مكثفات سيراميكية عالية الجهد لشاشات جلبة المحولات

مكثفات سيراميكية عالية الجهد لشاشات جلبة المحولات

الملخص

تتناول هذه المقالة المكثفات الخزفية عالية الجهد المستخدمة في أجهزة مراقبة جلبات المحولات: مكثفات الاقتران والمرجع التي تغذي القياس المباشر لسعة الجلبة ومعامل الفقد. وتستنتج معادلات السعة-الوصلة و tanδ التي تحدد القياس، وتشرح سبب تأثير استقرار العنصر المرجعي على حساسية الكشف، وتعرض التحديات التي يواجهها مهندسو المحطات الفرعية وأجهزة المراقبة، وتختتم بحالة تم فيها تتبع مسار إنذار خاطئ إلى مكثف مرجعي منحرف وتم إصلاحه بجزء محكم الإغلاق من الفئة 1.

1. سياق التطبيق: يقرأ جهاز المراقبة الجلبة من خلال صنبور

يحمل جلبة المحول موصل الجهد العالي عبر الخزان المؤرض، وعزلها عبارة عن مكثف مُقنّع: العازل الرئيسي هو المادة العازلة، والموصل هو أحد الأقطاب، ومأخذ القياس هو القطب الآخر. تقيس أجهزة المراقبة المتصلة بالإنترنت سعة الجلبة ومعامل تبديدها عبر هذا المأخذ، وتُعدّ التغييرات في هذين الرقمين بمثابة إنذار مبكر بتسرب الرطوبة أو تدهور العزل. يجب أن يكون مسار مرجع جهاز المراقبة - وهو عبارة عن مكثف ومقسم جهد عالي خاص به - أكثر استقرارًا من الجلبة التي يراقبها، وإلا سيُفسّر انحراف جهاز المراقبة نفسه على أنه تدهور في الجلبة.

إشارة الصنبور عبارة عن جهد صغير يتناسب مع سعة البطانة؛ يقوم جهاز المراقبة بمقارنتها مع ذراع المرجع لحساب عامل التبديد:

يتم قياس عامل التبديد من زاوية الطور بين جهد المأخذ والتيار المرجعي، ويضاف عامل التبديد الخاص بالمكثف المرجعي مباشرة إلى القراءة:

2. المتطلبات الفنية

2.1 استقرار سعة عنصر المرجع. يقارن جهاز المراقبة قراءة البطانة الحالية بالخط الأساسي؛ إذا انحرفت مكثفة المرجع، فإن الخط الأساسي يتحرك معها ويصبح عتبة الإنذار بلا معنى:

2.2 عامل تبديد منخفض ومستقر. يتمثل الغرض من جهاز المراقبة في اكتشاف ارتفاع قيمة tanδ في الجلبة؛ ويجب ألا يساهم عنصر المرجع في إحداث انحراف خاص به فوق الإشارة التي يحاول حلها:

2.3 التشغيل المستمر عند جهد التغذية. يحمل المكثف المرجعي جهد الخط بشكل مستمر، ويجب أن يبقى التيار التفاعلي المار به ضمن الميزانية الحرارية للجسم المغلق، عامًا بعد عام:

2.4 بيئة المحطة الفرعية. توضع الشاشة في الهواء الطلق أو في الفناء، معرضة للأمطار والتلوث وتقلبات درجات الحرارة الواسعة؛ يجب أن يبقى مسار سطح المكثف المرجعي نظيفًا حتى لا يتسرب أي شيء إلى القياس:

الشكل 1 - يقوم المكثف المرجعي بإغلاق حلقة المقارنة؛ ويحدد استقراره ما إذا كانت الشاشة ترى الجلبة أم نفسها.

