- کلیات

آلودگی بر روي عایق خارجی برق‌گیر اکسید فلز باید به دلایل زیر در نظر گرفته شود:

- احتمال بروز قوس الکتریکی خارجی.

- تخلیه‌های جزئی در داخل برق‌گیر به جهت میدانهاي شعاعی میان سطح خارجی و المان‌های فعال داخلی.

- افزایش دماي المان‌های فعال داخلی به جهت افزایش خاصیت غیرخطی و ولتاژ گذراي ایجاد شده به‌وسیله لایـه آلـودگی بـر رويسطح محفظه برق‌گیر.

این پیوست تنها اثر سوم را در نظر می‌گیرد.

آزمون‌های آزمایشگاهی و تجارب موجود نشان داده اند که گرم شدن قسمت‌های فعال داخلی برق‌گیر تحـت شـرایط آلـودگی بـا بـارجذب شده مرتبط است. بنابراین این پارامتر می‌بایستی در ارزیابی عملکرد آلودگی برق‌گیرها در نظر گرفته شود.

طبقه بندي شدت آلودگی مناطق با در نظر گرفتن متوسط بار خارجی جاري شده بر روي سطح مقره هاي مختلف و برق‌گیرها انجاممی‌گیرد.

روش تشریح شده در این پیوست تنها به آن دسته از برق‌گیرها مربوط می‌شود که داراي محفظ هاي از جنس چینی1 هستند.

این پیوست روشی را براي پیش گرم کردن نمونه آزمون قبل از انجام آزمون دوره کاري با در نظر گرفتن اثـر گرمـایش آلـودگیمشخص می‌سازد. این روش به‌طور سیستماتیک در فلوچارت شکل 2-3() نشان داده شده است. به‌طور مشخص:

- شدت آلودگی نقاط نمونه مختلف برحسب qZ بیان می‌گردد. اطلاعات مربوطه در جدول (3-4) داده شده‌اند.

- مشخصه‌های حرارتی برق‌گیر مطابق با روش اشاره شده در پیوست 3-3() تعیین می‌گردد. در ایـن روش ثابـت زمـانی حرارتـیمعادل t و محاسبه پارامتر b با استفاده از معیارهاي توصیف شده در بخش 4() تعیین میگردند.

- با داشتن اطلاعات مربوط به مشخصه‌های حرارتی برق‌گیر و شدت آلودگی مورد انتظار نقطـه اي کـه برق‌گیر قـرار اسـت در آننصب شود می‌توان به‌صورت مقدماتی حداکثر افزایش دما را در محافظه کارانه ترین حالت (کل بار مربوط به اثر آلـودگی در داخـلبرقگیر جاري شود) به دست آورد.

- اگر محاسبه حداکثر افزایش دما،DTZMAX، منجر به مقادیري کوچک‌تر از 40 درجه کلوین گردد، آزمون‌های آلـودگی مـورد نیـازنبوده و درجه حرارت نمونه در شروع آزمون دوره کاري باید برابر 60 درجه سانت یگراد باشد. اگرDTZMAX برابر یا بزرگ‌تر از04 درجه کلوین گردد، آزمونی مطابق با روش تشریح شده در این پیوست باید انجام گیرد مگر در خصوص عدم انجـام ایـن آزمـوناینکه توافقی بین خریدار و سازنده صورت گیرد. علاوه بر این، مطابق با تصمیم سازنده، حتی اگر محاسـبهDTZMAX منجـر بـهمقادیر بزرگ‌تر از 40 در جـه کلـوین گـردد، ایـن امکـان وجـود دارد کـه بـا اسـتفاده از مقـدار دمـاي شـروع (02+DTZMAX) درجه سانتی‌گراد براي آزمون دوره کاري، از انجام آزمون آلودگی اجتناب شود.

- در صورت نیاز، آزمون‌های آلودگی در آزمایشگاه بر روي برق‌گیری که معرف یک نوع و طراحی مشخص است صورت مـ یگیرنـ د.

در حین آزمون آلودگی، بارهاي خارجی و داخلیQe و Qi باید براي هر واحد برق‌گیر انداز هگیري شوند. به طریق دیگـر، بـار کـل

Qtot و افزایش دمايDT قسمت‌های داخلی می‌توانند انداز هگیري شون د. تحلیل آماري نتایج آزمون بـراي در نظـر گـرفتن رفتـار

1. Porcelain

احتمالی گرم شدن برق‌گیر تحت شرایط آلودگی ضروري است. نتایج آزمونی آلودگی، ضریب Kie را نتیجه مـ یدهنـد کـه میـزانتمایل بار را به جاري شدن در داخل برق‌گیر و بالطبع گرم شدن قسمت‌های فعال را نشـان مـی دهـ د. ایـن ضـریب یـک “مقـدارمشخصه”1 براي نوع و طرح مشخصی از برق‌گیر می‌باشد.

شکل 3-2: فلوچارت تعیین دماي شروع آزمون دوره کاري

.1 Characteristic value

افزایش دماي مورد انتظار DTz در سرویس به‌صورت تابعی از b،tz،Dm،Kie، qz و t محاسبه می‌گردند.

- دماي شروع آزمون دوره کاري، TOD، بر اساس معیارهاي زیر محاسبه می‌گردد:

• اگر DTz بزرگ‌تر از 40 درجه کلوین باشد، TOD = 20 C + DTz.

