BIL ใน Transformer Bushing คืออะไร และคุณจะเลือกได้อย่างไร?

การระบุระดับฉนวนพื้นฐาน (BIL) ไม่ถูกต้องจะทำให้เกิดความล้มเหลวของฉนวนอย่างรุนแรงในระหว่างแรงดันไฟกระชาก ในทางกลับกัน การเพิ่มคะแนนนี้โดยพลการทำให้เกิดปัญหาด้านวิศวกรรมมากเกินไปและการบูรณาการทางกายภาพอย่างรุนแรง วิศวกรและทีมเทคนิคจะต้องสร้างสมดุลระหว่างความน่าเชื่อถือของระบบกับข้อจำกัดในการออกแบบทางกลอย่างระมัดระวัง เมื่อประเมินก บูชหม้อแปลง.

สภาพแวดล้อมการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริงส่งผลให้โครงข่ายไฟฟ้าเกิดไฟกระชากชั่วคราวที่ไม่อาจคาดเดาได้ ไฟกระชากเหล่านี้มีสาเหตุมาจากฟ้าผ่าและเหตุการณ์การเปลี่ยนกะทันหัน การไม่จับคู่ฮาร์ดแวร์ของคุณกับสภาวะที่รุนแรงเหล่านี้จะทำให้อุปกรณ์หยุดทำงานเป็นจำนวนมาก เราต้องเข้าใกล้การประสานงานด้านฉนวนด้วยข้อมูลทางวิศวกรรมที่แม่นยำ

บทความนี้ให้กรอบการทำงานที่ชัดเจนและอิงหลักฐานเชิงประจักษ์ในการคำนวณและระบุความถูกต้อง บูชหม้อแปลง BIL . คุณจะได้เรียนรู้วิธีนำทางปัจจัยลดอันดับด้านสิ่งแวดล้อมและทำความเข้าใจมาตรฐานการกำกับดูแลที่สำคัญ นอกจากนี้เรายังจะสำรวจมิติที่สำคัญ เช่น การกำหนดค่าการต่อสายดินที่เป็นกลาง จากนั้น คุณสามารถปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของสถานีย่อยของคุณได้อย่างมั่นใจ และหลีกเลี่ยงกับดักข้อกำหนดทั่วไป

ประเด็นสำคัญ

• BIL กำหนดอัตราการรอดชีพชั่วคราว: โดยจะกำหนดแรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์ฟ้าผ่าสูงสุดที่บุชชิ่งสามารถทนได้โดยไม่มีวาบไฟตามผิวหรือการเจาะทะลุ

• การจัดอันดับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม: ระดับความสูง (สูงกว่า 1,000 เมตร) และมลภาวะที่หนักหน่วง จำเป็นต้องมีการปรับลดพิกัด BIL และการปรับค่าการคืบของพื้นผิวโดยเจตนา

• มาตรฐานกำหนดพื้นฐาน: การออกแบบ บุชชิ่งหม้อแปลง DIN และ การออกแบบ บุชชิ่งหม้อแปลง EN มีข้อกำหนด BIL ขั้นต่ำเฉพาะซึ่งเชื่อมโยงกับแรงดันไฟฟ้าของระบบ (มาตรฐาน IEC/IEEE)

• การประเมินซัพพลายเออร์จำเป็นต้องมีหลักฐาน: ต้องมีประเภทที่ได้รับการรับรองและรายงานการทดสอบตามปกติเสมอเพื่อตรวจสอบคะแนน BIL ที่อ้างสิทธิ์ก่อนการจัดซื้อ

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับบูชชิ่งหม้อแปลง BIL: มากกว่าแค่พิกัดแรงดันไฟฟ้า

ระดับฉนวนพื้นฐาน (BIL) ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานสูงสุดสำหรับการอยู่รอดชั่วคราว เราให้คำจำกัดความ BIL ว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์ฟ้าผ่าสูงสุดเฉพาะที่ส่วนประกอบสามารถทนได้ โดยทั่วไปอิมพัลส์มาตรฐานนี้จะมีรูปคลื่น 1.2/50 ไมโครวินาที แรงดันไฟฟ้าพุ่งอย่างรวดเร็วใน 1.2 ไมโครวินาที และลดลงมากกว่า 50 ไมโครวินาที แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานปกติจะบอกคุณว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานต่อเนื่องภายใต้สภาวะการบริการปกติ BIL จะบอกคุณว่าอุปกรณ์สามารถรอดพ้นจากสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดได้หรือไม่