3. نقاط ضعف المهندسين (ملاحظات ميدانية)

4. مقارنة مكونات الذراع المرجعية

كيفية استخدام هذه المقارنة. يُشترى جهاز مراقبة الجلبة لرصد تدهورها قبل تلفها. أما المكثف المرجعي فهو الجزء الذي يجب ألا يتحرك؛ ويُختار بناءً على ثباته وبنيته المحكمة الإغلاق، وليس بناءً على جهد التشغيل المُحدد في الكتالوج.

5. الاختيار وحل HVC

6. دراسة حالة هندسية (مرجع)

كانت أجهزة مراقبة درجة حرارة الهواء عبر الإنترنت التابعة لإحدى شركات المرافق تُصدر إنذارًا خاطئًا بقيمة tanδ كل ربيع في ثلاث محطات فرعية، مما أدى إلى فقدان المهندسين ثقتهم في النظام. كان مكثف المرجع الخاص بجهاز المراقبة، وهو عبارة عن قرص متعدد الأغراض، ينحرف بتغير درجة الحرارة الخارجية، مما أدى إلى تحويل خط الأساس إلى نطاق الإنذار. تمت إعادة تحديد مواصفات ذراع المرجع باستخدام جزء مغلق من الفئة 1. المقارنة بعد التغيير:

في نظام مراقبة البطانات، يُعدّ المكثف المرجعي الجزء الذي يجب ألا يتحرك. عندما يحافظ هذا المكثف على قيمته ومعامل فقده (DF) عبر الفصول والظروف الجوية، يرصد النظام البطانة فقط. اختر مكونات من الفئة 1، محكمة الإغلاق، ومستقرة، وسيظل نظام الإنذار المبكر الذي تعتمد عليه الشبكة دقيقًا وفعّالًا.

7. اعتبارات التصميم

• احتفظ بالمرجع: C_ref drift ≤ ±0.5% and tanδ_ref ≤ 0.1% keep the baseline and the sensitivity.
• ميزانية الواجب المستمر: يتم نقل I_reactive = 2πfCV بشكل مستمر، لذا فإن الميزانية الحرارية أكثر أهمية من التصنيف العابر.
• ختم للفناء: يجب أن يتحمل المسار السطحي مقاومة ≥10¹³ أوم خلال المطر والتلوث.

قائمة التحقق من الصحة

1. قم بتسجيل جهد الصنبور، والتيار المرجعي، ودرجة الحرارة في التركيب الفعلي.
2. تحقق من الخلوص، والمسافة الزاحفة، والتركيب الميكانيكي في ظل ظروف الحاوية الحقيقية.
3. قم بتشغيل المرجع عند جهد الخط الكامل وقم بقياس استقرار tanδ والسعة على مدار موسم.
4. انقع الجزء الموجود في دورة التلوث وأعد قياس مسار السطح والقراءة.

8. المراجع

1. [1] IEC 60137، جلبات معزولة للفولتية المترددة التي تزيد عن 1000 فولتاللجنة الكهروتقنية الدولية، 2017.
2. [2] IEC 60384-1، المكثفات الثابتة للاستخدام في المعدات الإلكترونية - الجزء 1: المواصفات العامةاللجنة الكهروتقنية الدولية، 2018.
3. [3] تي دبليو داكين، "تطبيق عامل التبديد على دراسة تدهور العزل"، معاملات AIEE، المجلد. 65 ، 1946.
4. [4] 陈景亮、姚学玲、孙伟,《高电压试验技术》(تقنية اختبار الجهد العالي)، 西安交通大学出版社 (مطبعة جامعة شيان جياوتونغ)، 2013. (دراسة أكاديمية صينية)
5. [5] شركة موراتا للتصنيع، مكثفات سيراميكية عالية الجهددليل التطبيقموراتا، 2019. (مجموعة بيانات العلامة التجارية)
6. [6] شركة فيشاي إنترتكنولوجي، مجموعة بيانات مكثفات السيراميك عالية الجهدفيشاي، 2020. (مجموعة بيانات العلامة التجارية)

صفحات منتجات HVC ذات الصلة: مرجعية المكثف.