• اگر DTz کوچک‌تر یا معادل 40 درجه کلوین باشد، TOD = 60 C.

3- طبق هبندي شدت آلودگی مناطق

طبقه بندي میزان شدت آلودگی یک منطقه بر اساس متوسط بار خارجی مورد انتظارqz (بر اساس میزان اندازه گیریهاي انجام گرفته در مناطق معرف شدت آلودگی هاي مختلف) انجام می‌گیرد.

با در نظر گرفتن این موضوع که بار جاري شده بر روي سطح یک مقره متناسب با قطر آن است، مقدار qz بر اساس قطر معادل یک متر، نرمالیزه می‌شود.

مدت زمان تداوم پدیده آلودگی ((tz برابر مقادیر زیر فرض می‌شود:

ـ آلودگی با مدت زمان متوسط و با شدت بالا برابر 2 ساعت.

ـ آلودگی با مدت زمان طولانی برابر با 6 ساعت.

qz ي که باید در محاسبات بعدي در نظر گرفته شود، مطابق با وضعیت آلودگی شدیدتر است 2(ساعت یا 6 ساعت). مقادیر qz براي انواع سطوح آلودگی در جدول زیر آمده است.

جدول7-3: متوسط بار خارجی براي شدت آلودگی هاي مختلف

qz: متوسط بار خارجی بر حسب c/h.m حداقل فاصله خزشی ویژه mm/kV سطح آلودگی (ناحیه*)

 tz=2h tz=6h

 0/5 0/24 16 I- سبک

 3/3 2/4 20 II- متوسط

 24/0 14/0 25 III- سنگین

 55/0 36/0 31 IV- خیلی سنگین

*سطوح آلودگی (نواحی) مطابق با تعاریف سطوح آلودگی ارائه شده دراستاندارد IEC با شماره 60815 می‌باشد.

توجه: مقادیر qz با استفاده از مقدار آستانه 2 میلی آمپر به دست آمده اند.

4- آزمون گرم کردن مقدماتی: (اندازه گیري ثابت زمانی حرارتی t و محاسبه b)

در این حالت، روشی که در پیوست 3-3() براي برقگیرکامل انجام گرفت، می‌بایستی با استثناهاي زیر استفاده شود:

- زمان گرم کردن ((th باید کمتر از 10 دقیقه باشد.

- بارQh اعمالی به برق‌گیر درحین گرم کردن باید انداز هگیري شود.

- t زمانی است که از منحنی خنک شدن برق‌گیر بین دماهاي و06 Ta 22+0/63 درجه سانتی‌گراد استخراج می‌شود، کـه درآنTa دماي محیط بر حسب درجه سانت یگراد می‌باشد.

پارامتر b باید از رابطه زیر محاسبه گردد.

DTh (5-3)

b =

Q

در این رابطه: h DTh : میزان افزایش دما در حین آزمون گرم کردن.

Qh : میزان بار اعمالی در حین آزمون گرم کردن.

پس از آزمون گرم کردن، باید ثابت شود که زما ن گرم شدن ((th کمتر ازt × 1/0 است، در غیر اینصورت آزمـون گـرم کـردن بایـددوباره با th کوتاهتر تکرار شود.

5- تحقیق به‌منظور نیاز به انجام آزمون‌های آلودگی

به‌منظور اثبات نیاز به انجام آزمون آلودگی، می‌بایستی به‌صورت مقدماتی حـداکثر افـزایش دمـا در سـرویس (DTzmax) بصـورتتئوري محاسبه گردد. این محاسبه با این فرض انجام می پذیرد که کل بار مورد انتظـار در سـرویس ((qz به‌صورت داخلـی جـاريمی‌شود. با این فرض، DTzmax را می‌توان از معادله زیر استخراج نمود:

Ø -ttz øØUR - UR min ø

DTz max =bq Dz mtŒº1- e ßœŒº UR ßœ (6-3)

که در آن:

UR : ولتاژ نامی برق‌گیر Urmin : حداقل ولتاژ نامی در میان واحدهاي برق‌گیر می‌باشد.

6- نیازمندي هاي کلی براي انجام آزمون آلودگی

6-1- نمونه آزمون

نمونه آزمون باید معرف یک نوع برق‌گیر مشخص باشد. مشخصه‌های نمونه آزمون باید مطابق با معیارهاي مشخص شده در جدول زیر باشد.

جدول8-3: مشخصه‌های نمونه آزمونی که براي آزمون آلودگی استفاده می‌گردد

معیار انتخاب (مشخصه نمونه اي که باید با توجه به نوع طراحی مربوطه مورد آزمون قرار گیرد) پارامتر

حداکثر Uc/UR

حداکثر عدم تعادل وزن داده شده*(WU)

حداقل فاصله خزشی تعریف شده [mm/kV]

حداکثر قطرچینی معادل

حداقل سطح مقطع عرضی بلوك

* عدم تعادل وزن داده شده به‌صورت زیر محاسبه گردد:

=

  U R:که ولتدرا ژ آن:نام ی برق‌گیر، URk: ولتاژ نامی واحد K ام، CD : فاصله خزشی برق‌گیر [ 2WU max.[U2RK.CD

CD.UK R

CDk : فاصله خزشی واحد K ام n : تعداد واحدهاي برق‌گیر است به نحوي که: K=1,2,…n