BIL กำหนดความเป็นจริงทางกายภาพโดยตรง คุณไม่สามารถเพิ่มระดับฉนวนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ การให้คะแนนที่สูงกว่าจะต้องมีขนาดทางกายภาพที่มากขึ้น ความยาวของบุชชิ่งเพิ่มขึ้นเพื่อขยายระยะการโค้งงอแบบแห้ง จำนวนเพิงด้านนอกทวีคูณ ความหนาของฉนวนแกนกลางจะขยายเพื่อรองรับความเครียดทางไฟฟ้าภายใน เราพึ่งพาอุปสรรคทางกายภาพเหล่านี้เพื่อหยุดการติดตามทางไฟฟ้า

การระบุระดับต่ำเกินไปจะนำไปสู่ผลการปฏิบัติงานที่รุนแรง ไฟกระชากทะลุกำแพงฉนวนที่อ่อนแอได้ง่าย คุณจะพบกับการพังทลายของอิเล็กทริกเมื่อฉนวนภายในล้มเหลว คุณจะต้องเผชิญกับวาบไฟภายนอกหากระยะการโค้งของพื้นผิวสั้นลง โหมดความล้มเหลวทั้งสองโหมดจะทำลายฮาร์ดแวร์และทำให้เครือข่ายขัดข้องอย่างกว้างขวาง ข้อกำหนดที่เหมาะสมจะทำหน้าที่เป็นกรมธรรม์ประกันภัยหลักของคุณต่อความล้มเหลวเหล่านี้

มิติที่สำคัญ 3 ประการสำหรับการประเมินและการเลือก BIL

คุณไม่สามารถเลือกระดับฉนวนที่เหมาะสมโดยการคาดเดาได้ วิศวกรใช้วิธีการที่เป็นระบบเพื่อประสานระดับฉนวน เราประเมินมิติหลักสามมิติเพื่อสร้างพื้นฐานที่เชื่อถือได้

1. แรงดันไฟฟ้าและตัวดักจับระบบที่กำหนด

การคำนวณพื้นฐานของคุณเริ่มต้นด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ (Um) มาตรฐานจะจัดแนวค่า Um เฉพาะให้สอดคล้องกับข้อกำหนดแรงกระตุ้นขั้นต่ำ ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไประบบ 36kV ต้องการ BIL พื้นฐานที่ 170kV อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าของระบบดิบจะวาดภาพเพียงครึ่งเดียวเท่านั้น คุณต้องคำนึงถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของคุณ

อุปกรณ์จับจะมีระดับป้องกันแรงกระตุ้นฟ้าผ่า (LIPL) พวกเขายึดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวที่เกณฑ์เฉพาะ ระดับฉนวนของคุณจะต้องเกินเกณฑ์การหนีบนี้ด้วยระยะขอบที่ปลอดภัย โดยทั่วไปเราจะรักษาส่วนต่างการประสานงานไว้ที่ 15% ถึง 20% หากตัวจับยึดที่ 100kV คุณต้องมีระดับความเป็นฉนวนอย่างน้อย 120kV ขอบนี้รับประกันว่าตัวจับจะดูดซับไฟกระชากก่อนที่ฉนวนจะล้มเหลว

2. ระดับความสูงและการลดระดับสิ่งแวดล้อม (ประสบการณ์/การใช้งาน)

สภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงความเป็นฉนวนอย่างมาก อากาศทำหน้าที่เป็นสื่อกลางฉนวนหลักรอบๆ พอร์ซเลนภายนอกหรือตัวเรือนคอมโพสิต เมื่อคุณเคลื่อนที่ไปยังพื้นที่สูง ความหนาแน่นของอากาศจะลดลงอย่างมาก อากาศที่บางกว่ามีความต้านทานต่อวาบไฟทางไฟฟ้าน้อยลง

เราสังเกตปรากฏการณ์นี้ผ่านกฎของปาเชน การติดตั้งที่สูงกว่า 1,000 เมตร (3,300 ฟุต) จำเป็นต้องมีปัจจัยแก้ไขโดยทันที คุณต้องใช้ตัวคูณการลดคะแนนระดับความสูงเพื่อความปลอดภัย มลพิษที่หนักหน่วงยังบังคับให้มีการประเมินใหม่อีกด้วย หมอกเกลือชายฝั่งหรือฝุ่นอุตสาหกรรมทำให้ความต้านทานพื้นผิวลดลง คุณอาจต้องการคะแนนโดยรวมที่สูงกว่าหรือมีโปรไฟล์การคืบคลานที่ได้รับการแก้ไขอย่างมาก

