بوشینگ­ها اجزای بسیار قابل اعتمادی هستند. با این حال، در صورت عدم موفقیت، نتیجه اصلی، خرابی یک ترانسفورماتور قدرت است که نه تنها ضررهای مالی سنگین دارد بلکه چالش­هایی را نیز برای جبران واحد از دست رفته به اپراتور سیستم تحمیل می­کند.

از آنجایی که شکستن زودرس هر بوشینگ بسیار نامطلوب است، انجام هر کاری ممکن برای جلوگیری از چنین نتیجه­ای مهم است. این مقاله INMR، بر اساس مشارکت انصار دیس ، توماس شوت و یان سیزیوزسکی از ABB، استراتژی هایی را برای مدیریت یک ناوگان بوشینگ در طول عمر خود برای کاهش خطر خرابی و جلوگیری از خرابی های توسعه یافته­ی سیستم پیشنهاد داده اند.

 

مروری بر تکنولوژی بوشینگ

این بوشینگ­های ولتاژ بالا این روزها از نوع خازنی هستند – همچنین به عنوان بوشینگ با درجه خازنی عالی شناخته می­شوند. آن­ها برای کاهش حداکثر تنش میدانی و بهینه سازی توزیع میدان در هر دو جهت محوری و شعاعی هنگام عبور از یک ترانسفورماتور زمین شده طراحی شده اند.

سه فناوری اصلی برای بوشینگ­های کندانسور در طول سال­ها تحول یافته­اند. نوع کاغذ باند شده به رزین (RBP) اکنون بیش از یک قرن است که مورد استفاده قرار گرفته است.

با این حال، روند سیم پیچی برای این نوع به طور معمول تحت خلاء انجام نمی­شود و هوا می تواند در داخل هسته به دام بیفتد، و پس از پالایش، حفره ها را تشکیل می­دهند. بوشینگ­های RBP به همین دلیل عاری از تخلیه جزئی نمی­باشد و تمایل به نشان دادن ضریب تلفات از بین ۵/۰ تا ۷/۰ دارند (در مقایسه با کمتر از ۴/۰ بودن برای فن آوری های مدرن تر بوشینگ). برخی از بوش های RBP همچنین حاوی روغن معدنی برای عایق بندی هستند، که می­تواند به اطمینان از اعتبار این واحدها تا پایان عمر خدمات مورد نظر آن منجر شود. علاوه بر این، از آنجا که هسته های RBP از گاز منسجم نیست، نمی­توان از آنها در برنامه های مربوط به دستگاه ­های عایق شده با SF6 استفاده کرد. با توجه به تمام موارد ذکر شده، این فناوری در مرحله نهایی قرار گرفته است.دومین فناوری بوشینگ، نوع کاغذ آغشته به روغن (OIP) است که به دلیل هزینه خرید نسبتاً کم، هنوز هم در بازار امروز حاکم است. در اینجا، هسته کندانسور با روغن معدنی ترانسفورماتور آغشته شده و درون یک محفظه ساخته شده از پرسلن یا عایق کامپوزیت قرار داده می­شود تا در برابر ورودی رطوبت مهر و موم شده باشد. بوشینگ های OIP با کیفیت بالا می­توانند برای ایجاد تلفات خازنی کم تولید شوند و عاری از تخلیه­های جزئی باشند. با این حال، هسته کندانسور در طول عمر خود در یک محیط مایع باقی می­ماند و ممکن است گاه به گاه نشتی در اطراف واشر ایجاد شود. همچنین، در صورت خرابی الکتریکی داخلی، فشار داخلی بالا به سرعت می­تواند ایجاد شود، که اغلب منجر به انفجار می خواهد شد.آخرین فناوری پیشرفته برای بوشینگ­های کندانسور، طبق اکثر صنایع، هنوز هم با استفاده از کاغذ آغشته به رزین (RIP) است. بوشینگ­های RIP از یک هسته سیم پپیچ ساخته شده از کاغذ اصلاح نشده با کرپ تشکیل شده است که سپس با یک رزین اپوکسی قابل اصلاح آغشته می شود. برای کاربردهای فضای باز از یک محفظه عایق چینی یا کامپوزیت استفاده می شود. بوشینگ­های RIP تعدادی از مزایای فنی زیر را دارا می­باشند:• کاملاً خشک و بدون فشار؛• داشتن کلاس درجه حرارت بالاتر؛• بدون تخلیه جزئی؛• تلفات دی الکتریک کم؛• مقاوم در برابر آتش ، و• دارای خواص مکانیکی برجسته.

