رشد ۴۱ درصدي پيشنهادهاي كاركنان برق منطقه اي باختر در سال ۹۷
اردیبهشت ۳۰, ۱۳۹۸كنترل مصرف برق ادارات تهران، اقدامي موثر در افزايش بهره وري انرژي پايتخت
خرداد ۴, ۱۳۹۸
کاغذهای آغشته شده به رزین (RIP) در حال حاضر یک راه حل ثابت شده برای بسیاری از برنامه های کاربردی است. گرچه این بوشینگ ها اغلب تحت عنوان “بدون نیاز به تعمیرات و نگهداری” خوانده می شوند، اما برخی از پارامترهای آن ها قبل از نصب و قرار گرفتن در سرویس و همچنین به طور منظم بعد از آن نظارت می شود. علاوه بر این، ارزیابی قابلیت اطمینان آن ها نیاز به درک برخی پارامترهای فیزیکی دارد، برخلاف بوشینگ هایی با کاغذ آغشته شده به روغن (OIP) که دارای هسته کندانسور جامد هستند.
این مقاله که از نسخهی ویرایش شدهی مقاله و ارائهی Bernhard Heil از HSP Hochspannungsgeräte در سال ۲۰۱۵ و در کنگره جهانی INMR در مونیخ آلمان (اکتبر ۲۰۱۵) تهیه شده است، پارامترهای مربوطه برای چنین ارزیابیهایی را مورد بحث قرار می دهد. نمونه هایی از این زمینه نیز برای نشان دادن چگونگی ارزیابی قابلیت اطمینان در مورد هر دو فناوریهای بوشینگ ارائه می شود. فناوری کاغذ آغشته شده به رزین (RIP) اکنون میتواند برای تقریبا تمام کاربردهای بوشینگ در صنعت برق استفاده شود. با این حال، از آنجا که هستهی کندانسور جامد است و حاوی روغن مانند آن چه که در بوشینگ نوع OIP است، نمیباشد. بنابراین در هنگام ارزیابی قابلیت اطمینان عملیاتی تفاوتهای عمدهای میان آنها وجود دارد.
نمونه هایی از انواع مختلف بوشینگهای RIP
ب
وشینگهای RIP ترانسفورماتور و دیواری در پست برق۸۰۰ کیلوولت Chuxiong در چین.
برای مثال، تحلیل گاز تجزیه شده (DGA) یک روش شناخته شده برای ارزیابی وضعیت بوشینگ OIP است. با این وجود، تجزیه جزئی بین لایه های درجه بندی، به عنوان یک شاخص تشخیصی برای این بوشینگ ها مشکل تر است. این امر به این دلیل است که مکانیزم شکست ممکن است بین دو اندازه گیری برون خط متوالی رخ دهد. بنابراین ممکن است که قبل از شکست کامل و ناگهانی، هیچ چیز غیر عادی مشخص نشود. در مقابل، در مورد بوشینگ های RIP هیچ تعاملی بین شکست جزئی محلی و بقیه هسته کندانسور وجود ندارد. با توجه به مواد جامد، هر شکست جزئی به محل خاص خود محدود می شود. به همین ترتیب، عمر باقی ماندهی یک بوشینگ RIP پس از اولین شکست جزئی معمولا خیلی طولانی تر از بوشینگ نوع OIP است. این بدان معنی است که تشخیص شکست جزئی در هنگام سنجش آفلاین ممکن است یک پارامتر مناسب برای ارزیابی قابلیت اطمینان باشد.علاوه بر ظرفیت، ضریب توان یک بوشینگ نیز یک پارامتر مناسب برای ارزیابی تشخیصی است. اما با توجه به طراحی متفاوت هستههای کندانسور، پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب قدرت برای بوشینگ های OIP و RIP متفاوت هستند. برای هر ارزیابی، باید از شرایط محیطی (مثلا ظرفیت بارگیری، دما) استفاده کرد. بعضی از پارامترها به یک شیوه در بوشینگهای OIP و RIP تحت تاثیر قرار میگیرند، در حالی که بعضی دیگر از آن پارامترها به طور متفاوتی تحت تاثیر قرار خواهند گرفت. بنابراین شناخت این پارامترهای تأثیرگذار برای هر ارزیابی مهم است.
پایه ی طراحی بوشینگ
به طور معمول، بوشینگ OIP با مقره هایی از جنس چینی مجهز شده اند، در حالی که بوشینگ های RIP دارای محفظهی عایقی کامپوزیتی هستند. هسته کندانسور با استفاده از کاغذ ساخته شده است که به طور مداوم با کمک فویل آلومینیومی در مکان های دقیق برای ایجاد درجه بندی خازنی میدان الکتریکی قرار میگیرند. پس از سیم پیچی، هسته با رزین اپوکسی شده (RIP) یا روغن (OIP) تحت خلاء و گرما قرار می گیرد. سیم پیچ کاغذ و فویل آلومینیومی در اطراف میله هادی.
