Giám sát tủ trung thế
Kiểm tra phóng điện cục bộ (PD) online là một trong những công tác cần có trong chương trình bảo trì chẩn đoán (PdM). Bởi vì hư hỏng cách điện của tủ trung thế (lỗ khí, bụi bẩn, chân chim…) có thể đang tồn tại và không thể xác định bằng các công việc bình thường của bảo trì định kỳ. Hư hỏng vẫn có thể phát triển nhanh chóng trong chu kỳ hoạt động của thiết bị.
Hình 1 – Sự cố phóng điện cục bộ được phát hiện trên sứ đỡ Busbar của máy biến áp 11kV
Với phương pháp kiểm tra PD offline truyền thống, chúng ta không thể phát hiện tất cả các trường hợp PD của thiết bị. Vì vậy, phương pháp kiểm tra PD online được khuyến cáo sử dụng trong việc phân tích và đánh giá tình trạng cách điện của tủ trung thế. Công tác này nên được thực hiện định kỳ hai lần trong năm.
1) Lợi ích của việc giám sát tình trạng PD online 24/7 so với kiểm tra PD online định kỳ
- Vì hoạt động của PD phụ thuộc vào các yếu tố vận hành và môi trường, có lúc có, có lúc không. Cho nên, chúng ta có thể không phát hiện khi sử dụng phương thức kiểm tra định kỳ. Tuy nhiên với giám sát online liên tục 24/7, chúng ta có thể loại bỏ sai sót vốn có của kiểm tra định kỳ.
- Xem xét xu hướng hoạt động PD (Trending) là một trong những yếu tố hàng đầu của bảo trì chẩn đoán. Kiểm tra PD định kỳ sẽ không thể cung cấp đủ thông tin cho việc chẩn đoán trong việc xem xét xu hướng hoạt động.
- Giám sát online cung cấp nhiều thông tin chính xác hơn kiểm tra offline. Bởi vì trạng thái kiểm tra offline có thể khác hoàn toàn với trạng thái hoạt động thực tế.
- Giám sát on-line 24/7 mang lại hiệu quả cao, giảm chi phí nhân công. Thêm vào đó, dữ liệu PD được lưu trên thiết bị có thể truy cập bất cứ lúc nào, bất cứ đâu với các thiết bị giao tiếp hiện đại
Hinh 2 - Khu vực thực hiện kiểm tra PD
2) Sự xuống cấp lớp cách điện của tủ trung thế
Ngoài tình trạng hoạt động bình thường, những yếu tố chủ chốt khác cũng có thể gây giảm tuổi thọ và hư hỏng lớp cách điện. Các yếu tố bao gồm điện áp, áp suất cơ học, nhiệt độ cao, sự thay đổi nhiệt độ và đặc biệt là tác động môi trường bên ngoài.
Đóng ngắt và tia lửa điện có thể phát sinh sự ion hoá cục bộ theo thời gian. Các tác động cơ học khi máy cắt hoạt động có thể gây nên các vết nứt nhỏ và lỗ hổng. Bên cạnh đó, nếu bề mặt ẩm ướt hay ô nhiễm hoá chất cũng có thể gây ra phóng điện bề mặt.
Hình 3 - PD giữa bus bar và tường ngăn.
Bất cứ lỗi nào trong phần thiết kế và chế tạo cũng đáng được quan tâm. Nếu đã bị lỗi thiết kế hoặc chế tạo thì kể cả lớp cách điện khi ở tình trạng bình thường hay đã bị giảm tuổi thọ thì đều sản sinh ra Phóng điện cục bộ (PD). PD là dấu hiệu đầu tiên dẫn đến sự cố cách điện. Cường độ PD càng cao thì sinh ra kết quả hư hỏng lớp cách điện hoàn toàn càng nhanh.
3) Cơ chế phóng điện cục bộ của tủ trung thế:
Vị trí và nguyên nhân sinh ra gây nên những khác biệt trong cơ chế hoạt động của PD
- Khoảng trống và lỗ hổng được lấp đầy bởi không khí bên ngoài của biến dòng, biến áp và các bề mặt tiếp xúc với môi trường. Bởi vì không khí có hằng số điện môi thấp hơn vật liệu cách điện nên tác động điện trường cao sinh ra nên PD ở các lỗ hổng. Năng lượng PD sinh ra và lặp đi lặp lại sẽ làm carbon hoá và làm suy yếu lớp cách điện.
- Ô nhiễm và ẩm ướt trên lớp cách điện gây ra PD bề mặt hay phóng điện cấu trúc hình nhánh cây. Phóng điện cấu trúc nhánh cây sẽ tiếp tục phát triển cho đến khi phóng điện bề mặt hoàn toàn.
- Phóng điện vầng quang từ các điểm nhọn trên một vật dẫn điện cao thế là một loại khác của PD. Nó sinh ra ozone tấn công vào lớp cách điện và và các tia lửa trong những thời điểm tăng áp.
Nguồn: http://electrical-engineering-portal.com
Biên soạn: VPower Reliability