اگرچه معمولاً در مقایسه با انواع OIP ، هزینه اولیه بالاتری را به همراه می­آورد، اگر کاهش تعمیرات و نگهداری و نیاز کمتری به نظارت را نیز در نظر بگیریم، فناوری RIP می­تواند هزینه چرخه عمر پایین تری را ارائه دهد.

مشکلات مربوط به بوشینگ منجر به حدوداً ۱۲ درصد از خرابی های ترانسفورماتور­های قدرت می شود.

 

در حال حاضر فن آوری­های جدیدتری ارائه شده­اند که شبیه به RIP هستند اما به دلیل جایگزینی کاغذ با مواد مصنوعی، مزایای دیگری را ارائه می دهند. انواع مصنوعی آغشته به رزین (RIS) یکی از چنین فناوری هایی است و این بوشینگ­ها با ضریب تلفات دی الکتریک بسیار کم (تانژانت δ) مشخص می­شوند – معمولاً زیر ۳۵/۰٪ است. طراحی الکتریکی و فرایند آغشته سازی بدون خلأ، مشابه طراحی بوشینگ­های RIP ، امکان ایجاد یک فعالیت بدون هیچگونه تخلیه جزئی حتی با دو برابر ولتاژ عملیاتی فاز حداکثر زمین را فراهم می کند.

در حالی که عملکرد اولیه RIS قابل مقایسه با بوشینگ های مدرن RIP است، بر خلاف سبک­های RIP که در برابر رطوبت آسیب پذیر هستند و در صورت عدم استفاده و نگهداری به صورت درست ضریب تلفات افزایش می یابد، انواع RIS از این خطر مصون هستند. بنابراین نیاز به مراقبت کمتری دارند. به طور مشابه، نمی­توان رد کرد که مقدار بالای آب در روغن ترانسفورماتور قدیمی ممکن است به بوشینگ RIP نفوذ کرده و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار دهد. بوشینگ های RIS در حین کار از این خطر رنج نخواهند برد و این یکی دیگر از عواملی است که باعث افزایش طول عمر در مقابل سایر فن آوری­ها شود. از آنجایی که بوشینگ های RIS بدون هزینه ای اضافی برای حفظ در برابر رطوبت قابل ذخیره­سازی هستند، انتظار می رود که هزینه های چرخه عمر آن حتی پایین تر از مدل های RIP باشد. در همین راستا، آن­ها نوید تبدیل شدن به انتخابی مطلوب را برای آن دسته از تأسیسات که انتخاب بوشینگ­ها را براساس یک فلسفه بلند مدت انتخاب می­کنند، ارائه می دهند.

 

نقش بوشینگ در خرابی ترانسفورماتور

بوشینگ ها از مهمترین مؤلفه های ترانسفورماتور قدرت هستند و شواهد و مدارک زیادی وجود دارد که نشان می­دهد آن­ها یکی از مهمترین آغازگرهای خرابی هستند. به عنوان مثال، به طور متوسط​​، خطر خرابی بزرگ ترانسفورماتور قدرت فرض می شود که حداکثر ۱ درصد در سال خدمات باشد. علاوه بر این، تخمین زده می شود که ۱۰٪ از خرابی های ترانسفورماتور منجر به آتش سوزی جدی شود، به این معنی که این خطر در هر سال خدمات رسانی به اندازه ۱/۰٪ است. تقریباً ۵۰٪ از آتش سوزی های جدی ترانسفورماتور با خرابی بوشینگ های OIP آغاز می شوند و بنابراین ، و به همین دلیل ، به درستی به عنوان علت اصلی آتش سوزی ترانسفورماتور طبقه بندی می­شوند. به عنوان مثال، یک کارگروه CIGRE (A2.37) مشخص کرد که برای خدمات تأسیسات که در آلمان، اتریش، سوئیس و هلند کار می­کنند ، معمولاً مسئولیت حدود ۱۲٪ از خرابی های عمده ترانسفورماتور را بوشینگ­ها بر عهده دارند. این تجزیه و تحلیل به ترانسفورماتورهایی با ولتاژ سرویس بالای ۱۰۰ کیلوولت محدود شده است و تقریباً ۱۷٪ رشد یافته است.