به طور معمول، فاصله بین هسته کندانسور و عایق کامپوزیت خارجی در یک بوشینگ RIP با فوم پر شده است. با توجه به خاصیت هیدروفوبیکی محفظهی سیلیکونی، تمیز کردن قبل از اندازهگیری الکتریکی معمولا لازم نیست.
بوشینگ OIPبا عایق بندی چینی (سمت چپ)؛ بوشینگ RIP با عایق کامپوزیتی.
نمای برش داده شده از بوشینگ RIP با عایق کامپوزیت.
پیری
در شرایط کار عادی، پیری بوشینگ ناشی از تنش و فشار الکتریکی نسبت به ولتاژ اسمی آن در مقایسه با هرگونه اضافه ولتاژ است، به عنوان مثال رعد و برق یا عملیات کلیدزنی. سپس پیری زودرس می تواند به علت اضافه ولتاژ غیر قابل پذیرش و همچنین تنش گرمایی و نفوذ رطوبت، به سرعت افزایش یابد. سیستم های عایق OIP نسبت به گرمای بیش از حد حساس هستند. به عنوان مثال، با افزایش تنها ۶ درجه کلوین به بیش از حداکثر دمای عملیاتی، انتظار میرود که عمر طبیعی آن به نصف کاهش یابد. علاوه بر این، ورود رطوبت نیز منجر به تاثیر منفی در طول عمر آن میشود. در حقیقت، در صورتی که عایق در حال استفاده بسیار قدیمی باشد، کل سیستم ممکن است پس از هر ایراد جزئی شکست بخورد. این امر میتواند منجر به شکست فاجعه آمیز شود، یعنی بوشینگ و همچنین ترانسفورماتور آتش بگیرد.
شکست بوشینگ نوع OIP با طول عمر کاری بالا، در طول آزمایش در آزمایشگاه فشار قوی بدون هیچ گونه نشانه قبلی به علت افزایش ضریب قدرت از خدمات رسانی خارج شد. در این زمینه، احتمال شکست فاجعه بار وجود داشت.
شکست جزئی رخ داده در بوشینگ RIP در حین عملیات (راست). از آنجایی که این فقط یک شکست جزئی نیست، بلکه به چند لایه طبقه بندی میشود، این شکست احتمالا طی یک دوره زمانی طولانی رخ داده است. در حقیقت، این شکست در زمان خروج برنامه ریزی شده با افزایش ظرفیت خازنی تشخیص داده شده است. بنابراین، بوشینگ بدون شکست فاجعه بار جایگزین می شود.
پارامترهای مرتبط برای ارزیابی بوشینگ های OIP و RIP
به خوبی شناخته شده است که ضریب توان و DGA هر دو پارامترهای مناسب برای ارزیابی قابلیت اطمینان عملیاتی یک بوشینگ OIP هستند. با این حال، همانطور که قبلا بحث شده است، پارامترهای مربوط به یک بوشینگ RIP متفاوت است، و این مهم است که پارامتر ها و تاثیرات آنها را درک کنیم. شکست جزئی منجر به افزایش ظرفیت اصلی C1 میشود، و میزان افزایش وابسته به تعداد اتصال کوتاه در مقایسه با تعداد کل لایه های درجه بندی میباشد. هرچه سطح ولتاژ بوشینگ بالاتر باشد، درصورت شکست جزئی ، افزایش در C1 کمتر خواهد بود. بنابراین، پارامترهای تأثیرگذار بر ظرفیت C1 باید در هر ارزیابی، مخصوصا در ولتاژ بالاتر، مورد توجه قرار گیرند. حتی اگر اهمیت نسبی هر افزایش در C1 در ارزیابی OIP نسبت به بوشینگ های RIP متفاوت باشد، پارامترهای تأثیرگذار برای هر دو تکنولوژی مشابه هستند. مقدار C1 تحت تاثیر خازن و درجه حرارت قرار می گیرد. از آنجایی که ظرفیت خازنی یک پارامتر هندسی است، ثابت نگه داشتن تنظیمات، همچنان آن را ثابت نگه می دارد. بنابراین، اندازه گیری “fingerprint” پس از نصب بوشینگ در موقعیت نهایی آن بهترین مرجع برای اندازه گیری های بعدی است. وابستگی حرارتی C1 برای بوشینگهای OIP و RIP به ترتیب ۰٫۰۲۵٪ بر k و ۰۴٫۰۴٪ بر k است، و این معمولا تنها برای اختلاف دمایی بسیار زیاد صحت دارد. برای اندازه گیری های برون خطی، انحراف نتیجه عمدتا جزئی است و می تواند نادیده گرفته شود. شکل ۱ نشان دهندهی اندازهگیری برای یک بوشینگ با سن زیاد OIP گرم شده در فر با درجه های مختلف میباشد. وابستگی به دما از ۰٫۰۲۵٪ بر K باعث افزایش C1 از ۱٫۷۵٪ در هنگام حرارت دادن بوشینگ از ۲۰ ° C تا ۹۰ ° C، یعنی از ۴۰۶ pF تا ۴۱۳ pF است. وابستگی دما برای بوشینگ RIP تا حدودی بالاتر است (۰٫۰۴٪ بر K)، با این حال میتوان اغلب در اندازه گیری های برون خطی نادیده گرفته شود.