ตารางที่ 1: ปัจจัยการแก้ไขระดับความสูงมาตรฐานสำหรับฉนวนอากาศ

3. การกำหนดค่าสายดินที่เป็นกลาง

การกำหนดค่าการต่อสายดินของเครือข่ายของคุณจะกำหนดพฤติกรรมชั่วคราว เครือข่ายที่มีการลงกราวด์อย่างแน่นหนาจะกระจายพลังงานไฟกระชากอย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้คุณใช้พิกัดฉนวนมาตรฐานที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมได้ ระบบที่มีสายดินอิมพีแดนซ์หรือไม่มีสายดินมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

เครือข่ายที่ไม่มีเหตุผลจะพบกับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นกลางอย่างรุนแรงในระหว่างสภาวะข้อผิดพลาด ขั้วต่อแบบไม่มีกราวด์ H0 เผชิญกับการสะท้อนของแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ ตามทฤษฎีแล้วแรงดันไฟฟ้าสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าที่จุดที่เป็นกลางในระหว่างที่เกิดข้อผิดพลาดระหว่างสายดิน คุณต้องระบุความสามารถชั่วคราวที่สูงขึ้นมากสำหรับการกำหนดค่าเหล่านี้ การไม่อัพเกรดพิกัดขั้วต่อที่เป็นกลางทำให้เกิดความล้มเหลวในการเจาะโดยตรง

มาตรฐานการนำทาง: ข้อมูลจำเพาะบูชหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง DIN, EN และ

สภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบทั่วโลกกำหนดวิธีที่เราระบุฉนวน คุณต้องแมปข้อกำหนดของคุณกับกรอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดระดับภูมิภาค การใช้มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับทำให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันและความสม่ำเสมอทางกล

การระบุ บุชหม้อแปลง DIN ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการทางวิศวกรรม มาตรฐาน DIN ของเยอรมันมีอิทธิพลอย่างมากต่อการออกแบบอุปกรณ์ทั่วโลก โดยจะกำหนดมาตรฐานของหน้าแปลนยึด เส้นผ่านศูนย์กลางของก้าน และวงกลมของสลักเกลียวอย่างเคร่งครัด ทำให้สามารถคาดเดาการดัดแปลงทางกายภาพได้สูง ในทำนองเดียวกันการเลือก EN Transformer Bushing รับประกันการปฏิบัติตามบรรทัดฐานของยุโรป กรอบงานทั้งสองมีความสอดคล้องกับแนวทาง IEC 60137 อย่างใกล้ชิด โดยจะกำหนดเกณฑ์ขั้นต่ำทางไฟฟ้าที่แน่นอนสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าแต่ละระดับของระบบ

การใช้งานที่เกิน 72.5 kV จะทำให้เกิดเกณฑ์การประเมินที่เข้มงวดยิ่งขึ้น เมื่อคุณระบุก บูชหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง ฉนวน เทกองมาตรฐานใช้งานไม่ได้อีกต่อไป ไฟฟ้าแรงสูงต้องการการจัดระดับความจุภายในเพื่อจัดการกับความเครียดทางไฟฟ้าที่รุนแรง ผู้ผลิตใช้ฟอยล์นำไฟฟ้าและวัสดุฉนวนสลับชั้น พวกเขาใช้กระดาษที่ชุบน้ำมัน (OIP), กระดาษที่ชุบเรซิน (RIP) หรือสารสังเคราะห์ที่ชุบด้วยเรซิน (RIS) การให้เกรดที่แม่นยำนี้จะควบคุมการกระจายของสนามไฟฟ้า ช่วยให้มั่นใจได้ว่าฮาร์ดแวร์จะสามารถตอบสนองความต้องการแรงกระตุ้นฟ้าผ่าขนาดใหญ่ได้อย่างน่าเชื่อถือ