شکل ۱: تجزیه و تحلیل موقعیت خرابی ترانسفورماتور در برخی از کشورهای اروپایی. (سمت چپ) کل جمعیت، (سمت راست) ترانسفورماتور انتقال با ولتاژ خدمات نامی بیشتر از ۱۰۰ کیلوولت.

 

ارزیابی خطر

هنگام انجام ارزیابی مناسب ریسک ، مهم است که نه تنها احتمال شکست بلکه تأثیر خسارت ناشی از عدم موفقیت را نیز در نظر بگیرید. به عنوان یک رویکرد سیستماتیک اولیه، کاهش احتمال شکست به خودی خود مهم است. اگر احتمال عدم موفقیت به یک سطح قابل قبول کاهش یابد (مثلاً به دلایل اقتصادی یا فنی)، تأثیر شکست باید به یک سطح مطلوب کاهش یابد.

خرابی بوشنیگ نوع OIP علت اصلی آتش سوزی ترانسفورماتور است.

با فرض اینکه نرخ خرابی ترانسفورماتور از روش معروف “منحنی وان حمام (bath tub curve)” پیروی می­کند، باید میزان شکست در آغاز و پایان عمر ترانسفورماتور افزایش یابد. با انجام یک تست پذیرش کامل در کارخانه، احتمال خرابی های اولیه تمایل زیادی به کاهش دارد زیرا مواد “از قبل تحت فشار قرار می­گیرند”. همچنین نشان داده شده است که ، تا پایان عمر مورد انتظار خود ، احتمال خرابی ترانسفورماتور به سرعت افزایش می یابد.

احتمال آتش سوزی جدی که با خرابی ترانسفورماتور ایجاد شده است بستگی به فن آوری بوشینگ درگیر دارد. از این نظر، بوشینگ­های OIP احتمالاً در مقایسه با بوشینگ­های RIP احتمال ایجاد آتش سوزی جدی­تری در ترانسفورماتور دارند. همچنین انتخاب مواد عایق در فضای باز بر شدت هرگونه خرابی تأثیر می­گذارد.

فن آوری OIP هنوز هم در بازار امروزی بوشینگ­های کندانسور حکم فرماست ، عمدتا به دلیل کم هزینه بودن.

 

مکانیسم پیری و خرابی بوشینگ ترانسفورماتور

براساس تجربه میدانی طولانی مدت با فناوری های معروف بوشینگ، موارد زیر تخمینی است. توزیع علل ریشه قابل شناسایی که نیاز به تعمیرات اساسی و یا تعویض بوش دارد:

 

• نشت ۸۰٪ (فقط برای بوشینگ­های حاوی روغن درون عایق)• زوال ۱۳٪ از عایق• ۷٪ خسارت مكانیكی (عمدتا به مقره های چینی)علاوه بر این، پیری یک بوشینگ ترانسفورماتور عمدتا تحت تأثیر عوامل زیر است:• دمای زیاد و تغییر دما• چرخه های بار زیاد و مکرر (مانند نیروگاه های ذخیره پمپ)• اضافه ولتاژ / گذرا (کلیدزنی، رعد و برق، هارمونیک)• نشت که منجر به ورود رطوبت می­شود• نشت روغن (فقط OIP) – از بین رفتن عایق / خواص دی الکتریک• آلاینده های خورنده در روغن (فقط برای OIP)• ترک های مویرگی (انواع بوشینگ­های RBP ) که منجر به تخلیه جزئی می­شود• تخلیه جزئی

پیر شدن بوشینگ ترانسفورماتور تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله چرخه دما و بار.

ارزیابی جامع از وضعیت بوشینگ اغلب به یک ارزیابی کیفی محدود می­شود. این درحالی است که، برای اکثر نصب ها، عوامل فوق همیشه و بطور سیستماتیک رعایت نشده اند. در شرایط عادی، امید به زندگی برای بوشینگ RBP بیشتر از ۲۵ سال و بیش از ۳۰ سال برای بوشینگ­های OIP و RIP فرض می شود.