شکل ۱: وابستگی حرارتی C1 از یک بوشینگ OIP.
شکل ۲: تأثیر ظرفیت خازنی سرگردان بر C2 در مورد potential tap versus test tap
ظرفیت خازنی سرگردان بر شیر آزمایش تاثیر قویتری روی ظرفیت C2 نسبت به ظرفیت C1 دارد. این به این دلیل است که C2 از هسته کندانسور به مانند “اطراف بوشینگ” تشکیل شده است که توسط هندسه و شکل ترانسفورماتور و دیگر اجزای تشکیل دهنده تعیین و انتخاب میشود. در نتیجه، انحرافات بیشتری در C2 را میتوان انتظار داشت ، یعنی تا٪ ۵۰ از مقدار تست معمول. در مورد یک شیر پتانسیل برای بوشینگ IEEE، تأثیر ظرفیت خازنی سرگردان به طور قابل توجهی کاهش می یابد، زیرا ظرفیت C2 شیر پتانسیل توسط دو لایه طبقه بندی تحت تسلط قرار میگیرد. شکل ۲ نشان دهنده تاثیر ظرفیت خازنی سرگردان در C2 در مورد یک شیر پتانسیل و یک شیر آزمایش است. ضریب قدرت، پارامتر پیری برای بوشینگ OIP است و همچنین تحت تاثیر دما قرار دارد. در مورد بوشینگ نوع RIP، افزایش ضریب قدرت نشان دهندهی ورود رطوبت است، اما مقدار آن نیز وابسته به دما است. جدول ۱ پارامترهای مربوط به ارزیابیهای بالا و عوامل موثر بر این مقادیر را خلاصه می کند.
جدول ۱: پارامتر های مرتبط برای ارزیابی بوشینگهای OIP و RIO
| RIP | OIP | |
| · شکست جزئی
· ظرفیت خازنی سرگردان · دما: ۰۴/۰ % بر k |
· شکست جزئی
· ظرفیت خازنی سرگردان · دما: ۰۲۵/۰ % بر k |
C1 |
| · ظرفیت خازنی سرگردان | · ظرفیت خازنی سرگردان | C2 |
| · رطوبت
· دما |
· پیری
· دما |
ضریب قدرت C1 (%) |
| · رطوبت | · پیری | ضریب قدرت C2 (%) |
مطالعات موردی انجام شده توسط HSP ارائهی یک مرور کلی از شرایط معمول است که میتواند در هنگام ارزیابی بوشینگهای RIP مورد توجه قرار گیرد:
تاریخچه مورد ۱: افزایش C1 شکست جزئی
در سال ۲۰۰۸، سازنده بوشینگ در مورد یک اندازه گیری در طی یک خروج برنامه ریزی شدهی یک بوشینگ RIP مطلع گشت که این موضوع افزایش ۵۳٪ در ظرفیت C1 را به همراه داشت. این بوشینگ در مدت ۱۰ سال در حال عملیات بود و این اولین اندازه گیری و آزمایش پس از نصب آن بود. بر اساس اندازه گیری، نتیجه گیری شد که چندین شکست جزئی در آن رخ داده است.بوشینگ پس از آن جدا شد (یک بار تایید اندازهگیری در محل با استفاده از اندازهگیری الکتریکی انجام شد) و یک سوراخ در داخل هسته کندانسور یافت شد. سطح درونی این سوراخ کربنیزه شده بود و بنابراین لایههای درجه بندی شده در این قسمت اتصال کوتاه شده بودند. تعداد لایه های اتصال کوتاه با افزایش اندازه گیری ظرفیت C1 مطابقت داشت. تجزیه و تحلیل علت ریشه نشان داد که نقص جزئی از ابتدا واضح بوده است. این نقص باعث تخلیه جزئی و منجر به فرسایش رزین در منطقه آسیب دیده شد. با گذشت زمان، فرسایش افزایش یافت و در نهایت به سوراخ منجر شد. معمولا چنین نقص هایی در هسته کندانسور در طول آزمایشات معمولی پیدا می شود. با این حال، ممکن است که یک نقص جزئی شناسایی نشود، زیرا هر شکست جزئی، یک رویداد آماری است. بعدها، تحت تنش الکتریکی مداوم در طی یک دوره زمانی چند ساله، تخلیه جزئی و این حالت شکست شروع شد. جدول ۲: اندازهگیری در محل بعد از ۱۰ سال عملیات
