรและเหตุการณ์อาร์คขนาดใหญ่.
ขั้นตอนของการเสื่อมสภาพจากการคายประจุบางส่วน

กลไกการทำลายของ PD บนผิวเรซินเป็นไปตามกระบวนการที่มีการบันทึกไว้อย่างละเอียดแต่มีความล่าช้าอย่างอันตราย — ช้าพอที่จะหลบเลี่ยงการตรวจพบในช่วงการตรวจสอบตามปกติ แต่เร็วพอที่จะถึงเกณฑ์ความล้มเหลวที่สำคัญภายใน 2 ถึง 5 ปีหลังจากการเริ่มต้นในกรณีการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง.

ระยะที่ 1 — การกัดกร่อนทางเคมี

แต่ละเหตุการณ์ PD ปล่อยพลังงานในช่วงของ 10⁻⁹ ถึง 10⁻⁶ จูล. แต่ละกรณีอาจดูเล็กน้อย แต่เมื่อรวมกันแล้วอาจสร้างความเสียหายอย่างรุนแรง พลาสมาที่ปล่อยออกมาจะสร้างโอโซน (O₃) และออกไซด์ของไนโตรเจน (NOₓ) ซึ่งจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับโครงสร้างสายโซ่โพลิเมอร์ของเรซิน ระบบอีพ็อกซี่จะแสดงการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวได้อย่างชัดเจนหลังจากประมาณ เหตุการณ์การปล่อยสะสม 10⁶ ครั้ง — เกณฑ์ขั้นต่ำที่บรรลุได้ภายในไม่กี่เดือนที่อัตราการเกิดซ้ำของโรคพาร์กินสันตามปกติ.

ขั้นตอนที่ 2 — การเผาไหม้บนผิวหน้า

เมื่อพื้นผิวเรซินเกิดออกซิเดชัน จะเกิดคราบตกค้างที่มีคาร์บอนสูงตามเส้นทางปล่อยประจุ คราบคาร์บอนเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นสื่อนำไฟฟ้า ทำให้ความต้านทานพื้นผิวในบริเวณนั้นลดลงจากค่าพื้นฐาน > 10¹² Ω ไปสู่ช่วงวิกฤต < 10⁶ Ω แต่ละ การคาร์บอไนซ์2 เหตุการณ์นี้ลด PDIV ลงอีก สร้างวงจรการเสื่อมสภาพที่เสริมตัวเอง.

ขั้นตอนที่ 3 — การติดตามการก่อตัวของเส้นทาง

เมื่อความต้านทานผิวลดลงต่ำกว่าประมาณ 10 ยกกำลัง 8 โอห์ม, กระแสไฟฟ้ารั่วไหลจะเริ่มไหลอย่างต่อเนื่องตามเส้นทางที่คาร์บอนแล้ว การอาร์คแบบแถบแห้งจะเริ่มต้นขึ้น ทำให้เส้นทางคาร์บอนขยายตัวไปยังขั้วไฟฟ้าตรงข้าม ในขั้นตอนนี้ ส่วนประกอบฉนวนที่ขึ้นรูปได้สูญเสียสมรรถนะการฉนวนตามที่ออกแบบไว้แล้ว และกำลังทำงานอยู่ในสภาพที่เสี่ยงต่อการเสียหาย.

ขั้นตอนที่ 4 — การลุกไหม้พร้อมกันและเหตุการณ์อาร์ค

เมื่อเส้นทางติดตามเชื่อมต่อระยะห่างการสัมผัสไฟฟ้าทั้งหมด การลุกไหม้จะเกิดขึ้น ในระบบแรงดันไฟฟ้าสูง พลังงานอาร์คที่เกิดขึ้นอาจเกิน 10 กิโลจูล ในไม่กี่มิลลิวินาทีแรก — เพียงพอที่จะทำให้ตัวนำทองแดงระเหยเป็นไอ, แผงครอบแตก, และเริ่มเกิดไฟไหม้ครั้งที่สอง. ระบบป้องกันอาร์คทำงาน, แต่ความเสียหายต่อฉนวนที่หล่อขึ้นรูปและส่วนประกอบโดยรอบได้เกิดขึ้นแล้ว.