البته ، ارزیابی “پایان عمر” آماری است. این بدان معنا نیست که پس از رسیدن به پایان عمر، یک شکست فوری وجود خواهد داشت بلکه احتمال شکست افزایش می یابد. در واقع، گزارش­هایی از بوشینگ­های RBP وجود دارد که بیش از ۳۵ سال بدون مشکل در خدمت هستند. با این وجود، باید در نظر داشت که سیستم با عایق پیر در برابر فشار زیاد ولتاژ خارجی مصون نیست – به ویژه هنگامی که در معرض رعد و برق یا عملیات کلیدزنی گذرای بیش از حد قرار بگیرند. در حالی که حوادث مشابه ممکن است در گذشته مشکلی ایجاد نکند ، همان تنش هنگام افزایش سن می­تواند تخلیه جزئی مضر را ایجاد کند که در نهایت منجر به خرابی می شود.

روش مدیریت ناوگان بوشینگ ترانسفورماتور

اولویت بندی مقرون به صرفه در یک استراتژی جایگزینی ناوگان کلی بوشینگ نیاز به در نظر گرفتن عوامل مختلفی دارد، به عنوان مثال نه تنها وضعیت بوشینگ فردی بلکه تأثیر آن بر سیستم و آسیب احتمالی در تجهیزات و پرسنل در صورت خرابی ترانسفورماتور حائز اهمیت است. در زیر یک رویکرد صریح و روشن وجود دارد که می تواند به عنوان راهنمایی در مورد چگونگی تنظیم استراتژی مدیریت ناوگان بوشینگ، با تمرکز اصلی در کاهش خطرات فوق الذکر ، مورد استفاده قرار گیرد.

بوشینگ­­های RIS در معرض خطر نفوذ رطوبت به مواد عایق خود به دلیل ذخیره­سازی نامناسب یا روغن ترانسفورماتور کهنه هستند.

 

مرحله ۱: شناسایی و خوشه بندی ناوگان بوشینگ نصب شده

به طور سنتی، تأسیسات همیشه توجه زیادی روی مشخصات بوشینگ ترانسفورماتور نکرده اند. این امر به شرایطی منجر شده است که انواع مختلف بوشینگ از تولید کنندگان مختلف را می­توان در یک ناوگان ترانسفورماتور یافت.

از آنجا که همه بوشینگ­ها خطر شکست یکسانی را ندارند، توصیه می­شود با ایجاد “خوشه” از انواع بوشینگ مشابه شروع کنید. به عنوان مثال، در دهه ۱۹۷۰، برنامه های تأسیسات در آلمان، فرانسه، ایرلند، کلمبیا و آفریقای جنوبی تلاش برای استاندارد سازی ناوگان بوشینگ خود را آغاز کردند. معیارهای خوشه و دسته­بندی کردن معمول برای بوشینگ ها شامل موارد زیر می­شود: • سطح ولتاژ• سطح جریان• فن آوری• سن• نوع ترانسفورماتور• اهمیت پست که بوشینگ در آن نصب شده است

سپس می­توان زیر معیارهای فردی را در هر خوشه خاص اضافه کرد تا تجزیه و تحلیل دقیق تری انجام شود. همچنین مهم است که بوشینگ­های یدکی را در چنین ارزیابی­هایی قرار دهید، زیرا ذخیره نادرست می­تواند منجر به نقص بوشینگ شود (به عنوان مثال هسته کندانسور خشک شده در بوشینگ OIP در صورت ذخیره شدن به صورت عمودی، منجر به ورود رطوبت و غیره می­شود). خوشه بندی مناسب شامل تخصیص واضح و مشخص از هر بوشینگ به همراه شماره سریال جداگانه ، نقشه مربوط به آن و برگه­ی داده­های الکتریکی است.

در بوشینگ های OIP احتمال آتش سوزی در ترانسفورماتور بیشتر از بوشینگ های RIP  می باشد .

  مرحله ۲: ارزیابی خطر ناوگان بوشینگ نصب شدهبه طور کلی ، دو روش برای انجام ارزیابی خطر از ناوگان نصب شده بوشینگ وجود دارد:

 بر اساس سن

با فرض اینکه یک ترانسفورماتور دارای طول عمر ۴۰ تا ۶۰ سال و دارای بوشینگی با طول عمر بیش از ۲۵ سال باشد ، توصیه می­شود پس از گذشت نیمی از عمر ترانسفورماتور ، بوشینگ را تغییر دهید. در چنین حالتی، ارزیابی دقیق از وضعیت بوشینگ واقعاً ضروری نیست.

