۱. علت تخلیه جزئی

عایق ترانسفورماتور، بدنه فلزی و غیره اغلب دارای زاویه تیز و برآمدگی هستند، بنابراین بارهای الکتریکی تحت تأثیر شدت میدان الکتریکی در موقعیت زاویه تیز یا برآمدگی متمرکز شده و منجر به تخلیه جزئی می‌شوند.

ترانسفورماتور خشک عایق‌بندی شده با رزین اپوکسی در ریخته‌گری خلاء، در صورت کنترل ضعیف فرآیند، باعث ایجاد حباب‌های داخلی و سپس تخلیه جزئی می‌شود. به طور کلی، شکاف‌های هوایی کوچکی در عایق رزین اپوکسی وجود دارد و معمولاً ضریب دی‌الکتریک حباب‌ها بسیار کمتر از عایق است، در نتیجه، شدت میدان الکتریکی حباب در عایق بسیار بیشتر از ماده عایق مجاور است، بنابراین رسیدن به درجه شکست و تخلیه الکتریکی حباب‌ها در ابتدا آسان است.

اگر اتصال الکتریکی بین بدنه رسانا ضعیف باشد، به راحتی می‌توان تخلیه الکتریکی ایجاد کرد که جدی‌ترین پتانسیل در سیستم تعلیق فلز است.

رطوبت زیاد هوا، کافی نبودن مقاومت عایقی بخشی از ترانسفورماتور، یا آسیب دیدن عایق ترانسفورماتور در حین نصب، طولانی بودن زمان بیکاری ترانسفورماتور، بیش از حد بودن میزان آب موجود در مواد عایق و مرطوب بودن کل بدنه ترانسفورماتور، همگی بر تخلیه جزئی تأثیر می‌گذارند.

هنگام طراحی ساختار عایق ترانسفورماتور خشک، استحکام لایه‌ها یا دورها بسیار بالا است، مانند طراحی غیرمنطقی ساختار عایق، کیفیت پایین مواد عایق، سطح سیم‌پیچ، فرآیند خشک کردن و ریختن نامناسب، سطح فرآیند مونتاژ ضعیف مانند تولید سرب سیم‌های ولتاژ بالا و پایین با پلیسه یا فاصله، همه بر افزایش تخلیه جزئی تأثیر می‌گذارند.

II. خطر تخلیه جزئی

انواع مختلفی از تخلیه جزئی وجود دارد. یکی از آنها نوعی تخلیه جزئی است که روی سطح عایق رخ می‌دهد. اگر انرژی زیاد باشد، رد تخلیه روی سطح عایق مشخص می‌شود و بر عمر مفید ترانسفورماتور تأثیر می‌گذارد. همچنین شدت تخلیه بالایی وجود دارد که در حفره یا الکترود تیز رخ می‌دهد و در چند شکل تخلیه جزئی متمرکز شده است که تخلیه خورنده است و می‌تواند به لایه‌ها و اعماق صفحه عایق نفوذ کند و در نهایت منجر به شکست شود.

تخلیه جزئی علت اصلی فرسودگی و شکست عایق است. زمان تخلیه کوتاه باعث آسیب دی‌الکتریک کل کانال نمی‌شود و عمل الکترولیتی تخلیه، اکسیداسیون عایق را تسریع کرده و باعث خوردگی عایق می‌شود، بنابراین عمر ترانسفورماتور کاهش می‌یابد. میزان آسیب به عملکرد تخلیه و مکانیسم آسیب عایق تحت تخلیه بستگی دارد. اگر تخلیه جزئی ترانسفورماتور خشک به طور جدی از سطح استاندارد خود فراتر رود، عمر مفید آن در عرض 3 تا 5 سال به پیری و شکست عایق داخلی منجر می‌شود. بنابراین تخلیه جزئی ترانسفورماتور خشک باید در چین به شدت کنترل شود.

III. کنترل تخلیه جزئی ترانسفورماتور خشک
عایق اصلی ترانسفورماتور خشک، رزین اپوکسی است که ایمن و قابل اعتماد بوده و در سیستم قدرت زیر 35 کیلوولت به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. عوامل زیادی بر تخلیه جزئی ترانسفورماتور خشک تأثیر می‌گذارند که از جمله عوامل اصلی می‌توان به انتخاب مواد اولیه، طراحی ساختار محصول، فرآیند ریخته‌گری سیم‌پیچ و غیره اشاره کرد. با توجه به تنظیم طراحی بلندمدت، بهبود فرآیند، انتخاب مواد و شیوه تولید شرکت ما، اقدامات کنترلی زیر را ارائه می‌دهد.