เส้นเวลาการก้าวหน้าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน, ระดับการปนเปื้อน, และคุณภาพของเรซิน:

ระบบเรซินเวลาโดยเฉลี่ยจนถึงการเกิดไฟลุกโชนจากจุดเริ่มต้นของปรากฏการณ์ PD
อีพ็อกซี่มาตรฐาน (ไม่มีสารเติมแต่ง ATH)18 – 36 เดือน
อีพ็อกซี่ที่เติมด้วย ATH (≥ 40% filler)48 – 84 เดือน
ไซโคลอะลิฟาติก-อีพ็อกซี3 (เกรดสำหรับใช้งานกลางแจ้ง)72 – 120 เดือน
BMC เสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาส36 – 60 เดือน

การเกิดการคายประจุบางส่วนเกิดขึ้นที่ใดระหว่างการอัปเกรดระบบกริดและการทดสอบระบบไฟฟ้าแรงสูง?

ภาพถ่ายมาโครของรอยต่อบาร์บัสภายในห้องจ่ายไฟแรงสูงระหว่างการอัปเกรดกริด ซึ่งแสดงให้เห็นกิจกรรมการคายประจุบางส่วนที่อ่อนแอผ่านช่องว่างขนาดเล็กและรูปทรงที่ช่วยบรรเทาความเครียดของตัวรองรับฉนวนที่หล่อขึ้นรูปและบาร์บัสทองแดงที่มีอยู่เดิม บ่งชี้ถึงส่วนที่เพิ่งได้รับพลังงานใหม่หลังจากการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าแผ่นป้ายเขียนว่า "แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น: 11kV -> 33kV" และ "ความเสี่ยงของแรงดันไฟฟ้าเกินที่จุดเชื่อมต่อ > 0.1 มม.".
การปล่อยประจุบางส่วนที่จุดเชื่อมต่อบัสบาร์ระหว่างการอัปเกรดระบบกริด

โครงการปรับปรุงระบบกริดเพิ่มความเสี่ยง PD ที่จุดต่าง ๆ ซึ่งการทดสอบการยอมรับในโรงงานมาตรฐานไม่สามารถจำลองได้อย่างสมบูรณ์ สภาพการติดตั้งในภาคสนาม — ความเครียดทางกลระหว่างการขนส่ง, ความคลาดเคลื่อนของขนาดในข้อต่อที่ประกอบ, และความชื้นในอากาศระหว่างการทดสอบระบบ — ทั้งหมดนี้สร้างจุดเริ่มต้นของ PD ที่ไม่มีอยู่ในการทดสอบประเภท.

สถานที่เสี่ยงสูงในสินทรัพย์กริดที่ได้รับการปรับปรุง

อินเตอร์เฟซของจุดเชื่อมต่อบัสบาร์

เมื่อมีการติดตั้งตัวยึดฉนวนแบบหล่อใหม่ควบคู่ไปกับส่วนของบัสบาร์เดิมในระหว่างการอัปเกรดระบบกริด จุดเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบเก่าและใหม่จะก่อให้เกิดความไม่ต่อเนื่องในสนามไฟฟ้า ช่องว่างใดๆ ที่ > 0.1 มม. ที่รอยต่อระหว่างเรซินกับโลหะจะสร้างการเพิ่มสนามไฟฟ้าเพียงพอที่จะทำให้เกิดการเกิดประจุไฟฟ้าแบบจุด (PD) ที่แรงดันใช้งานปกติในระบบที่มีแรงดันเกิน 24 กิโลโวลต์.