| اندازهگیری در سال ۲۰۰۸(آزمایش در محل) | اندازهگیری در سال ۱۹۹۸(آزمایش رایج و معمول) | |
| ۹۵۴ | ۶۲۵ | C1 (پیکوفاراد) |
| ۳/۱۶ | ۶/۱۶ | C2 (پیکوفاراد) |
| ۵۲/۰ | ۴۳/۰ | ضریب قدرت C1 (%) |
| ۵۵/۰ | ۴۴/۰ | ضریب قدرت C2 (%) |
تاریخچه مورد ۲: انحراف C1 ← ظرفیت خازنی اشتباه
اگر هر انحراف کوچک در ظرفیت C1 مشخص شود، این برای ارزیابی مفید است، زیرا نه تنها یک، بلکه چندین بوشینگ نیز همانگونه اندازه اندازه گیری می شوند. جدول ۳ نتایج اندازهگیری را در ۹ بوشینگ ترانسفورماتور تازه تحویل داده شدهی GIS ارائه میدهد که در آن انحراف حدود ۵٪ یافت شد. پس از دریافت این اندازه گیری از مشتری، تنظیم آن ها با تنظیم آزمون معمول انجام شده توسط سازنده مقایسه شد. شکل ۳، تنظیمات مختلف را نشان می دهد. مصرف کننده بوشینگ را در یک مخزن بزرگ روغن نصب کرده بود و سمت گاز SF6 در هوا باقی ماند، زیرا تنها اندازهگیری ۱۰ کیلوولت انجام شد. در مقابل، برای آزمایش معمول در شرکت سازنده، بوشینگ در یک مخزن روغن کوچکتر نصب شده بود. از آنجا که بوشینگ برای آزمایش ولتاژ مورد آزمون قرار میگیرد، طرف SF6 نیز باید عایق بندی شود و این امر با استفاده از یک محفظهی اضافی پر شده از SF6 تحقق مییابد.جدول ۳: اندازه گیری بوشینگهای مختلف با مقایسهی انحراف C1
| اصلاحات (%) | انحراف (%) | مقدار C1 اندازهگیری شده به پیکو فاراد | ظرفبت نامی C1 به پیکو فاراد | شماره |
| ۵/۰- | ۹/۵- | ۲۲۷ | ۲۴۱ | ۱ |
| ۵/۰- | ۷/۵- | ۲۲۸ | ۲۴۲ | ۲ |
| ۱/۰- | ۵/۵- | ۲۲۸ | ۲۴۱ | ۳ |
| ۱/۱ | ۳/۴- | ۲۲۷ | ۲۳۷ | ۴ |
| ۶/۱ | ۹/۳- | ۲۳۴ | ۲۴۳ | ۵ |
| ۶/۱ | ۷/۳- | ۲۳۴ | ۲۴۳ | ۶ |
| ۴/۱- | ۵/۶- | ۲۲۴ | ۲۴۰ | ۷ |
| ۱- | ۲/۶- | ۲۲۵ | ۲۴۰ | ۸ |
| ۳/۱- | ۵/۶- | ۲۲۸ | ۲۴۴ | ۹ |
با توجه به تنظیمات مختلف، ظرفیت خازنی سرگردان نیز متفاوت است، هرچند که برای تمام بوشینگ ها برای آزمون معمول و اندازهگیری مصرف کننده، یک مقدار است. بنابراین، این منجر به یک انحراف سیستماتیک می شود که برای تمام بوشینگ ها ثابت میباشد، به طوری که پس از شناسایی این وضعیت، میتوان از این انحراف برای جبران انحرافات استفاده کرد. میانگین انحراف برای ۹ اندازه گیری محاسبه شده و به هر یک از تک تک اندازهگیری ها افزوده شد. نتیجه در سمت راست جدول ۳ نشان داده شده است. دیده می شود که انحراف در حال حاضر تنها در محدوده ای از -۱٫۴٪ تا +۱٫۶٪ می باشد.
شکل ۳: تنظیم مصرف کننده (سمت چپ) در مقابل تنظیم برای آزمون رایج در شرکت تولید.
مثال ۳: انحراف C1 ظرفیت خازنی اشتباه
با افزایش سطح ولتاژ یک بوشینگ، تعداد لایه های درجه بندی نیز افزایش مییابد. به این ترتیب، انحراف ظرفیت C1 در صورت شکست جزئی تنها با افزایش ولتاژ کاهش می یابد. اگر این انحراف در همان محدوده انحراف ناشی از ظرفیت خازنی سرگردان باشد، ارزیابی مشکل تر میشود. عکس زیر یک تنظیم معمول برای اندازهگیری کنترل یک بوشینگ (در این مورد یک بوشینگ دیواری ۸۰۰ کیلوولت) در مقایسه با تنظیم برای آزمون معمول و رایج را نشان می دهد. با توجه به تعداد زیادی از فویل درجه بندی، به سختی میتوان هر شکست جزئی را با تنظیم اندازهگیری کنترل تشخیص داد (اندازه گیری برای اندازه گرفتن٪ PF ایجاد شده است).