ความเป็นจริงของการนำไปปฏิบัติ: หลีกเลี่ยงกับดักข้อมูลจำเพาะทั่วไป

การคำนวณทางทฤษฎีมักจะล้มเหลวในสถานการณ์จริงเนื่องจากการกำกับดูแล วิศวกรมักตกอยู่ในกับดักด้านคุณสมบัติที่คาดเดาได้ คุณต้องตระหนักถึงข้อผิดพลาดเหล่านี้เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของเครือข่ายในระยะยาว

1. การคดเคี้ยวและการให้คะแนนภายนอกไม่ตรงกัน: ฮาร์ดแวร์ภายนอกของคุณจะต้องประสานงานกับส่วนประกอบภายใน โดยทั่วไปพิกัดภายนอกจะต้องเท่ากับหรือเกินพิกัดขดลวดของหม้อแปลงเล็กน้อย หากฮาร์ดแวร์ภายนอกอ่อนแอลง ก็จะกลายเป็นจุดล้มเหลว คุณไม่ต้องการให้เกิดกระแสไฟกระชากชั่วคราวเพื่อละเมิดอินเทอร์เฟซหลัก

2. การเพิกเฉยต่ออิทธิพลของ Creepage: วิศวกรหลายคนถือว่าอัตราแรงกระตุ้นที่สูงกว่าจะช่วยแก้ปัญหาการปนเปื้อนจำนวนมากได้โดยอัตโนมัติ นี่เป็นข้อผิดพลาดที่อันตราย พิกัดแรงกระตุ้นขึ้นอยู่กับระยะอาร์คแห้ง (เส้นตรง) การปนเปื้อนต้องใช้ระยะห่างตามผิวฉนวนจำเพาะ (เส้นทางรูปร่างของพื้นผิว) คุณสามารถมีความสามารถในการกระตุ้นแรงกระตุ้นได้มหาศาล แต่ยังคงพบกับมลพิษที่วาบไฟตามผิวไป คุณต้องระบุพารามิเตอร์ทั้งสองอย่างแยกจากกัน

3. ช่องว่างในการทดสอบ: อย่ายอมรับข้อมูลซัพพลายเออร์ที่ไม่ได้รับการยืนยัน ผู้ผลิตมักระบุความสามารถทางทฤษฎีไว้ คุณต้องขอหลักฐาน การทดสอบการทนต่อแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้นฟ้าผ่าอันเข้มงวดช่วยยืนยันการอยู่รอดชั่วคราว การทดสอบตามปกติ รวมถึงการวัดการคายประจุบางส่วนและความจุไฟฟ้า ช่วยยืนยันความสม่ำเสมอในการผลิต การข้ามการตรวจสอบเอกสารทำให้เกิดความเสี่ยงในการปฏิบัติงานที่ยอมรับไม่ได้

วิธีคัดเลือกซัพพลายเออร์สำหรับความต้องการบูชชิ่งหม้อแปลงของคุณ

ทีมจัดซื้อจำเป็นต้องมีกรอบการทำงานที่โปร่งใสในการคัดเลือกผู้ผลิต คุณไม่สามารถประเมินซัพพลายเออร์โดยอิงจากระยะเวลารอคอยสินค้าเพียงอย่างเดียวได้ ใช้รายการตรวจสอบโดยละเอียดนี้เพื่อตรวจสอบผู้ที่อาจเป็นพันธมิตร

• การสนับสนุนและการปรับแต่งทางวิศวกรรม: ซัพพลายเออร์สามารถคำนวณปัจจัยการลดพิกัดระดับความสูงและอุณหภูมิได้หรือไม่ พวกเขาจัดเตรียมโรงเก็บของแบบกำหนดเองสำหรับสภาพแวดล้อมมลพิษที่เป็นเอกลักษณ์หรือไม่? การสนับสนุนทางวิศวกรรมที่แข็งแกร่งบ่งบอกถึงความสามารถทางเทคนิคเชิงลึก

• การประกันคุณภาพและเอกสารประกอบ: มีการทดสอบการยอมรับของโรงงาน (FAT) ที่โปร่งใสหรือไม่ คุณควรคาดหวังข้อมูลการทดสอบที่ผ่านมาที่ครอบคลุม ขอรายงานการทดสอบประเภทที่ผ่านการรับรองจากห้องปฏิบัติการอิสระ ปฏิเสธการจัดส่งที่ไม่มีใบรับรองการทดสอบประจำโดยละเอียด