เรขาคณิตเปลี่ยนผ่านเพื่อคลายความเครียด

ส่วนประกอบฉนวนที่ขึ้นรูปสำหรับการใช้งานแรงดันสูงมีการออกแบบคุณสมบัติการบรรเทาความเค้นเชิงเรขาคณิต เช่น ขอบโค้งมน รอยโค้งที่มีรัศมีควบคุม และโซนค่าคงตัวไฟฟ้าที่แตกต่างกัน การติดตั้งที่ไม่ถูกต้องซึ่งทำให้เกิดความเค้นเชิงกลที่บริเวณรอยต่อเหล่านี้ จะทำให้การกระจายสนามไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ผิดเพี้ยน และก่อให้เกิดจุดเริ่มต้นของการเกิดไฟฟ้าแรงดันสูง (PD) ใหม่.

ส่วนที่ได้รับการปรับปรุงใหม่หลังจากเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

โครงการปรับปรุงระบบโครงข่ายไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า — เช่น การเปลี่ยนจาก 11 kV เป็น 33 kV บนโครงสร้างพื้นฐานเดิม — จะทำให้ฉนวนแบบหล่อขึ้นรูปเดิมต้องเผชิญกับสนามไฟฟ้าที่สูงกว่าการออกแบบเดิมถึง 3 เท่า กิจกรรมความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต (PD) ที่ไม่เกิดขึ้นที่แรงดัน 11 kV จะกลายเป็นความเสียหายรุนแรงและเกิดขึ้นทันทีที่แรงดัน 33 kV นี่เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดประการหนึ่งของการเสื่อมสภาพของฉนวนแบบหล่อขึ้นรูปอย่างรวดเร็วหลังจากการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า.

เหตุการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินขณะเดินระบบ

การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวระหว่างการทดสอบระบบหลังการปรับปรุงระบบไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินของ 1.5 × ถึง 2.5 × แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด สำหรับช่วงเวลาตั้งแต่ไมโครวินาทีถึงมิลลิวินาที แต่ละเหตุการณ์ชั่วคราวจะสะสมความเสียหายจาก PD บนพื้นผิวเรซิน — ความเสียหายที่มองไม่เห็นในระหว่างการทดสอบการใช้งาน แต่จะปรากฏเป็นความล้มเหลวก่อนกำหนดภายใน 12 ถึง 24 เดือนหลังจากเริ่มใช้งาน.

คุณแก้ไขปัญหาและควบคุมการคายประจุบางส่วนอย่างไรก่อนที่จะกระตุ้นการป้องกันอาร์ค?

แผนภาพแสดงวิธีการแบบบูรณาการหลายวิธีสำหรับการแก้ไขปัญหาและควบคุมการเกิดการคายประจุบางส่วนบนฉนวนแรงดันสูงแบบหล่อขึ้นรูปก่อนที่ระบบป้องกันอาร์กจะทำงาน โดยแสดงวิธีการตรวจจับแบบอะคูสติก, UHF, ความร้อน, และความต้านทานที่รวมกันบนและรอบๆ ตัวรองรับบัสบาร์.
โปรโตคอลภาพสำหรับการแก้ไขปัญหาและการควบคุมการปลดปล่อยบางส่วน

การแก้ไขปัญหาการบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับฉนวนแบบหล่อขึ้นรูปจำเป็นต้องใช้วิธีการตรวจจับแบบหลายชั้น — เนื่องจากไม่มีเทคนิคการวัดใดเพียงอย่างเดียวที่สามารถจับภาพรวมทั้งหมดได้ โปรโตคอลต่อไปนี้ถูกออกแบบมาสำหรับระบบแรงดันสูงที่มีการป้องกันอาร์คและมีการตัดการทำงานโดยไม่คาดคิดซึ่งมีผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าอย่างมาก.

ขั้นตอนที่ 1 — กำหนดค่าพื้นฐานการวัด PD ในขั้นตอนการเดินเครื่อง
บันทึกค่า PD ตามมาตรฐาน IEC 60270 ในระหว่างการทดสอบระบบ (commissioning) สำหรับทุกชิ้นส่วนฉนวนที่ถูกผลิตขึ้นในแผนกที่ได้รับการปรับปรุง ค่าปริมาณประจุไฟฟ้าที่ปรากฏ (apparent charge values) และอัตราการเกิดซ้ำ (repetition rates) ในขั้นตอนนี้จะกลายเป็นค่าอ้างอิงสำหรับการเปรียบเทียบกับการวัดในอนาคตทั้งหมด.