بر اسا اندازه­گیری فیزیکی

از آنجا که جایگزینی پرهزینه است، بسیاری از تأسیسات تأمین مالی “مربوط به پول” را به تأخیر می اندازند و تصمیم می­گیرند قبل از تعویض، وضعیت بوشینگ را ارزیابی کنند. اندازه­گیری­های زیر روش های تعیین شده­ای برای ارزیابی شرایط است:

ضریب تلفات

هرگونه افزایش در ضریب اتلاف منجر به زوال دی الکتریک بیشتر بوشینگ می­شود. دمای عملیاتی بوشینگ به دلیل افزایش تلفات افزایش می­یابد، که این منجر به افزایش بیشتر ضریب تلفات می­شود. در طولانی مدت ، چنین فرایندی منجر به تجاوز از حد پایداری حرارتی شده و منجر به خرابی دی الکتریک در هسته کندانسور می­شود. هرچه ولتاژ بوشینگ بیشتر باشد ، حساسیت به افزایش مقدار ضریب تلفات بیشتر می­شود.

علل افزایش ضریب اتلاف ممکن است شامل رطوبت در اثر نشت، ورود رطوبت ناشی از روغن ترانسفورماتور؛ یا پیری کاغذ (عمدتاً برای فناوری OIP) باشد. احتیاط اضافی هنگام تفسیر نتایج اندازه­گیری ضریب تلفات به این دلیل واقعیت است که باید استفاده شود:• ضریب اتلاف در دمای کار به طور قابل توجهی بالاتر از ضریب تلفات در دمای محیط است (شکل ۲ را ببینید).

شکل ۲: ضریب اتلاف معمولی بسته به دمای بوشینگ و سطح رطوبت است.

 

• ضریب اتلاف باید نزدیک به حداکثر دمای مجاز مواد عایق بندی خاص اندازه گیری شود تا از پایداری حرارتی بوشینگ در شرایط عملیاتی اطمینان حاصل شود.

به طور خاص، مورد دوم نیاز به اندازه­گیری در درجه حرارت ۹۰ درجه سانتیگراد را دارد، زیرا این اطلاعات بیشترین ارزش را برای ارزیابی وضعیت بوشینگ فراهم می­کند. متاسفانه، چنین اندازه­گیری همیشه در شرایط معمولی سایت عملی نیست.از طرف دیگر، اندازه­گیری در دمای اتاق نیز اغلب کافی نیست زیرا این امر و سطح فرکانسی ۵۰ هرتز به تنهایی برای تشخیص قابل اعتماد افزایش سطح رطوبت در بوشینگ، کافی نیست. اندازه­گیری در محدوده فرکانس گسترده تر، اطلاعات بیشتری را ارائه می دهد، به عنوان مثال با استفاده از پاسخ فرکانسی دی الکتریک (DFR). با این حال، برخی از همبستگی را می­توان بین اندازه­گیری ۵۰ هرتز، مانند مقادیر درجه حرارت بالا در ضریب تلفات و مقادیر کم فرکانس آن در دمای اتاق مشاهده کرد. روش های مختلفی در این زمینه نظیر طیف سنجی دامنه فرکانس (FDS) یا اندازه­گیری دامنه زمانی (به عنوان مثال PDC جریان قطبی سازی جریان قطبی) ارائه شده است. ترکیبی از هر دو برای تشخیص مقدار رطوبت بحرانی در عایق با استفاده از اندازه گیری که در کمترین زمان ممکن امکان پذیر است مناسب تر خواهد بود.

ذخیره بوشینگ های یدکی در آفریقای جنوبی (سمت چپ) و نیوزلند.

لازم به ذکر است که مواد عایق بوشینگ نه تنها از یک تولید کننده دیگر متفاوت است بلکه ممکن است بین مدل های مختلف بوشینگ ارائه شده توسط همان تولید کننده نیز متفاوت باشد. جداول عمومی با ویژگی­های وابسته به فرکانس “معمولی” از زمانی که تصمیم گیری صرفاً بر اساس یک اندازه گیری وابسته به فرکانس انجام می شود، دارای ارزش محدودی هستند. با این حال، هنگامی که یک اندازه­گیری مشابه در ابتدای عمر بوشینگ (اندازه گیری اثر انگشت در سایت) انجام شده است، پس از آن این نوع اندازه­گیری وعده می­دهد که مبنای مناسبی برای نظارت و ارزیابی بوشینگ آینده جامد در طول عمر آن شود.

