منابع و خطرات ذرات فلزی در روغن ترانسفورماتور
I. منابع اولیه ذرات فلزی
1 سایش مکانیکی
- ساختارهای هسته و بستن: ارتعاشات مغناطیسی باعث ایجاد اصطکاک بین لمینت های فولادی سیلیکون ، تولید ذرات آهنی (FE ، SI) می شود.
- سیم پیچ و پشتیبانی: نیروهای الکترومغناطیسی باعث جابجایی و اصطکاک در هادی های مس/آلومینیومی می شوند ، و ذرات مس/آل را تولید می کنند (اندازه معمولی: 5-50 میکرومتر).
- تعویض شیر بر روی بار (OLTCS): فرسایش قوس در حین تعویض تماس ، ذرات آلیاژ تنگستن (W) و نقره (AG) را منتشر می کند (38 ٪ از موارد خرابی OLTC را به خود اختصاص می دهد).
5. باقیمانده های ساخت و نصب
- ماشینکاری زباله ها: ذرات فولادی/مس از فرآیندهای برش یا جوشکاری (ترانسفورماتورهای جدید ممکن است حاوی ذرات 10 درجه/100 میلی لیتر باشند).
- آلودگی مونتاژ: ذرات CR-NI از جنس استیل ضدزنگ از سفت شدن پیچ.
3. فرآورده های خوردگی
- Acidic oil (acid value >0. 2 mgkOH/g) سیم پیچ های مس را تشکیل می دهد ، و ذرات Cu₂o را تشکیل می دهد (<10 μm).
- Moisture ingress (>30 ppm) باعث زنگ زدگی اجزای آهن می شود و سیستم تعلیق Fe₃o₄ را تولید می کند.
4. آلودگی خارجی
- فعالیت های تعمیر و نگهداری: عناصر فیلتر ناموفق ، بقایای فلزی را معرفی می کنند (به عنوان مثال ، فراتر از Cr به دلیل مشبک از جنس استنلس استیل).
- خرابی مهر و موم: ورود به گرد و غبار خارجی (حاوی اکسیدهای فلزی) از طریق تنفس معیوب.
ii. مکانیسم خطر ذرات فلزی
1. تخریب عایق
- اعوجاج میدان الکتریکی: یک ذرات آهن 50 میکرومولار استحکام میدان محلی را با 3-5 × افزایش می دهد (ولتاژ خرابی 40 ٪ در 100 ppm آهن کاهش می یابد).
- پل زدن رسانا: زمینه های AC ذرات مسی را تراز می کنند و باعث تخلیه سطح می شوند (به عنوان مثال ، مدار کوتاه در ترانسفورماتور 500 کیلو ولت).
2. پیری روغن شتاب گرفت
- اثرات کاتالیزوری: ذرات مس میزان اکسیداسیون را 5 × افزایش می دهند و مقادیر اسید را توسط {2}}}. 05 میلی گرم در گرم در ماه افزایش می دهد.
- تشکیل لجن: ذرات فلزی به عنوان هسته برای پیری تجمع محصول عمل می کنند (15 ٪ لجن بیشتر در هر 10 ppm آهن).
3 آسیب مکانیکی
- ساینده ساینده: ذرات سخت (CR/W ، MOHS 7-9) یاتاقان/چرخ دنده های خراش (میزان سایش با 2-3 مرتبه از بزرگی افزایش می یابد).
- انسداد جریان: ذرات در مجاری خنک کننده جریان روغن را 30 ٪ کاهش می دهد و دمای بادگیر را با دمای گرم 15-20 درجه بالا می برد.
4. نظارت بر تداخل
- تفسیر نادرست DGA: ذرات آهن تولید هیدروژن (حداکثر 500 میکرولیتر در لیتر H₂) را کاتالیز می کند ، و امضاهای گسل واقعی را پوشانده است.
- سرکوب تخلیه جزئی: ذرات رسانا روی کاغذ عایق ، حساسیت تشخیص UHF را 60 ٪ کاهش می دهد.
iii مطالعات موردی
1. مورد 1: 220 کیلو ولت ترانسفورماتور پس از 3 سال خدمت.
- تجزیه و تحلیل روغن: 2 ، {2}}/میلی لیتر ذرات مس (25 میکرومتر ، 20 × بیش از حد).
- بازرسی داخلی: سایش تماس OLTC مسیرهای رسانا را بر روی کاغذ عایق ایجاد کرد.
2. مورد 2: لرزش غیر طبیعی در ترانسفورماتورهای مزرعه بادی دریایی.
- علت ریشه: ذرات استیل ضد زنگ 316L از لوله های خنک کننده فاسد شده.
- تأثیر هزینه: {1}} قطع ساعت برای گرگرفتگی ، بیش از 2 میلیون پوند ضرر.
IV استراتژی های کاهش
1. استانداردهای نظارت
- IEC 60422: روغن عملیاتی باید حاوی باشد<1,000 particles/100 mL (≥5 μm).
- ASTM D6786: تجزیه و تحلیل توزیع اندازه ذرات ماهانه (تمرکز روی محدوده 5-15 میکرومتر).
2. فن آوری های اصلاح
- Magnetic filtration: >راندمان حذف 95 ٪ برای ذرات Fe/Ni (به تله های غیر مغناطیسی مکمل نیاز دارد).
- سانتریفیوژ خلاء: 80 ٪ ذرات 5-50 میکرومتر (ظرفیت: 2 ، {5}} L/H) را حذف می کند.
- جذب الکترواستاتیک: ذرات مس/آل را در نقاط قوت میدان بیشتر از یا مساوی 3 کیلو ولت در سانتی متر هدف قرار می دهد.
3. پیشرفت های طراحی
- فیلترهای دو مرحله ای (₅ =200).
- هسته های آلیاژ آمورف برای کاهش ذرات سایش.
- Hermetic conservators with >راندمان رهگیری ذرات 99.9 ٪.
V. تحقیقات نوظهور
- برچسب زدن نانو مغناطیسی: نانوذرات عملکردی Fe₃o₄ (10 نانومتر) برای شناسایی منبع سایش.
-نظارت آنلاین ICP: تشخیص زمان واقعی عناصر فلزی در حساسیت به سطح PPB.
-مواد افزودنی خود درمانی: روغن تقویت شده میکروکپسول برای ترمیم میکروداماژ خودمختار.
پایان:
ذرات فلزی به عنوان "اثر انگشت" از سلامت ترانسفورماتور و تهدیدهای نهفته عمل می کنند. تجزیه و تحلیل جامع (ترکیب ، مورفولوژی ، توزیع اندازه) تشخیص اولیه گسل را امکان پذیر می کند. ادغام DGA با نظارت ذرات ، یک چارچوب تشخیصی قوی برای نگهداری پیش بینی ایجاد می کند.