ขั้นตอนที่ 2 — ติดตั้งระบบตรวจจับการแผ่รังสีเสียงเพื่อตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
เซ็นเซอร์อะคูสติกแบบเพียโซอิเล็กทริกที่ติดตั้งบนแผงครอบตรวจจับลายเซ็นอัลตราโซนิกของเหตุการณ์ PD (โดยทั่วไป 40 – 300 กิโลเฮิรตซ์) โดยไม่จำเป็นต้องหยุดการทำงานของแผง ติดตั้งถาวรในตำแหน่งที่มีความเสี่ยงสูงซึ่งระบุไว้ระหว่างการเดินเครื่อง.

ขั้นตอนที่ 3 — ติดตั้งระบบตรวจจับการคายประจุบางส่วนแบบ UHF ในช่วงเวลาที่กำหนด
ความถี่สูงพิเศษ (ยูเอชเอฟ4) เซ็นเซอร์ตรวจจับการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากเหตุการณ์ PD ใน 300 เมกะเฮิรตซ์ – 3 กิกะเฮิรตซ์ ดำเนินการสำรวจ UHF ทุก 6 เดือนในส่วนที่มีการปรับปรุงกริดในช่วง 3 ปีแรกของการใช้งาน — ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีความเสี่ยงสูงสุดสำหรับการเพิ่มขึ้นของ PD.

ขั้นตอนที่ 4 — ดำเนินการถ่ายภาพความร้อนในช่วงเวลาที่มีการใช้พลังงานสูงสุด
การถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดในสภาวะโหลดสูงสุดเผยให้เห็นความผิดปกติทางความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากกิจกรรม PD ขั้นสูง ความแตกต่างของอุณหภูมิ > 5°C บนพื้นผิวฉนวนที่ขึ้นรูปเมื่อเทียบกับส่วนประกอบที่อยู่ติดกันบ่งชี้ถึงการเสื่อมสภาพที่กำลังเกิดขึ้นซึ่งต้องการการตรวจสอบทันที.

ขั้นตอนที่ 5 — ดำเนินการทำแผนที่ความต้านทานผิวบนชิ้นส่วนที่ต้องสงสัย
สำหรับส่วนประกอบที่ถูกตรวจพบโดยการตรวจจับเสียงหรือ UHF ให้วัดความต้านทานผิวที่จุดต่างๆ โดยใช้เครื่องทดสอบฉนวน 1000 V แผนที่ค่าความต้านทานทั่วเส้นทางครีป แสดงค่าที่อ่านได้ต่ำกว่า 10⁹ โอห์ม ยืนยันการติดตามอย่างใกล้ชิดและต้องการแยกส่วนประกอบ.

ขั้นตอนที่ 6 — ประเมินการประสานงานการป้องกันอาร์ค
ตรวจสอบว่าการตั้งค่ารีเลย์ป้องกันอาร์กคำนึงถึงเวลาเริ่มต้นของข้อผิดพลาดที่ลดลงซึ่งเกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของฉนวนแบบขึ้นรูป PD แล้ว เวลาตอบสนองการป้องกันอาร์กมาตรฐานของ < 40 มิลลิวินาที ต่อ iec-62271-2005 อาจจำเป็นต้องขันให้แน่นเพื่อ < 20 มิลลิวินาที ในส่วนที่มีการยืนยันกิจกรรมของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (PD) แล้ว เพื่อจำกัดพลังงานอาร์คให้อยู่ต่ำกว่าระดับที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างป้องกัน.