در صورت شک، همیشه توصیه می شود با یک نصب کننده بوشینگ تماس گرفته شود و از یک فرآیند ارزیابی مناسب درخواست پشتیبانی کنید. همکاری با OEM با تولید طولانی و سابقه تحقیق و توسعه، انتخاب خوبی در هنگام برنامه ریزی یک استراتژی نظارت و ارزیابی بوشینگ است. با توجه به موارد فوق، توصیه ها عبارتند از:• اندازه گیری اثر انگشت در دمای مشخص و ثبت شده ، در فرکانس های مختلف ، برای ارزیابی وضعیت بوشینگ بعداً ضروری است.• دما در طول اندازه گیری های بعدی باید با دمای اندازه­گیری­شده در اثر انگشت برابر باشد. ثابت زمانی حرارتی یک بوشینگ بزرگ می­تواند بسیار بزرگ باشد و از ۴۸ ساعت تجاوز کند و بنابراین تثبیت دمای داخل هسته اصلی کندانس مجاز است. در صورت عدم امکان  پشتیبانی از OEM ها برای تفسیر نتایج توصیه می­شود، زیرا آن­ها مدل و ابزار لازم برای تصحیح اثرات دما را دارند.• حتی اگر افزایش مقادیر ضریب اتلاف و C1 / C2 حاکی از افزایش رطوبت با احتمال زیاد باشد، عدم وجود چنین افزایش هایی نمی­تواند تضمین کند که وضعیت مواد عایق بوشینگ خوب است، به خصوص اگر فقط اندازه گیری های ۵۰ هرتز انجام شود.

ضریب تلفات – وابستگی به ولتاژ

در صورت امکان، ضریب اتلاف باید در یک محدوده ولتاژ وسیع تر اندازه­گیری شود ، به عنوان مثال از ۲ کیلوولت تا ۱۲ کیلوولت. اگر ضریب تلفات با افزایش ولتاژ ثابت نباشد، این به طور معمول نشانگر خطا در اتصالات با ولتاژ بالا یا فویل زمین است.

خازن

افزایش مقدار ظرفیت خازن یک اشاره است که در هسته کندانسور خرابی جزئی وجود دارد. سپس تنش میدانی در داخل بوشینگ افزایش می­یابد و در نهایت ممکن است منجر به خرابی کامل داخلی عایق هسته کندانسور شود. علل خرابی درونی ممکن است:• ولتاژ بیش از حد (رعد و برق ، عملیات کلیدزنی راکتور ، هارمونیک).• تخلیه جزئی.• آلودگی و حباب­های باقیمانده از فرآیند تولید؛• زوال مواد عایق.

 

تجزیه و تحلیل گاز محلول

DGA فقط در بوشینگ­های OIP امکان پذیر است و بوشینگ­های مدرن OIP با یک شیر آزادسازی روغن مجهز شده­اند که می­توان از آن نمونه کمی روغن گرفت. این اندازه گیری، با این حال، باید با احتیاط انجام شود زیرا بسیاری از خرابی های بوشینگ اندکی پس از گرفتن نمونه گزارش شده است. یکی از دلایل اصلی این امر استفاده مجدد واشر به جای تعویض یک مورد جدید بود. این اجازه می دهد تا رطوبت به درون بوشینگ نفوذ کند.

نمونه روغن از بوشینگ آماده تست DGA.

نشت ها عامل اصلی برای تعویض بوشینگ و نیاز به تعمیرات اساسی است. اگر دریچه خروج روغن وجود نداشته باشد برای گرفتن نمونه روغن باید بوشینگ باز شود. در صورت عدم انجام صحیح این موضوع، این خطر نشتی افزایش می­یابد. علاوه بر این، گرفتن چندین نمونه روغن به مرور زمان باعث کاهش سطح روغن داخل بوشینگ می شود.

تخلیه جزئی

تخلیه جزئی در صورت وجود نقص در عایق الکتریکی مانند حفره ها ، ترک ها یا لایه لایه شدن رخ می دهد و هر یک از این موارد می­تواند منجر به تخریب مواد عایق الکتریکی شود. بوشینگ هایی با عایق جامد (یعنی RBP ، RIP یا RIS) نسبت به بوشینگ های OIP که عایق مایع دارند نسبت به تخلیه جزئی حساس تر هستند. در یک ماده عایق جامد ، تخلیه جزئی اجازه می دهد تا نقص از طریق عایق پخش شود تا اینکه در یک قطعه جزئی یا کل عایق رخ دهد. در مقابل، در بوشینگ با عایق مایع، جریان همرفتی روغن ناشی از دماهای مختلف روغن باعث جابجایی نقص موجود در بوشینگ ها در یک فرآیند “خود بهبودی” می شود.

