تشخیص نفوذ رطوبت

ورود رطوبت دلیل اصلی خرابی برقگیر در زمین است و هنگامی که یک سیستم نظارت بر برقگیر قادر به شناسایی آن باشد، این یک مزیت اساسی به شمار می­رود. به منظور بررسی تأثیر رطوبت داخل برقگیر بر جریان نشتی برقگیر ، یک آزمایش آزمایشگاهی انجام شد. چهار سانتیمتر آب عمداً درون یک برقگیر ریخته شد. یک نظارت هوشمند برقگیر smartCOUNT بر روی برقگیر نصب شد. سپس ولتاژ به برقگیر وصل شد و جریان نشتی برای چند ساعت ضبط نوشته شد. در مرحله بعد ، برگیر در داخل یک اجاق نصب شد و تحت فشار ولتاژ و دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد قرار گرفته است تا توزیع رطوبت در هسته برقگیر افزایش یابد (شکل ۲۴).

شکل ۲۴: برقگیر در تست نفوذ رطوبت (سمت چپ) ، پشته­ی کوچک واریستور مرطوب (راست)

در طول آزمایش در دمای اتاق ، پیک جریان در مقدار اسمی آن یعنی حدود ۱۰۰۰μA باقی مانده و جریان مقاومتی، مقدار خود را در حدود ۱۴۰μA حفظ کرده است. با گرم کردن برقگیر تا ۴۰ درجه سانتیگراد ، تبخیر آب داخلی تسریع شد. پس از ۵ ساعت در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد ، دمای برقگیر کاملاً بالا رفت و آب در کل پشته واریستور توزیع شد. جریان پیک به بیش از ۱۴ میلی آمپر افزایش یافته و به دلیل خشک و مرطوب شدن مکرر پشته واریستور، نوسان دارد (شکل ۲۵). تأثیر کمتری در نشت مقاومتی به دلیل کم بودن محتوای هارمونیک سوم سطح جریان مشاهده شد ، همانطور که در شکل ۲۶ نشان داده شده است.

شکل ۲۵: جریان پیک با افزایش رطوبت در داخل برقگیر

شکل ۲۶: جریان مقاومتی با افزایش رطوبت در داخل برقگیر

به طور خلاصه ، برخورد نفوذ را می­توان به راحتی تعیین کرد، زیرا منجر به جریان­های پیک بسیار زیاد اما تغییرات کم در جریان مقاومت در داخل برقگیر می­شود.

کشف MOV های معیوب

دومین اختلال عملکرد شایع در برقگیرها ، واریستور آسیب دیده یا تخریب شده است. بلوک های معیوب MOV عموماً ولتاژهای مرجع کمتر، تلفات توان راکتیوی بالاتر و در نتیجه جریان های مقاومتی و خازنی بالاتر را نشان می دهند. نقص عملکرد یک بلوک MOV در داخل یک برقگیر فشار قوی ، تنها بر تغییرات جزئی در جریان نشتی مقاومت و خازنی تأثیر می­گذارد، اما تنش ولتاژ را به تمام بلوک های MOV دیگر افزایش می­دهد. سپس پیری سریع در بلوک های دیگر اتفاق می افتد و این می­تواند به یک جریان نشتی در حال افزایش منجر شود. برای شبیه سازی این رفتار و آزمایش چگونگی رفتار جریان نشتی در این موارد ، آزمایشی بر روی برقگیر با بلوک های MOV معیوب (که قبلاً در تست های تخلیه خط دارای اضافه بار انجام شده بودند) انجام شد. برای تحقق این هدف، بلوک های MOV سالم برقگیر سالم با بلوک­های معیوب در ۴ مرحله جایگزین شد جریان نشتی با یک نظارت بر برقگیر هوشمند smartCOUNT ثبت شد (شکل ۲۷).

