Как абиотические факторы повреждают трансформаторные вводы и как это предотвратить

Что делать в первую очередь: практический ответ

Если вы подозреваете, что абиотический фактор создает нагрузку на ввод трансформатора, расставьте приоритеты в действиях, которые уменьшают диэлектрическое напряжение и предотвращают слежение за поверхностью, пока вы подтверждаете состояние с помощью данных.

• Очистите и высушите поверхность втулки. (особенно после тумана, соляных явлений или пыльных бурь) и восстановить характеристики утечки.
• Проверьте наличие точек доступа (ИК-сканирование верхнего соединения ввода, фланца и точки отвода/контроля) и исправьте ослабленные или корродированные соединения.
• Тренд электрического здоровья (емкость и коэффициент мощности/дельта тангенса в зависимости от базовой линии ввода), чтобы обнаружить проникновение влаги или ухудшение изоляции.
• Осмотрите уплотнения и указатели уровня масла. (для типов OIP) и немедленно устраняйте утечки, чтобы предотвратить попадание влаги.
• Если индикаторы состояния внезапно подскочили , уменьшить загрузку или удалить из эксплуатации в соответствии с вашими критериями полезности; резкие изменения часто важнее абсолютных значений.

Последовательность «сначала стабилизировать, потом диагностировать» — это самый быстрый способ контролировать риск, одновременно определяя, является ли первопричина абиотическим фактором (окружающая среда) или проблемой установки/старения.

Абиотические факторы, которые чаще всего подвергают нагрузке трансформаторный ввод

Абиотический фактор – это любой неживой фактор окружающей среды. Для вводов эти факторы изменяют прочность изоляции внешней поверхности и состояние внутренней диэлектрики.

На практике комбинациями самого высокого риска являются «проводящее загрязнение, влага» (соль/загрязнение плюс туман или роса) и «термоциклическое старение уплотнений» (тепло днем, охлаждение ночью, повторяющееся годами).

Как абиотический стресс приводит к поломке втулки

Отслеживание поверхности и перекрытие

Когда соль или промышленная пыль образуют проводящую пленку, намокание (туман, дождь, конденсат) может создать ток утечки по поверхности ввода. Локальный нагрев сушит небольшие полосы, заставляя напряжение «шагать» по сухим участкам. Этот процесс ускоряет эрозию и отслеживание до тех пор, пока не станет вероятным перекрытие - часто во время пиков влажности ранним утром.

Ухудшение внутренней диэлектрики и попадание влаги

Циклическое изменение температуры и УФ-излучение могут привести к затвердеванию прокладок и герметичных уплотнений. Как только уплотнение ухудшится, влага может проникнуть во втулку (особенно конструкции из пропитанной маслом бумаги), смещая диэлектрические потери вверх и повышая риск частичного разряда. Ключевым диагностическим признаком является изменение шага по емкости и/или коэффициенту мощности по сравнению с историческими базовыми показателями ввода.

Термические точки из-за коррозии соединений

Прибрежная среда и промышленная атмосфера ускоряют коррозию зажимов и разъемов. Даже небольшое увеличение контактного сопротивления может привести к появлению видимой горячей точки при ИК-сканировании под нагрузкой. Горячие точки часто предшествуют напряжению изоляции, поскольку тепло мигрирует в верхнюю часть ввода и область уплотнения.

Практический вывод: абиотические факторы редко действуют в одиночку: загрязнение окружающей среды обычно требует влаги, чтобы стать электрически опасным, а термоциклирование обычно требует времени, чтобы разрушить уплотнения, достаточные для того, чтобы обеспечить путь проникновению влаги.

Контрольный список полей, который можно выполнить за одно посещение

Используйте этот контрольный список, чтобы быстро решить, является ли доминирующей причиной внешнее загрязнение, внутреннее изменение диэлектрика или проблема с соединением/механическими неполадками.

1. Визуально: обратите внимание на меление, полосы остатков, трещины и любые масляные пятна на фланце или нижней границе раздела фарфор/полимер.
2. Проверка безопасности прикосновения (в соответствии с вашими процедурами): проверьте герметичность и состояние разъемов, коронирующих колец и компонентов выравнивания.
3. ИК-сканирование под нагрузкой: обратите внимание на повышение температуры на верхней клемме, зажиме, фланце и точке отвода/контроля.
4. Косвенный тест состояния поверхности: оцените, насколько быстро поверхность смачивается (потеря гидрофобности) после запотевания или выпадения росы.
5. Обзор электрических тенденций: сравните последние значения емкости и коэффициента мощности/дельты тангажа с базовыми показателями ввода и предыдущим сезоном.
6. Корреляция с окружающей средой: проверьте, возникают ли сигналы тревоги/вспышки после тумана, шторма или определенного направления ветра (соляные брызги или промышленные шлейфы).

Если проблема в основном во внешнем загрязнении , обычно наблюдаются большие отложения и проблемы, вызванные событиями (время тумана/дождя). Если проблема внутренняя , самым сильным сигналом является аномальный тренд (особенно внезапные изменения), даже если поверхность выглядит приемлемой.

Варианты проектирования и смягчения последствий, соответствующие абиотической среде.

Увеличение утечки и улучшение характеристик поверхности при загрязнении

• Выбирайте вводы с путем утечки, соответствующим степени загрязнения площадки и частоте смачивания.
• Рассмотрите возможность использования силиконовых корпусов или силиконовых покрытий там, где важно сохранение гидрофобности (прибрежный туман, промышленные зоны).
• Добавьте или проверьте коронирующие/регулирующие кольца, чтобы уменьшить локальное поверхностное напряжение, особенно при более высоких напряжениях.