تنظیم معمول برای اندازهگیری کنترل (سمت چپ) در مقابل تنظیم برای آزمون معمول.
برای نشان دادن تأثیر تنظیم بر روی نتایج، اندازه گیری ها انجام شد که در اولین مورد بوشینگ در ۱ متر از سطح زمین پشتیبانی شد در حالی که دومین بوشینگ با استفاده از جرثقیل ۰٫۱ متر بلند شد. مقدار C1 اندازه گیری شده از ۷۵۶ pF به ۷۴۸ pF تغییر کرد – انحراف ۱٪. با توجه به تعداد زیاد لایه های درجه بندی شده – چنین انحرافی میتواند نشان دهنده شکست جزئی باشد. با این حال، این شرایط به وضوح توسط ظرفیت های خازنی سرگردان مختلف ایجاد شده بود. با این دو تنظیم اندازهگیری، یعنی تنظیم معمول برای اندازه گیری کنترل در مقایسه با تنظیم برای آزمون رایج، انحراف ظرفیت اندازه گیری C1 حتی بالاتر است. برای ارزیابی بیشتر، لازم است که اندازه گیری fingerprint با بوشینگ را در موقعیت نهایی خود داشته باشیم. این امر با افزایش سطح ولتاژ و همچنین کاهش تعداد بوشینگ ها که میتوانند با یکدیگر مقایسه شوند، مهم تر می شود.
جدول: در آزمون تنظیم، بوشینگ در ارتفاع ۱ متر از سطح زمین و به کمک جرثقیل در ارتفاع ۰٫۱ متر از سطح زمین پشتیبانی شد. اندازه گیری طرف داخلی (سمت چپ) و طرف باز (راست)
| Tan d C1 (%) | C1 (پیکوفاراد) | U (کیلوولت) | Tan d C1 (%) | C1 (پیکوفاراد) | U (کیلوولت) | |
| ۳۶/۰ | ۹۱۰ | ۲ | ۳۵/۰ | ۷۵۶ | ۲ | |
| ۳۶/۰ | ۹۱۰ | ۴ | ۳۵/۰ | ۷۵۶ | ۴ | |
| ۳۶/۰ | ۹۱۰ | ۶ | ۳۵/۰ | ۷۵۶ | ۶ | |
| ۳۶/۰ | ۹۱۰ | ۸ | ۳۵/۰ | ۷۵۶ | ۸ | |
| ۳۶/۰ | ۹۱۰ | ۱۰ | ۳۵/۰ | ۷۵۶ | ۱۰ |
| Tan d C1 (%) | C1 (پیکوفاراد) | U (کیلوولت) | Tan d C1 (%) | C1 (پیکوفاراد) | U (کیلوولت) | |
| ۳۶/۰ | ۹۰۰ | ۲ | ۳۶/۰ | ۷۴۸ | ۲ | |
| ۳۶/۰ | ۹۰۰ | ۴ | ۳۶/۰ | ۷۴۸ | ۴ | |
| ۳۶/۰ | ۹۰۰ | ۶ | ۳۶/۰ | ۷۴۸ | ۶ | |
| ۳۶/۰ | ۹۰۰ | ۸ | ۳۶/۰ | ۷۴۸ | ۸ | |
| ۳۶/۰ | ۹۰۰ | ۱۰ | ۳۶/۰ | ۷۴۸ | ۱۰ |
تاریخچه مورد ۴: انحراف C2 ظرفیت خازنی سرگردان
انحراف در C2 به شدت تحت تاثیر ظرفیت خازنی سرگردان به نسبت C1 و تغییر به انحراف بزرگ قرار میگیرد، بنابراین قابل قبول است. در مورد بوشینگهای ترانسفورماتور، این انحراف به طور عمده بوسیلهی اندازه های مختلف محفظههای آزمایشگاهی مورد استفاده برای آزمون معمول در مقایسه با برج های ترانسفورماتور ایجاد میشود. معمولا در هر نصب جدید چندین بوشینگ اضافه میشود و لذا انحراف اگر از طریق ظرفیت خازنی سرگردان رخ دهد، آشکار میشود. جدول ۴ نتایج اندازه گیری هر دو ظرفیت، C1 و C2 را برای سه بوشینگ ترانسفورماتور پس از نصب بر روی ترانسفورماتور نشان می دهد. مقادیر با نتایج آزمایش معمول مقایسه می شوند. همانطور که انتظار می رود، انحراف در C1 بسیار کوچک، اما ثابت است. مقادیر را میتوان برای حذف این انحرافات به طور کامل اصلاح کرد. انحراف C2 به ترتیب ۱۶٫۸٪، ۲۷٫۶٪ و ۳۱٫۲٪ است. اصلاح نیز میتواند انجام شود، اما با توجه به تفاوت های زیادی در انحراف تک تک آنها، این امر مفید نیست. در عوض، منطقی تر است که دامنه مورد نظر برای اندازهگیری C2 تعریف شود. با توجه به پیشنهاد سازنده، این محدوده ± ۵۰٪ است. برای اندازه گیری های بیشتر، مقادیر اندازه گیری fingerprint نیز باید برای مقایسه استفاده شوند. جدول ۴: آزمایش راه اندازی و سفارش ترانسفورماتور
| انحراف (%) | در محل | آزمایش معمول | ۱ # |
| ۳/۱- | ۱۱۷۴ | ۱۱۹۰ | C1 (پیکوفاراد) |
| ۸/۱۶ | ۲۹۵۴ | ۲۵۳۰ | C2 (پیکوفاراد) |
| انحراف (%) | در محل | آزمایش معمول | ۱ # |
| ۳/۱- | ۱۱۶۵ | ۱۱۸۰ | C1 (پیکوفاراد) |
| ۶/۲۷ | ۳۳۶۸ | ۲۶۴۰ | C2 (پیکوفاراد) |
| انحراف (%) | در محل | آزمایش معمول | ۱ # |
| ۳/۱- | ۱۱۷۴ | ۱۱۹۰ | C1 (پیکوفاراد) |
| ۲/۳۱ | ۳۱۴۷ | ۲۳۹۹ | C2 (پیکوفاراد) |
تاریخچه مورد ۵: افزایش٪ PF برای C1 نفوذ رطوبت
با توجه به این که هسته خازن بوشینگ RIP جامد است، برای انتهای محفظهی روغن یا برای طرف عایق گازی SF6 هیچ محفظهی اضافی لازم نیست. در عمل این قطعات توسط روغن ترانسفورماتور یا گاز SF6 برای GIS محافظت میشوند. با این حال برای حمل و نقل و ذخیره سازی، این قطعات باید حفاظت شوند چون RIP حساس به ورود رطوبت است. به طور معمول، اگر بوشینگ با توجه کمی نصب شود، کیسه ذخیره سازی برای کل بوشینگ با کیسه های خشک کن داخل کافی است. برای ذخیره سازی بلند مدت، یک مخزن محافظ برای انتهای بخش روغن، راه حل توصیه شده میباشد.
شکل ۴: رطوبت در طول ذخیره سازی در شرایط نامعلوم (افزایش٪ PF برای C1).
کیسه ذخیره سازی برای کل بوشینگ (سمت چپ) و مخزن محافظ برای بخش انتهایی روغن.
اگر یک هسته خازن RIP در معرض رطوبت قرار گیرد، یک حجم مشخصی از رطوبت جذب می شود و این بر ضریب قدرت تأثیر میگذارد. نفوذ رطوبت به میزان قابل توجهی بر حجم آن و مدت زمانی بوشینگ در معرض آن قرار بگیرد، بستگی دارد. شکل ۴ نتایج اندازه گیری چند بوشینگ ترانسفورماتور که در معرض شرایط آب و هوای طبیعی با کیسه های ذخیره ساز که تا حدی آسیب دیده اند، و برای مدت زمان چند هفته قرار گرفته اند، نشان می دهد. در مقایسه با نتایج آزمون معمول، انحراف سیستماتیک (افزایش) برای همه بوشینگ ها ناشی از درجه حرارت های مختلف و ایجاد انحراف اضافی برای بعضی از بوشینگها است.سپس بوشینگ با افزایش اضافی ضریب قدرت برای فرآیند خشک شدن به مدت سه روز در یک اجاق با دمای ۷۰ درجه سانتیگراد انتخاب شد. بعد از خنك كردن، ضریب قدرت دوباره اندازه گيري شد و سپس دیده شد که مقدار آن به مقدار نرمال كاهش يافت. این روش خشک کردن ممکن است برای چند روز دیگر ادامه یابد، اگر کاهش ضریب قدرت کافی نبود.
تاریخچه مورد ۶: افزایش٪ PF برای C1 دما
شکل ۵: وابستگی حرارتی ضریب قدرت و ظرفیت بوشینگ RIP.