شکل ۲۷: جدول: روش آزمایش با بلوک های MOV معیوب

مرحله ۱ نمایانگر یک برقگیر سالم با ۶ بلوک MOV است. جریان پیک در ۱۰۰۰μA و جریان مقاومتی در ۳۰μA پایدار ماند. در مرحله ۲، یک بلوک MOV با یک بلوک کمی آسیب دیده تعویض شد تا بتواند آسیب جزئی MOV را شبیه سازی کند. جریان پیک هنوز نماینده جریان خازنی است و متناسب با افزایش تنش ولتاژ است. جریان مقاومتی فقط کمی تغییر می کند. مرحله ۳ شامل تبادل یک بلوک MOV سالم دیگر با یک بلوک به شدت آسیب دیده است. این منجر به افت قابل توجه ولتاژ مرجع و به تبع آن افزایش بیشتر جریان پیک می­شود. در رابطه با این ، اتلاف توان بالا می­رود و جریان مقاومتی به بیش از ۵۰۰٪ مقدار نامی آن افزایش می یابد، زیرا نسبت ولتاژ در این مرحله مطابق با عملکرد یک برقگیر در نزدیکی ولتاژ Uc است، جایی که مشخصه ولتاژ – جریان بسیار غیر خطی می شود. مقادیر جریان هنوز در برابر این مقادیر تقریباً پایدار بودند. مرحله ۴ شامل تبادل واریستور دیگر برای ایجاد وضعیتی است که در آن تنش ولتاژ تک واریستورهای منفرد بالاتر از حد مجاز ولتاژ کار مداوم آن باشد. اتلاف توان در برقگیر مقدار زیادی گرما تولید می­کند ، که محفظه برقگیر قادر به انتقال آن به هوای محیط نیست. جریان مقاومتی و پیک به طور پیوسته در حال افزایش هستند. برقگیر در حال حاضر در حالت ناپایداری حرارتی قرار دارد. جریان نشتی مقاومتی اکنون تقریباً ۹۰۰٪ مقدار نامی و جریان پیک ۵۰۰٪ مقدار نامی آن (شکل ۲۸ و ۲۹) است.

شکل ۲۹: تغییر نسبی در جریان نشتی در یک آزمایش MOV معیوب

شکل ۲۸: جریان در تست MOV معیوب

این سناریو رفتار یک پشته ZnO که به آرامی در حال خراب شدن است را نشان می­دهد ، و در نهایت منجر به ناپایدای حرارتی می شود، البته اگر آسیب به موقع تشخیص داده نشود. جریان نشتی مقاومتی در برابر صدمه به واریستور ZnO بسیار حساس است و به وضوح بیانگر اتلاف توان و در نتیجه سلامت برقگیر است. تخریب ZnO تنها شرط آن است که جریان مقاومتی را بطور قابل توجه و دائمی افزایش می­دهد.

توصیه­هایی برای تحلیل و بررسی صحیح برقگیر

سرانجام تجربیات به دست آمده در خلاصه زیر ارائه شده است که می­تواند به عنوان راهنمایی برای تفسیر داده های اندازه گیری شده از جریان مورد استفاده قرار گیرد. فرضیات موردی احتمالاً در این زمینه متفاوت خواهند بود. توصیه ها و موارد زیر ممکن است به تصمیم گیری برای نگهداری برقگیر کمک کند.

• برای برآورد صحیح از سلامت برقگیر ، بسیار مهم است به جای مقایسه مقادیر مطلق با آستانه حداکثر جریان، روند جریان نشتی مشاهده شود.
• در صورت بروز علائم مختلف در همان زمان ممکن است موارد به اشتباه انتخاب شوند.
• در صورت اتفاق افتادن دوباره، اثرات جریان نشتی حلقوی یا گذرا (مانند آلودگی برقگیر) باید کنترل شود، و فاصله زمانی ورود به سیستم با داده­ی کم را انتخاب کنید (کمتر از ۱ روز)
• هنگام اندازه گیری با فرکانس ورود به سیستم مساوی یا بیشتر از ۱ روز، توصیه می شود اندازه­گیری در شب انجام شود تا از تأثیر نور خورشید جلوگیری شود.
• اگر وضعیت مشخص نیست ، با سازنده برقگیر تماس بگیرید و یا برقگیر را بازرسی کنید.