Контролируйте пути проникновения влаги во влажный или велосипедный климат.

• Укажите надежные системы уплотнений и проверьте материалы фланцевых прокладок на соответствие температурному диапазону места эксплуатации (старение под действием УФ-излучения).
• Для конструкций с кранами расширения масла или контрольными кранами убедитесь, что крышки, прокладки и сапуны (где применимо) поддерживаются во избежание проникновения влаги.
• Относитесь к повторяющимся незначительным утечкам как к проблеме надежности, а не как к косметической проблеме: небольшие утечки могут предшествовать диэлектрическим изменениям, вызванным влажностью.

Уменьшите нагрев соединений в агрессивных средах.

• Используйте соответствующие покрытия/материалы и антиокислительные составы в соответствии с практикой производителя.
• Внедряйте периодическую проверку крутящего момента там, где распространены вибрация, термоциклирование или коррозия.
• Результаты Trend IR при сопоставимой нагрузке; сосредоточиться на меняется со временем а не отдельные абсолютные температуры.

Индикаторы состояния: какие данные наиболее убедительны

Чтобы связать проблему с трансформаторным вводом с абиотическим фактором, вам нужны измерения, которые (1) имеют тенденцию с течением времени и (2) коррелируют с воздействием окружающей среды.

Электрические тенденции (емкость и коэффициент мощности/тангенс дельта)

Коммунальные службы часто обнаруживают, что внезапное отклонение от базовой линии является самым сильным предупредительным сигналом. Например, если емкость ввода была стабильной в течение многих лет, а затем заметно менялась между двумя испытаниями, такая картина соответствует внутренним изменениям (попаданию влаги, частичному разрушению слоя или механическому перемещению), а не просто нормальному старению.

Инфракрасное сканирование (термическое поведение соединений и фланцев)

В качестве конкретного примера: даже небольшое увеличение сопротивления соединения может привести к значительному увеличению нагрева, поскольку нагрев масштабируется с квадратом тока (P = I²R). При высокой нагрузке краевой зажим может стать постоянной горячей точкой, что часто усугубляется коррозией, вызванной солями.

Частичные разряды и акустические/ультразвуковые исследования

При высокой влажности или после значительных циклических изменений температуры мониторинг частичных разрядов может помочь отличить «поверхностную активность» от повреждения внутренней изоляции. Повторение одного и того же исследования в аналогичных погодных условиях делает связь с окружающей средой более ясной.

Лучшая практика для доверия: представить как минимум три согласованных сигнала — триггер окружающей среды (туман/соль/жара), физический признак (остаток/утечка/горячая точка) и тренд измерения (PF/емкость/PD).

Примеры сценариев, которые связывают абиотические факторы с исправлениями

Прибрежная подстанция с проблесками на рассвете

Схема: поездки группируются вокруг утреннего тумана; на втулках видны полосы остатков соли и быстрое повторное загрязнение после очистки. Набор исправлений: увеличьте частоту промывки в сезон туманов, улучшите характеристики поверхности (гидрофобный корпус/покрытие), а также проверьте путь утечки и выравнивающее оборудование. Показатель результата: меньше сигналов тревоги, вызванных событиями, и уменьшенная индикация тока утечки после событий намокания.

Горячий объект с высоким уровнем УФ-излучения и растущими диэлектрическими потерями

Характеристика: материалы уплотнителей становятся хрупкими; появляются незначительные просачивания; последующие испытания показывают рост показателей диэлектрических потерь по сравнению с базовым уровнем. Набор исправлений: замените/обновите уплотнительные компоненты при отключении электроэнергии, проверьте целостность крана/крышки и ужесточите меры по контролю влажности. Показатель результата: стабилизация трендовых значений по сезонам, а не просто разовая «хорошая» проверка.

Коридор промышленного загрязнения с повторяющимися отметками на поверхности

Картина: темные отложения плюс влажность; видимые следы/эрозии на сараях; нет убедительных доказательств внутренних изменений в тенденциях. Набор исправлений: целевой график мойки, стратегия нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение окружающей среды, а также улучшенная защита объекта или управление воздушным потоком, где это возможно. Показатель результата: уменьшение видимого прогресса отслеживания и меньше помех в сырую погоду.

Планирование технического обслуживания: интервалы, отражающие абиотическое воздействие

Общий интервал технического обслуживания часто неэффективен, поскольку интенсивность абиотического фактора сильно различается в зависимости от места. Практический подход состоит в том, чтобы распределить техническое обслуживание по уровням в зависимости от загрязнения и частоты смачивания.

Качество решений улучшается, когда вы формализуете «дельта-правила». Вместо того, чтобы полагаться на один порог «пройдено/не пройдено», определите триггеры, основанные на отклонении от базового уровня (например, заметное скачкообразное изменение между раундами тестирования) в сочетании с контекстом окружающей среды (сезон туманов, жара, выпадение соли).

Заключение

Воздействие абиотического фактора не является фоновым шумом — это основной фактор, влияющий на надежность трансформаторных вводов при проектировании и обслуживании. Согласовав выбор вводов (утечка и материалы поверхности), контроль влажности (уплотнения и реакция на утечки) и мониторинг, основанный на фактических данных (испытания, ориентированные на тенденции, и исследования IR/PD), вы существенно снижаете риск пробоя и обнаруживаете внутренний износ достаточно рано, чтобы принять меры.