جدول ۵: افزایش ضریب قدرت با دمای پایین
| انحراف اصلاح شده | ضریب قدرت اصلاح شده | انحراف (%) | C1 PD% اندازهگیری شده | مقدار نامی C1 PD% | شماره |
| ۶/۰ | ۳۳/۰ | ۲/۲۱ | ۴۰/۰ | ۳۳/۰ | ۱ |
| ۸/۴- | ۳۲/۰ | ۷/۱۴ | ۳۹/۰ | ۳۴/۰ | ۲ |
| ۸/۴- | ۳۲/۰ | ۷/۱۴ | ۳۹/۰ | ۳۴/۰ | ۳ |
| ۴/۴- | ۳۲/۰ | ۲/۱۵ | ۳۸/۰ | ۳۳/۰ | ۴ |
| ۴/۴- | ۳۲/۰ | ۲/۱۵ | ۳۸/۰ | ۳۳/۰ | ۵ |
| ۲/۷- | ۳۲/۰ | ۸/۱۱ | ۳۸/۰ | ۳۴/۰ | ۶ |
یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب قدرت، درجه حرارت است. از آنجایی که انحراف ناشی از درجه حرارت قابل برگشت است، تصحیح میتواند با محاسبه ضریب قدرت مربوطه در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد انجام شود. جدول ۵ نتایج شش بوشینگ دیواری را که در طول آزمایش راه اندازی در محل اندازهگیری شده است نشان می دهد. از آنجا که بوشینگ های دیواری برای هسته های کندانسور خود یک محفظهی کامل دارند، از هر گونه نفوذ و ورود رطوبت میتواند در امان باشد. با این حال، افزایش از ۱۱٫۸٪ به ۲۱٫۲٪ در مقایسه با نتایج آزمون معمول مشخص شد. دمای محیط در طول اندازه گیری در این مورد ۱۰ درجه سانتیگراد بود – به طور معنی داری کمتر از زمان آزمون معمول – که در حدود ۲۰ درجه سانتیگراد انجام میشود. ضریب قدرت معمولی کندانسور RIP به عنوان تابعی از درجه حرارت در شکل ۵ نشان داده شده است. با استفاده از ضریب توان در ۲۰ ° C و ۱۰ ° C (به عنوان مثال در محدوده متوسط)، ضریب اصلاح برای ۱۰ درجه سانتی گراد میتواند محاسبه شود. جدول ۵ ضریب توان تصحیح شده و همچنین انحراف از مقدار تصحیح شده در مقایسه با نتایج آزمون معمول را نشان می دهد. انحراف در حال حاضر از ۷٫۲٪ به ۰٫۶٪ کاهش می یابد. در شکل ۵، وابستگی ظرفیت خازنی به دما (۰٫۰۴٪ بر K) نشان داده شده است و مقادیر اندازه گیری شدهی C1 نیز میتواند به دمای ۲۰ درجه سانتی گراد اصلاح شود. جدول ۶ هر دو انحراف از آزمون معمول – مقادیر اندازه گیری شده و مقادیر اصلاح شده – را نشان می دهد. بدون اصلاح، انحراف C1 از -۳٫۳٪ تا -۱٫۵٪ است. با اصلاح، انحراف کاهش مییابد، با این حال همچنان از -۲٫۹٪ تا -۱٫۱٪ میباشد. بدیهی است، ظرفیتهای خازنی سرگردان تاثیر بیشتری بر روی C1 نسبت به درجه حرارت دارند و بنابراین هر اصلاح دما برای C1 معمولا میتواند حذف شود.
جدول ۶: کاهش ظرفیت C1 با دمای پایین.
| انحراف اصلاح شده | ضریب قدرت اصلاح شده | انحراف (%) | C1 PD% اندازهگیری شده | مقدار نامی C1 PD% | شماره |
| ۱/۱- | ۶۴۴ | ۵/۱- | ۶۴۱ | ۶۵۱ | ۱ |
| ۸/۲- | ۶۴۵ | ۲/۳- | ۶۴۲ | ۶۶۳ | ۲ |
| ۹/۲- | ۶۴۲ | ۳/۳- | ۶۳۸ | ۶۶۰ | ۳ |
| ۴/۲- | ۶۴۲ | ۷/۲- | ۶۳۹ | ۶۵۷ | ۴ |
| ۵/۲- | ۶۳۹ | ۹/۲- | ۶۳۶ | ۶۵۵ | ۵ |
| ۲/۲- | ۶۴۷ | ۶/۲- | ۶۴۴ | ۶۶۱ | ۶ |
تاریخچه مورد ۷: افزایش٪ PF برای C2 نفوذ رطوبت
همانطور که پیشتر مورد بحث قرار گرفت، نفوذ رطوبت بر روی ضریب قدرت تاثیر می گذارد و هر دو ضریب قدرت ممکن است تحت تاثیر قرار گیرند، ضریب قدرت C1 و ضریب قدرت C2. در مورد ضریب قدرت C2، باید توجه داشت که این مقدار نتنها از خود بوشینگ بلکه همچنین به عنوان مثال از روغن ترانسفورماتور داخل ترانسفورماتور ساخته میشود. اگر نفوذ رطوبت به طور عمده بخشی از هسته کندانسور نزدیک فلنج تاثیر بگذارد، ممکن است که افزایش قابل توجهی در ضریب قدرت C2 رخ دهد، در حالی که ضریب قدرت C1 تنها کمی افزایش خواهد یافت. عکس زیر هسته کندانسور بوشینگ را نشان میدهد که برای ارزیابی پس از ذخیره سازی نادرست خارجی که در معرض باران قرار گرفته بود، به شرکت سازنده برگردانده شد. بخش انتهایی روغن با پلاستیک پوشیده شده بود، اما این پوشش فلنج بدون هیچ گونه آب بندی خاصی بود.