ขั้นตอนที่ 7 — เปลี่ยนใหม่ ห้ามซ่อมแซม
ส่วนประกอบฉนวนที่ขึ้นรูปซึ่งมีเส้นทางติดตามหรือความต้านทานผิวต่ำกว่า 10⁸ Ω ที่ได้รับการยืนยันแล้ว ไม่สามารถฟื้นฟูให้กลับมาใช้งานได้อย่างปลอดภัยด้วยการทำความสะอาดหรือการบำบัดผิว การเปลี่ยนใหม่เป็นวิธีแก้ไขที่เชื่อถือได้เพียงวิธีเดียว บันทึกโหมดความล้มเหลว ระบบเรซิน และประวัติการใช้งานเพื่อแจ้งข้อกำหนดในการอัปเกรดระบบกริดในอนาคต.

สรุป

การปลดปล่อยประจุบางส่วนบนพื้นผิวเรซินเป็นปัจจัยเร่งเงียบที่ทำให้เกิดการล้มเหลวของฉนวนแบบขึ้นรูปในระบบแรงดันสูง — โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างและหลังโครงการปรับปรุงระบบกริด ซึ่งตัวแปรในการติดตั้งและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าสร้างเงื่อนไขใหม่สำหรับการเริ่มต้น PD การแก้ไขปัญหาต้องอาศัยการตรวจจับแบบหลายชั้น ไม่ใช่การวัดจุดเดียวการประสานงานการป้องกันอาร์คต้องคำนึงถึงเส้นเวลาการเสื่อมสภาพที่เร่งโดย PD และเมื่อการติดตามยืนยันแล้ว การเปลี่ยนทดแทน — ไม่ใช่การแก้ไข — เป็นแนวทางที่รับผิดชอบเพียงอย่างเดียวในการดำเนินการต่อไป บูรณาการการตรวจสอบ PD เข้าไปในแผนการทดสอบการใช้งานทุกครั้งของการอัปเกรดกริด และปฏิบัติต่อเหตุการณ์การปล่อยครั้งแรกที่ตรวจพบเป็นจุดเริ่มต้นของการนับถอยหลัง ไม่ใช่เรื่องน่าสงสัย.

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการคายประจุบางส่วนบนฉนวนแบบขึ้นรูป

ถาม: ระดับ pC ใดที่บ่งชี้ถึงการเกิดการปลดปล่อยประจุบางส่วนที่เป็นอันตรายในฉนวนแบบขึ้นรูปแรงดันสูง?

A: ตามมาตรฐาน IEC 60270, ค่าประจุปรากฏที่เกิน 10 pC ที่แรงดันไฟฟ้า 1.2 × แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แสดงถึงกิจกรรมการเกิดไฟฟ้าสถิตที่ไม่สามารถยอมรับได้. ค่าที่อ่านได้สูงกว่าเกณฑ์นี้ที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน หมายความว่าผิวหน้าของเรซินกำลังเสื่อมสภาพอย่างรุนแรง และจำเป็นต้องดำเนินการแก้ไขปัญหาอย่างเร่งด่วน.

ถาม: สามารถตรวจจับการปลดปล่อยประจุบางส่วนบนพื้นผิวเรซินได้หรือไม่โดยไม่ต้องนำแผงออกจากระบบ?

A: ใช่ เซ็นเซอร์การปล่อยเสียงอะคูสติก (40–300 kHz) และเซ็นเซอร์ UHF (300 MHz–3 GHz) ทั้งสองสามารถตรวจจับลายเซ็นของ PD ผ่านแผงปิดล้อมได้โดยไม่ต้องตัดพลังงาน ทำให้เป็นเครื่องมือที่นิยมใช้สำหรับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในส่วนที่อัปเกรดระบบไฟฟ้าที่ยังใช้งานอยู่.

ถาม: การอัปเกรดกริดเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดการปลดปล่อยบางส่วนในฉนวนแบบหล่อสำเร็จรูปที่มีอยู่ได้อย่างไร?

A: การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มแรงกดดันของสนามไฟฟ้าบนพื้นผิวเรซินที่มีอยู่ — บางครั้งอาจเพิ่มขึ้นถึง 3 เท่าหรือมากกว่า แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นของ PD ที่อยู่เหนือระดับการทำงานอย่างปลอดภัยที่แรงดันไฟฟ้าเดิมอาจถูกเกินที่แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของพื้นผิวอย่างรวดเร็วและเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว.

