Как улучшенная изоляция продлевает срок службы распределительного оборудования
Экономика распределения электроэнергии. Ценность долговечности. Дополнительный год бесплатного обслуживания трансформатора или подстанции представляет собой отсрочку капитальных затрат, а также совокупную стоимость владения и денежную прибыль. Самым важным фактором при определении срока службы является изоляция. Тепловые силы, электрические силы, механическая вибрация и загрязнение окружающей среды продолжают воздействовать на системы изоляции в жидконаполненных устройствах, бумаге и масле, а также в сухих типах, а именно в эпоксидных смолах. Высокотехнологичная изоляция, разработанная на протяжении десятилетий материаловедения и доведенная до точности на прецизионном производстве, продлевает срок службы распределительного оборудования в несколько раз. Компания Jiangsu Ryan Electric производит изоляционные системы под эгидой Eaton в рамках нашего совместного предприятия и на современных производственных предприятиях, в результате чего наша продукция способна работать очень хорошо даже после соответствия отраслевым стандартам.
Понимание механизмов старения изоляции и отказов
Чтобы оценить преимущества изоляции как превосходного метода, способного продлить срок службы, необходимо с самого начала выяснить, почему простые формы изоляции неэффективны. Старение всех систем изоляции трансформаторов предсказуемо: термическое старение подчиняется закону Аррениуса (скорость удваивается при повышении температуры на каждые 6–10 градусов). Частичный разряд также вызывает коррозию изоляционных материалов под действием электрического давления. Термоциклирование вызывает механическое напряжение, которое приводит к расслоению и микроскопическим трещинам, вызванным силами короткого замыкания. Влажность и загрязнение снижают диэлектрическую прочность и усиливают химическую деградацию.
Традиционные механизмы изоляции допускают такие механизмы деградации, просто обеспечивая достаточный начальный запас для достижения желаемого срока службы. Вместо этого улучшенная изоляция позволяет избежать всех режимов деградации. Разработка изоляции Ryan Electric учитывает температурные ограничения в классах повышенных температур, электрическую стабильность без каких-либо отверстий в конструкции, механическую стабильность с использованием гибких, но прочных материалов и экологическую безопасность в закрытых системах. Результатом является распределительное оборудование со значительно более длительным сроком службы и значительно более высоким качеством обслуживания по сравнению с обычными устройствами, которые были бы при его замене.
Пропитка под давлением в вакууме: устранение самого слабого звена
Самым частым нарушением изоляции является разрыв цепи – микроскопические воздушные трещины в изоляции обмоток, где начинается частичный разряд. Эти полости ионизируются из-за высокого электрического напряжения, которое приводит к образованию озона и азотной кислоты, что разрушает изоляцию, окружающую пустоту, что в конечном итоге приводит к полному разрушению. Вакуумная пропитка под давлением (VPI) полностью исключает подобные неисправности.
Процесс VPI компании Ryan Electric является наиболее развитым методом изоляции. Обмотки сначала сушат в глубокой вакуумной камере, которая удаляет любые следы влаги, которые могут способствовать снижению диэлектрической прочности. Затем смолу вводят под вакуумом, чтобы обеспечить полное проникновение во все межтканевые пространства. Наконец, смола спрессовывается под давлением даже в самом маленьком отверстии. В результате получается полностью консолидированная система изоляции, в которой нет ни пустых мест, ни точек возникновения частичных разрядов. Это будет означать десятилетия, а не годы срока службы изоляции наших трансформаторов VPI, которые снова придется использовать в промышленных условиях, и тогда их диэлектрическая прочность фактически увеличивается во время первого использования, поскольку смола полностью отверждается. Каждый трансформатор VPI проходит испытания на частичный разряд в наших лабораториях, сертифицированных CNAS, что обеспечивает преимущество ожидаемой долговечности конструкции без пустот.
Технология литья смолы: абсолютный экологический барьер
Трансформаторы сухого типа с литой изоляцией идеально подходят для условий с наиболее тяжелым воздействием, например, в прибрежной зоне, где есть соляные брызги, на химическом заводе, где присутствуют агрессивные пары, или в центрах обработки данных, где требуется противопожарная защита. В отличие от обычных сухих типов, в которых воздух является частью системы изоляции, конструкции из литой смолы полностью окружают обмотки твердым диэлектрическим барьером. Трансформаторы, изготовленные из литой смолы, которые производит Ryan Electric, изготавливаются в вакууме, чтобы гарантировать отсутствие зазоров и пузырей по отношению к проводникам в какой-либо части. Обработанная смола имеет преимущества, выходящие за рамки продления жизни. Он включает в себя обмотки, предотвращающие впитывание влаги, поэтому не требуется проводить стандартный процесс сушки и можно избежать медленного снижения диэлектрической прочности традиционных агрегатов во влажных условиях. Он непористый, что делает его гладким, и, следовательно, в загрязненном воздухе пути утечки не изменяются. Заполненная эпоксидная система обладает высокой теплопроводностью и исключает выделение тепла на проводниках, тем самым снижая температуру горячей точки и скорость возникновения горячей точки из-за этой температуры. Самое главное, что жесткость герметизации обеспечивает защиту геометрии обмотки от сил, связанных с коротким замыканием, устраняя механическую релаксацию, которая вызывает вибрационные повреждения изоляции в традиционных конструкциях. С одной стороны, технология литой смолы Ryan Electric обеспечила срок службы таких клиентов, как морские платформы, а также критически важные центры обработки данных, которые не могут быть обеспечены традиционными сухими типами.
Передовые материалы и системная интеграция
Помимо отдельных производственных операций, высокотехнологичная изоляция также способствовала увеличению продолжительности срока службы за счет использования высококачественных материалов и системного проектирования. Отдел исследований и разработок Ryan Electric постоянно изучает возникающие и новые технологии изоляции и выбирает лучший материал с лучшими тепловыми характеристиками, диэлектрической прочностью, механическими свойствами и совместимостью с окружающей средой.
В случае жидкостных трансформаторов обычно используемое минеральное масло можно заменить жидкостями на основе натуральных эфиров, которые более устойчивы к влаге, имеют более высокую температуру воспламенения и не так быстро стареют. Эти биожидкости способны поглощать большое количество влаги без ущерба для диэлектрической прочности, что позволяет защитить бумажную изоляцию от эффекта быстрого старения, вызванного влажностью. Там, где требуются высокие температурные условия, мы используем термически улучшенную изоляцию Nomex и крафт-бумагу, поскольку они сохраняют механическую прочность при высоких температурах, при которых другие обычные материалы становятся хрупкими. Наши системы изоляции разработаны как целостная система, в которой каждая проводящая эмаль, изоляция слоев, основная изоляция, пропиточная среда и внешние втулки также подбираются так, чтобы дополнять друг друга и лучше всего работать как единая система.
Этот комплексный подход к проектированию изоляции, проверенный посредством плановых, типовых и специальных испытаний в наших специализированных испытательных стендах, гарантирует, что распределительное оборудование Ryan Electric обеспечит долговечность, необходимую для глобальных проектов. Наши передовые системы изоляции, сертифицированные по IEEE, UL, CE и другим международным стандартам и пользующиеся доверием клиентов от центров обработки данных Microsoft до национальных коммунальных предприятий в более чем 50 странах, продлевают срок службы оборудования, снижают общую стоимость владения и обеспечивают надежность, необходимую современной инфраструктуре.