هسته کندانسور RIP پس از ذخیره سازی تحت باران و بدون حفاظت مناسب
جدول ۷: افزایش ظرفیت C2 به دلیل نفوذ رطوبت
| ضریب قدرت پس از خشک شدن | C2 PD% اندازهگیری شده | مقدار نامی C2 PD% | شماره |
| ۱ | ۹/۲ | ۱ | ۱ |
| ۱/۱ | ۳/۲ | ۱ | ۲ |
| ۱/۱ | ۴/۲ | ۱ | ۳ |
| ۲/۱ | ۱/۲ | ۹/۰ | ۴ |
| ۱ | ۷/۲ | ۱ | ۵ |
| ۱/۱ | ۳/۲ | ۹/۰ | ۶ |
در نتیجه، رطوبت اجازه ورود به هسته کندانسور نزدیک فلنج را پیدا نمود. لایه زمین در این منطقه بخشی داخلی هسته کندانسور را محافظت میکند و بنابراین ضریب توان C1 به مقدار زیادی افزایش نمی یابد. اما ضریب توان C2 به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است، تا تقریبا سه برابر مقدار آزمون معمول (جدول ۷ را مشاهده کنید). همان روش خشک کردن ذکر شده در بالا نیز انجام شد و نتیجه برای اندازه گیری ضریب توان C2 نیز در جدول ۷ نشان داده شده است. تقریبا تمام بوشینگها به مقادیر اصلی خود از آزمون معمول بازگشتند.
نتیجه گیری
طراحی پایه بوشینگ OIP و بوشینگ RIP یکسان است، اما برخی از تفاوت های خاصی وجود دارد که منجر به پارامتر های مختلف پیری در هر یک از انواع نامبردهی بوشینگ میشوند. برای یک بوشینگ OIP، افزایش ضریب قدرت یک پارامتر پیری شناخته شده است. علاوه بر این DGA نیز می تواند اطلاعات مفیدی را در مورد قابلیت اطمینان ارائه دهد. هر افزایش در ظرفیت C1 نشان دهنده شکست جزئی است. اما، اولین شکست جزئی ممکن است به طور مستقیم شکست کامل عایق، و به دنبال شکستی فاجعه بار را به دنبال داشته باشد. بنابراین C1 واقعا پارامتری مناسب برای تحلیل و بررسی پیری نیست.
برای بوشینگ RIP ، هر شکست جزئی به محل خاص خود بدون ارتباط با سایر قسمتهای هسته کندانسور محدود میشود. این به دلیل این واقعیت است که هسته کندانسور در مقایسه با بوشینگ OIP، جایی که گازهای تولید شده و روغن آلوده میتواند به کل هسته کندانسور توزیع شود، به صورت جامد است. همچنین بوشینگ RIP حاوی روغن نیست و بنابراین هیچ پیری روغن نمیتواند رخ دهد. در عوض، هر افزایشی در ضریب قدرت، نه به طور مستقیم ولی از طریق رطوبت میتواند موجب پیری و به تبع آن میتواند باعث تضعیف عایق شود. این معمولا به بوشینگهای نصب شده مربوط نمیباشد ، اما ممکن است در شرایط ذخیره سازی نامناسب قبل از نصب رخ دهد. با یک روش خشک کردن مناسب، رطوبت هستهی کندانسور میتواند برداشته شود. برای هر دو نوع بوشینگ OIP و RIP ، اگر مقدار اندازه گیری شده با مقادیر تست روتین مقایسه شود، باید از ظرفیت های خازنی سرگردان استفاده نمود. اندازه گیری fingerprint، پس از نصب بوشینگ در موقعیت نهایی خود، بهترین مرجع برای تمام اندازه گیری های بعدی است. هر دو، ضریب قدرت و خازن به دما وابسته اند. هر انحراف از ضریب قدرت را میتوان با استفاده از یک عامل تصحیح جبران کرد. برای خازن، جبران سازی میتواند انجام شود، با این حال، این امر معمولا لازم نیست زیرا تفاوت ناشی از درجه حرارت تنها مقداری جزئی است. بهترین ارزیابی را زمانی میتوان انجام داد که چندین بوشینگ و نه تنها یک بوشینگ اندازهگیری شود. در این حالت، نتایج اندازهگیری را میتوان با هم مقایسه کرد.