ถาม: การป้องกันอาร์กสามารถป้องกันการเสียหายที่เกิดจากการลุกไหม้แบบแฟลชโอเวอร์ที่เริ่มต้นจากการคายประจุบางส่วนได้หรือไม่?

A: การป้องกันอาร์กจะจำกัดระยะเวลาและพลังงานของอาร์ก แต่ไม่สามารถป้องกันการลุกไหม้แบบแฟลชโอเวอร์ได้ เมื่อการป้องกันอาร์กทำงานแล้ว ฉนวนแบบขึ้นรูปได้ล้มเหลวไปแล้ว การตรวจสอบด้วย PD เป็นกลยุทธ์เดียวที่สามารถสกัดกั้นความล้มเหลวได้ก่อนที่การป้องกันอาร์กจะมีความจำเป็น.

ถาม: ระบบเรซินใดที่ให้ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากการคายประจุบางส่วนได้ดีที่สุด?

A: อีพ็อกซีไซโคลอัลลิฟาติกที่มีปริมาณสารเติม ATH ≥ 40% ให้เวลาในการล้มเหลวที่ยาวนานที่สุดภายใต้กิจกรรม PD ที่คงที่ — โดยทั่วไป 72 ถึง 120 เดือน เทียบกับ 18 ถึง 36 เดือนสำหรับอีพ็อกซีมาตรฐานที่ไม่มีสารเติม — ทำให้เป็นข้อกำหนดที่แนะนำสำหรับการปรับปรุงระบบไฟฟ้าแรงสูง.

  1. เข้าถึงมาตรฐาน IEC 60270 ที่สมบูรณ์สำหรับการวัดและตรวจสอบการปลดปล่อยบางส่วนในอุปกรณ์แรงดันสูง.

  2. เข้าใจว่ากระบวนการคาร์บอไนเซชันสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าและนำไปสู่การแตกตัวทางไดอิเล็กทริกในพอลิเมอร์ได้อย่างไร.

  3. เปรียบเทียบประสิทธิภาพทางไดอิเล็กทริกและความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมของระบบเรซินอีพ็อกซี่แบบไซโคลอะลิฟาติกกับระบบเรซินอีพ็อกซี่มาตรฐาน.

  4. สำรวจวิธีการที่เซ็นเซอร์ UHF จับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อระบุกิจกรรมการคายประจุบางส่วนในระบบที่มีพลังงาน.

  5. ทบทวนข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและเกณฑ์ประสิทธิภาพสำหรับการป้องกันอาร์คในสวิตช์เกียร์ที่ปิดด้วยโลหะภายใต้มาตรฐาน IEC 62271-200.

เกี่ยวข้อง

แจ็ค เบปโต

สวัสดีครับ ผมชื่อแจ็ค เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีประสบการณ์มากกว่า 12 ปีในระบบจ่ายไฟฟ้าและระบบแรงดันไฟฟ้าปานกลาง ผ่านทาง Bepto electric ผมแบ่งปันข้อมูลเชิงปฏิบัติและความรู้ทางเทคนิคเกี่ยวกับส่วนประกอบสำคัญของระบบโครงข่ายไฟฟ้า รวมถึงสวิตช์เกียร์ สวิตช์ตัดโหลด สวิตช์เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบสุญญากาศ ตัวตัดการเชื่อมต่อ และหม้อแปลงเครื่องมือ แพลตฟอร์มนี้จัดระเบียบผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นหมวดหมู่ที่มีโครงสร้างพร้อมภาพและคำอธิบายทางเทคนิค เพื่อช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเข้าใจอุปกรณ์ไฟฟ้าและโครงสร้างพื้นฐานของระบบไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น.

คุณสามารถติดต่อฉันได้ที่ [email protected] สำหรับคำถามเกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือการใช้งานระบบไฟฟ้า.

สารบัญ
แบบฟอร์มติดต่อ
🔒 ข้อมูลของคุณปลอดภัยและได้รับการเข้ารหัสแล้ว.