طراحی ساختار سیم‌پیچ
(1) فاصله عایق اصلی، در طراحی سیم‌پیچ ترانسفورماتور، باید اطمینان حاصل شود که سیم‌پیچ ولتاژ بالا و پایین، بین سیم‌پیچ ولتاژ بالا، سیم‌پیچ ولتاژ بالا تا زمین، فاصله عایق کافی داشته باشد، در شرایط مجاز، هرچه فاصله عایق بیشتر باشد، قدرت میدان کمتر است. عایق دیواره در سیم‌پیچ HV می‌تواند به طور مناسب افزایش یابد تا به طور موثر قدرت میدان خارجی کاهش یابد.
(2) طراحی سیم‌پیچ ولتاژ بالا بین لایه‌ها و بخش‌ها، که شامل کنترل قدرت میدان سیم‌پیچ است، و اگر سیم‌پیچ HV از فویل مسی با زیربخش استفاده شود، ولتاژ بین لایه‌ها برابر با ولتاژ بین نوبتی است، به طور کلی فقط برای 10 تا 20 ولت، ولتاژ مقطعی بین لایه‌های ساختار سیم الکترومغناطیسی 400 تا 800 ولت است، تعداد بخش‌ها باید بیشتر باشد، مانند ترانسفورماتور خشک 35 کیلوولت، تعداد بخش مطلوب باید بیش از 16 تا 18 قطعه باشد، البته این امر مشکلات زیادی را برای فرآیند سیم‌پیچ ایجاد می‌کند.
(3) کنترل محافظ، با استفاده از محافظ مؤثر، لبه‌های برش، پلیسه‌ها و شکاف هوا می‌توانند درون محافظ قرار گیرند، که می‌تواند به طور مؤثر تخلیه الکتریکی نوک ترک را از بین ببرد و تخلیه جزئی را کاهش دهد. محافظ HV و انتهای سیم HV، LV و گیره باید اتصال قابل اعتمادی داشته باشند، پردازش محافظ باید تمیز نگه داشته شود، لایه‌های محافظ باید صاف، بدون شکستگی و نوک و غیره باشند.

۲. سیم‌پیچ کویل، قالب‌گیری و کنترل فرآیند ریختن در خلاء

خشک بودن سیم‌پیچ ترانسفورماتور، بحرانی‌ترین حالت است، چه استفاده از ترانسفورماتور خوب باشد و چه نباشد، خرابی سیم‌پیچ. تأثیر ریختن خلاء نیز بر آزادسازی موضعی بسیار مهم است، حتی منافذ کوچک نیز بر آزادسازی موضعی ترانسفورماتور تأثیر می‌گذارند، بنابراین فرآیند تولید و ریخته‌گری سیم‌پیچ باید به شدت کنترل شود.

(1) هنگام سیم پیچی کویل، باید با نقشه‌ها و فرآیند آشنا باشیم و نمی‌توانیم تعداد دور بین لایه‌ها و تعداد ورق‌های عایق بین لایه‌ها را خودسرانه تغییر دهیم! هنگام سیم پیچی مطمئن شوید که همه مواد تمیز هستند.

(2) هنگام نصب جوشکاری ترمینال سرب قالب، به عایق سیم پیچ آسیب دیده در دمای بالا توجه کنید، سیم جوش داده شده باید صیقل داده شود و گوشه های تیز داشته باشد و غیره. اطمینان حاصل کنید که همه سرب ها در فاصله کافی عایق بندی شده اند تا با رزین اپوکسی پر شوند و در طول فرآیند مونتاژ تمیز باشند. سیم پیچ قالب نصب شده کاملاً مطابق با فرآیند خشک کردن خشک می شود.

(3) مواد تشکیل دهنده رزین اپوکسی و گاززدایی، فرآیند بچینگ باید به شدت از فناوری کد، مانند مواد، نسبت اختلاط، دما و زمان گاززدایی، پیروی کند. ویسکوزیته درجه باید از نزدیک با درجه خلاء، دما و پدیده حباب مطابقت داشته باشد. مخلوط کردن، دمای ریختن و درجه خلاء، مشاهده کویل (قالب) را در محدوده کنترل دما در فرآیند مشخص شده نگه می‌دارد. در فرآیند ریختن، سرعت نباید خیلی سریع باشد و حباب ایجاد کند. هنگام ریختن پویا، باید به زمان پس از مواد تشکیل دهنده تا اتمام ریختن توجه شود تا از ویسکوزیته رزین خیلی زیاد جلوگیری شود.

۳. انتخاب و کنترل مواد اولیه

(1) در انتخاب سیم الکترومغناطیسی، می‌توان سیم لعاب‌دار با عایق مسی تخت یا سیم مسی گرد با طرح سیم‌پیچ را انتخاب کرد؛ تأمین‌کنندگان سیم الکترومغناطیسی در تولید، باید تجهیزات مخصوص پلیسه‌گیری و دستگاه‌های تشخیص داشته باشند و تلاش کنند تا پلیسه‌ها را به حداقل برسانند.

(2) انتخاب مواد رزین اپوکسی، رزین اپوکسی مختلف، ویژگی‌های آن متفاوت است، انتشار موضعی محصول، عملکرد جامع ضربه نیز عالی است، باید ویسکوزیته کوچک، چقرمگی خوب، مقاومت عایق بالا رزین، مدل رزین مختلف، بخش فنی را برای توسعه مشخصات فرآیند مربوطه انتخاب کنید.

(3) کنترل مواد عایق در سیم‌پیچ، کیفیت مواد عایق بین لایه‌های ترانسفورماتور خشک مستقیماً با اندازه مقدار محلی مرتبط است. بنابراین، باید تأمین‌کنندگان بلندمدت و پایدار برای تأمین مواد اولیه انتخاب شوند، زیرا پس از تغییر مواد جدید، ترانسفورماتور در کوتاه‌مدت مشکلی پیدا نمی‌کند.
(ادامه دارد)