مورد ۱

افزایش ناگهانی در پیک جریان ، بعداً به مقدار پایین باز می­گردد و هیچ تاثیری در جریان مقاومتی ندارد.

برقگیر خوب است! برقگیر می­تواند تحت تأثیر باران باشد. وضعیت آب و هوای گذشته در منطقه، که محل قرارگیری برقگیر است را بررسی کنید. اگر بارانی ثبت نشده باشد، ممکن است برقگیر در اثر رطوبت ، مه ، شبنم و یا آلودگی متاثر شود. در صورت تکرار اثر ، محفظه برقگیر را برای آلودگی سطح بررسی کنید.

مورد ۲

افزایش های دوره­ای و افت به مقدار جریان پیک ، افزایش مقدار افت مداوم و تأثیر اندک بر جریان مقاومتی.محفظه برقگیر احتمالاً با نمک ، خاک ، مواد شیمیایی و غیره آلوده شده است. برای جلوگیری از ردیابی فرسایش یا تخلیه الکتریکی، برقگیر را تمیز کنید. جریان نشت پس از تمیز کردن به مقدار اسمی باز می گردد. برقگیر خوب است!

مورد ۳

جریان مقاومتی و پیک آن به صفر سقوط می­کند.خط از مدار خارج شد. هنگامی که ولتاژ به خط اعمال شد، جریان نشت باید به مقدار اسمی آن افزایش یابد. برقگیر خوب است!

مورد ۴

جریان مقاومتی و پیک به مقدار بسیار کمی سقوط می­کند.ولتاژ در سراسر برقگیر کاهش یافته است. خط احتمالاً با خطای زمین متاثر می شود. هنگامی که خطای زمین برطرف شود ، جریان باید به مقدار اسمی خود افزایش یابد. (نگرانی از شبکه ایزوله شده) برقگیر خوب است!

مورد ۵

جریان مقاومتی و پیک جریان برای مدت معینی افزایش می یابد و سپس به مقدار نامی خود باز می گردد.ولتاژ در سراسر برقگیر افزایش یافته است. خط دیگری از سیستم احتمالاً تحت تأثیر خطای زمین است. هنگامی که خطای زمین برطرف شود ، جریان باید به مقدار نامی آن برگردد. (نگرانی از شبکه ایزوله شده) برقگیر خوب است!

مورد ۶

افزایش روزانه و سقوط به مقدار جریان مقاومتی ، جریان پیک تحت تأثیر قرار نمی­گیرد.مقادیر اندازه گیری شده با عملکرد غلبه بر دمای بیش از حد جبران می­شوند. برقگیر یا دستگاه اندازه­گیری احتمالاً تا حدودی سایه دار شده است یا نوع برقگیر اشتباه به دستگاه اندازه گیری اختصاص داده شده است (مدل دمای انتخاب شده اشتباه است). برقگیر خوب است!

مورد ۷

جریانهای پیک نوسان بسیار زیادی دارد، تغییرات در جریان مقاومت کم و هیچ گونه آلودگی در سطح برقگیر مشاهده نمی شود.برقگیر خوب نیست! ممکن است برقگیر با نفوذ رطوبت به خطر افتاده باشد. برقگیر را از نظر آلودگی سطح بررسی کنید و در صورت لزوم آن را تمیز کنید. اگر جریان نوسانات متوقف نمی­شود ، فوراً برقگیر را تعویض کنید تا از شکست خطرناک برقگیر جلوگیری کنید.

مورد ۸

افزایش مقدار پی در پی جریان نشتی مقاومتی و جریان نشتی خازنی ، هیچگونه آلودگی و رطوبتی شناسایی نشده است.برقگیر خوب نیست! برقگیر ممکن است حاوی بلوک های MOV معیوب باشد. مکرر برقگیر را بررسی کنید. با سازنده آن مشورت کنید. قبل از رسیدن جریان مقاومتی به حداکثر آستانه­ی داده شده، برقگیر را جایگزین کنید.