بازرسی بصری

هرگاه بوشینگ ارزیابی شود، معاینه بصری نیز باید انجام شود. جدول ۱ مروری بر این اندازه گیری های مختلف تشخیصی که برای بوشینگ­های ترانسفورماتور توصیه می شود ، ارائه شده­است. برای تفسیر مناسب از نتایج، بسیار مهم است که قبل از اینکه یک ترانسفورماتور در خدمت رسانی قرارگیرد، اندازه گیری اولیه اثر انگشت انجام شود. در هنگام اندازه گیری اثر انگشت، دمای هسته کندانسور و تنظیم تست باید به درستی تعیین و ثبت شود. علاوه بر این، اندازه­گیری در فواصل زمانی توصیه شده برای هر نوع بوشینگ خاص برای تعیین روند اندازه­گیری و همچنین سرعت هرگونه پیری لازم است. برخی از خدمات این اندازه گیری ها را در یک چرخه ۵ ساله انجام می شود و برخی دیگر بطور مکرر. فواصل مناسب به نوع بوشینگ ، سن و تأثیر ارزیابی شده از هرگونه نارسایی زودرس بستگی دارد.

* فقط با تجهیزات اندازه­گیری آنلاین مناسب ممکن است. به طور کلی لازم نیست قبل از پایان عمر آن­ها برای بوشینگ­های نوع RIP / RIS انجام شود و این فقط یک توصیه است.

اندازه­گیری اثر انگشت در دمای مشخص شده و در فرکانس های مختلف

لازم است که وضعیت بوشینگ را بعدا ارزیابی کند

 

مرحله ۳: تعریف سبک بوشینگ برای جایگزینی ناوگان نصب شده

تأسیسات اجازه دارند از انواع مختلف بوشینگ تولید شده توسط توایدکنندگان متفاوت برای ناوگان خود و همچنین ذخیره سازی آن ها برای استفاده در مواقع ضروری استفاده کنند. این تأثیر منفی بر سرمایه در گردش خالص دارد و منجر به افزایش ذخیره و همچنین هزینه های مجدد انبار می شود. بنابراین ، هر استراتژی جایگزینی برای ناوگان بوشینگ باید به صورت ایده آل شامل کاهش انواع مختلف بوشینگ برای رفع این مشکل باشد. یک گروه بندی بیشتر در داخل خوشه به کاهش تغییر در انواع بوشینگ کمک خواهد کرد. همچنین لازم به ذکر است که نگهداری بیش از حد آن­ها نه تنها هزینه های بیشتری را ایجاد می­کند بلکه این خطر را ایجاد می­کند که ذخیره سازی نادرست باعث آسیب و یا حتی خرابی یک بوشینگ شود. فناوری جدید بوشینگ RIS آسانتر است و بنابراین می­تواند به کاهش چنین هزینه هایی کمک کند. معیارهای گروه بندی خوشه در تلاش برای کاهش تنوع بوشینگ شامل موارد زیر است:

• سطح ولتاژ• سطح جریان• ابعاد مشابه

تجربه نشان داده است که ” تلاش بیش از حد” برای قرار دادن بوشینگ­های بیشتر در یک خوشه و در نتیجه کاهش تعداد تغییرات، اغلب استراتژی کم هزینه تری است. انحراف­های کوچک در ابعاد اغلب با استفاده از آداپتورهای ارزان قیمت، می­تواند جبران شود ، به عنوان مثال توسعه­ی مختلف ترانسفورماتور جریان را با آداپتور جبران می کند که می­تواند بین بوشینگ و ترانسفورماتور قرار گیرد.

 

مرحله ۴: تنظیم برنامه جایگزینی مبتنی بر خطر برنامه تعویض بوشینگ باید براساس میزان اهمیت پست در داخل سیستم کلی باشد. برای تعیین درست ریسک، فقط ارزیابی احتمال خرابی بوشینگ کافی نیست. اندازه گیری های انجام شده در مرحله ۲ به عنوان پایه ای برای پیش بینی احتمال شکست است. برای ارزیابی تأثیر سیستم ممکن است معیارهای زیر در نظر گرفته شود:• اهمیت پست / نیروگاه به شبکه.• خسارت ثانویه احتمالی در صورت بروز خرابی / آتش سوزی ترانسفورماتور.• خطری که پرسنل در داخل و خارج از نیروگاه با آن روبرو هستند.• نوع نیروگاه / پست (به عنوان مثال GIS FT VFT ، ایستگاه ذخیره سازی با پمپ توان – بسیاری از تغییرات بار).