• ความโปร่งใสของวัสดุ: พวกเขากำหนดสื่อฉนวนอย่างชัดเจนหรือไม่? ควรระบุเกรดที่แน่นอนของพอร์ซเลนหรืออีพอกซีที่ใช้ หากใช้เทคโนโลยี RIP หรือ RIS ต้องพิสูจน์ความต้านทานการซึมผ่านของความชื้น ซัพพลายเออร์จะต้องอธิบายว่าวัสดุเฉพาะของตนมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้สภาวะชั่วคราวที่ได้รับการจัดอันดับ

บทสรุป

การเลือกความสามารถของฉนวนที่เหมาะสมต้องใช้ความสมดุลทางวิศวกรรมอย่างระมัดระวัง คุณต้องประสานการปฏิบัติตามมาตรฐาน ความเป็นจริงด้านสิ่งแวดล้อม และการประสานงานการป้องกันไฟกระชากให้สอดคล้องกัน การใช้การออกแบบที่ได้มาตรฐาน เช่น รุ่น DIN หรือ EN ทำให้เกิดพื้นฐานทางกลที่มั่นคง อย่างไรก็ตาม คุณต้องปรับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าสำหรับการกำหนดค่าความสูง มลภาวะ และการต่อสายดินเสมอ การประเมินที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันการเกิดวาบไฟตามภัยพิบัติและรับประกันความเสถียรของกริด

ขั้นตอนต่อไปของคุณต้องมีการดำเนินการ ตรวจสอบข้อมูลสิ่งแวดล้อมของสถานีย่อยปัจจุบันของคุณทันที บันทึกระดับความสูงในการติดตั้ง แรงดันไฟฟ้าของระบบ และระดับการป้องกันสายดินที่แน่นอนของคุณ ติดต่อทีมขายด้านเทคนิคของคุณด้วยข้อมูลที่แม่นยำนี้ พวกเขาจะใช้ตัวชี้วัดเหล่านี้เพื่อสร้างคำแนะนำข้อกำหนดที่แม่นยำและยาวนาน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ฉันสามารถใช้บุชชิ่ง BIL ที่สูงกว่าที่ระบบของฉันต้องการได้หรือไม่

ตอบ: ได้ คุณสามารถระบุระดับที่สูงกว่าได้ วิธีการนี้ให้ความปลอดภัยเพิ่มเติม โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในที่สูง อย่างไรก็ตาม จะเพิ่มรอยเท้าทางกายภาพและน้ำหนักโดยรวม คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างในการติดตั้งและสายหม้อแปลงภายในที่มีอยู่สามารถรองรับฮาร์ดแวร์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามากได้

ถาม: บุชชิ่งหม้อแปลง DIN รับประกัน BIL เฉพาะเจาะจงหรือไม่

ตอบ: ไม่ มาตรฐาน DIN กำหนดมาตรฐานการติดตั้งด้านมิติ กลไก และหน้าแปลนเป็นหลัก ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการแลกเปลี่ยนทางกายภาพ คุณยังต้องจับคู่พิกัดทางไฟฟ้าให้ตรงกับระดับแรงดันไฟฟ้าเฉพาะของคุณตามข้อกำหนด IEC 60137 อย่างชัดเจน

ถาม: BIL ที่จำเป็นสำหรับเทอร์มินัลเป็นกลางแบบไม่มีกราวด์ H0 คืออะไร

ตอบ: ความเป็นกลางที่ไม่มีเหตุผลจะเกิดการสะท้อนของแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ในระหว่างสภาวะความผิดปกติ แรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลางสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก โดยปกติคุณจะต้องระบุระดับแรงกระตุ้นที่สูงกว่าระบบที่มีการต่อสายดินอย่างแน่นหนามาก วิศวกรมักจะเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งระดับเพื่อป้องกันการเจาะ

ถาม: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากส่งผลต่อการเลือก BIL ของบุชชิ่งของฉันอย่างไร

ตอบ: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะกำหนดขอบเขตความปลอดภัยที่คุณต้องการ คุณต้องประสานงาน Lightning Impulse Protective Level (LIPL) ของ Arrester กับฮาร์ดแวร์ของคุณ เราต้องการส่วนต่างการประสานงานขั้นต่ำ 15% ถึง 20% ระดับฮาร์ดแวร์จะต้องอยู่เหนือแรงดันแคลมป์สูงสุดของตัวจับอย่างปลอดภัยเสมอ