 

مرحله ۵: اجرای استراتژی جایگزینی ناوگان بوشینگ

برای تعویض بوشینگ، ترانسفورماتور باید از سرویس خارج شود. چنین خارج شدنی معمولاً با بهسازی ترانسفورماتور ترکیب می­شود تا حداقل خرابی حاصل شود. نوسازی ترانسفورماتور معمولی شامل اقداماتی برای تمدید عمر مانند تجدید محافظت در برابر خوردگی، آب بندی مجدد ، تصفیه روغن ترانسفورماتور و غیره می باشد. بوشینگ یدکی نیز باید در همان زمان تعویض شود تا خطر در دسترس نبودن بوشینگ یدکی قدیمی در موارد اضطراری بوجود نیاید.

یک رویکرد ساختاری و جامع برای جایگزینی ناوگان قدیمی بوشینگ، خطر خرابی و خرابی ترانسفورماتور را کاهش می دهد.

 

نتیجه­ گیری

یک رویکرد ساختاری و جامع برای تعویض ناوگان قدیمی بوشینگ، خطر خرابی و خرابی ترانسفورماتور همراه را کاهش می دهد. با توجه به اینکه بوشینگ­های خراب شده (عمدتا بوشینگ­های OIP) یکی از دلایل اصلی آتش سوزی ترانسفورماتور است، توصیه می­شود در مورد بوشینگ­های قدیمی از این نوع ، احتیاط ویژه ای انجام شود. برخی از متخصصان استفاده از بوشینگ­های RIP را با مقره های سیلیکونی پیشنهاد می­کنند که نه تنها خطر خرابی را کاهش دهند بلکه در صورت عدمن خرابی آسیب های ثانویه را به حداقل می رسانند. علاوه بر این ، با طراحی هوشمندانه برای بوشینگ های جایگزین ، هزینه های ذخیره سازی و راه اندازی مجدد می­تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

 

توصیه های اصلی عبارتند از:

• اندازه گیری اثر انگشت را برای هر بوشینگ قبل از برقدار کردن ترانسفورماتور برای اولین بار انجام دهید تا مقدار خازن و ضریب اتلاف را تعیین کنید. اندازه گیری ها باید بیش از یک محدوده فرکانس بزرگتر (به عنوان مثال با روش DFR) در دمای مشخص و ضبط شده انجام­شود.
• اندازه گیری­های الکتریکی را در فواصل منظم (بسته به تکنولوژی بوشینگ) انجام دهید تا پیر شدن بوشینگ را ردیابی کنید.
• به دنبال یک استراتژی جامع و کلی برای کاهش خطر خرابی، ذخیره سازی و راه اندازی مجدد ، ناوگان بوشینگ باید بطور فعال مدیریت شود.
• استاندارد كردن ناوگان بوشينگ فقط به چند نوع مختلف محدود، استراتژي ترجيحي است.
• باید یک پایگاه داده مدیریت ناوگان با کلیه اطلاعات مربوط به بوشینگ­های نصب شده ایجاد شود.
• پس از ۲۵ تا ۳۰ سال خدمات ، جایگزینی ناوگان بوشینگ در نظر گرفته شود.
• استفاده از عایقهای سیلیکونی در فضای باز احتمال و همچنین تأثیر شکست را کاهش می­دهد.
• بوشهای نوع OIP ، RIP و RIS باید در هنگام آزمایش کارخانه عاری از تخلیه جزئی باشند تا از روند پیری کندتر عایق هسته کندانسور اطمینان حاصل شود. ولتاژ نابودی PD بزرگتر از دو برابر حداکثر ولتاژ سرویس فاز به زمین برای بوشینگ های نوع خشک توصیه می­شود.
• بوشهای نوع RIP و RIS هر وقت آسیب دید، توصیه می شود ، نگرانی ویژه تلقی شود.
• فن آوری RIS هر زمان که مسئله ذخیره سازی و کارآیی در آب و هوای با رطوبت بالا باشد ، توصیه می­شود.