Ogni test di routine in fabbrica può essere superato e un trasformatore può comunque guastarsi in servizio a causa di una parte che pesa meno dell'1% dell'unità. Le registrazioni sul campo della stazione di test sull'inquinamento di Koeberg, sulla costa occidentale del Sud Africa, sottolineano il punto: isolatori di porcellana nuda con una tensione di dispersione specifica di 32,4 mm/kV lampeggiavano nella nebbia salina circa una volta all'anno, mentre le boccole rivestite con una tensione di 30 mm/kV rimanevano in servizio per circa quindici anni nella stessa aria costiera. L’ambiente ha deciso il risultato, non il nome.
Ecco perché vale la pena leggere attentamente la linea delle boccole quando arriva una richiesta di preventivo da un progetto costiero, desertico o dell'industria pesante. Nella maggior parte dei casi si legge così: un codice tipo e un valore di amperaggio, senza valori di dispersione e senza riferimento allo standard in base al quale è stato costruito. Colmare questo divario prima che venga effettuato l’ordine è la differenza tra aboccola del trasformatoreche dura tutta la vita dell'unità e che diventa un elemento di manutenzione annuale.
Cosa fa effettivamente una boccola del trasformatore
A boccola del trasformatoreè l'interfaccia isolata che consente a un conduttore ad alta tensione di attraversare una barriera messa a terra. All'interno del serbatoio il conduttore si trova nell'olio del trasformatore; all'esterno del serbatoio lo stesso conduttore si trova nell'aria. Un componente gestisce due mezzi dielettrici con un comportamento di rottura completamente diverso, oltre all'espansione termica, oltre a qualunque condizione atmosferica incida sulla superficie esterna per i prossimi trent'anni.
Carta impregnata d'olioboccole del condensatoregestire il problema dello stress con strati conduttivi graduati capacitivamente avvolti nella carta. Invece di lasciare che il campo elettrico si accumuli sulla flangia di montaggio, gli strati di classificazione lo dividono in gradini controllati lungo la lunghezza della boccola. La stessa struttura fornisce agli acquirenti un elemento diagnostico: la capacità e il fattore di potenza misurati alla presa di prova mostrano cosa sta facendo l'isolamento anni dopo, senza mettere fuori servizio l'unità.
I valori devono essere in linea con il trasformatore sottostante. Un'unità di classe 34,5 kV è normalmente costruita a 200 kV BIL (livello di isolamento di base) e il passante deve soddisfare o superare tale livello, con l'isolamento lato olio e lato aria coordinato anziché trattato separatamente. Richiedere entrambe le cifre sul disegno, accanto alla corrente nominale.
OIP, RIP e composito: le tipologie effettivamente scelte dagli acquirenti
Due famiglie di costruzioni coprono la maggior parte dei progetti:boccola in carta impregnata d'olio (OIP).disegni eboccola in carta impregnata di resina (RIP).disegni. L'alloggiamento che li circonda è in porcellana o in polimero composito e questa seconda scelta modifica la manutenzione più di quanto la maggior parte degli acquirenti si aspetti.
| Tipo | Costruzione | Dove si adatta | Cosa controllare |
|---|---|---|---|
| Boccola del condensatore OIP | Strati di carta impregnata d'olio all'interno di un corpo sigillato pieno d'olio, con rubinetto di prova | Trasformatori di potenza convenzionali e in olio; siti con una squadra di manutenzione consolidata | Livello dell'olio e condizioni delle guarnizioni; verificare che la presa di prova esista in modo che la capacità e il fattore di potenza possano essere misurati in seguito |
| Boccola RIP | Carta impregnata di resina, asciutta, senza olio interno | Sottostazioni con spazio limitato, zone sismiche, data center e cantieri industriali dove nessuno vuole una routine petrolifera | Qualità costruttiva e delaminazione; le opzioni di riparazione sul campo sono limitate, quindi sostituire anziché ricondizionare |
| Alloggiamento in porcellana | Ripari in ceramica smaltata sul nucleo della boccola | Progetti standard dove la rigidità meccanica e l'aspetto familiare contano | Rischio di scheggiatura e frantumazione durante il trasporto e da atti vandalici; su siti inquinati specificare un rivestimento RTV |
| Alloggiamento composito (silicone). | Il polimero si deposita su un nucleo rinforzato con fibre | Cantieri costieri e fortemente inquinati; il peso più leggero riduce i danni da manipolazione | Profilo del capannone e rapporto S/P del fornitore; controllo di processo sullo stampaggio dell'alloggiamento |
RIP è la risposta per un data center o una sottostazione preassemblata in cui nessuno vuole possedere una routine di gestione dell'olio: non c'è olio interno da campionare, l'unità è più leggera e tollera meglio il movimento sismico. OIP domina ancora sui trasformatori di potenza convenzionali e vanta una lunga esperienza di servizio, con un avvertimento: guarnizioni e paraolio diventano parte del piano di manutenzione.
Lasciamo che sia l’ambiente a prendere la decisione sugli alloggi. In un sito costiero o inquinato, aalloggiamento della boccola in materiale compositocon capannoni idrofobici offre prestazioni di inquinamento che la porcellana non può eguagliare senza un rivestimento RTV e non si frantuma se qualcosa la colpisce. La porcellana vince ancora quando conta la rigidità meccanica, a condizione che la dispersione termica sia specificata per la classe di inquinamento effettiva piuttosto che per un requisito generico. Se si specifica la porcellana su un sito inquinato, rendere il rivestimento RTV un elemento riga nel disegno - aalloggiamento della boccola in materiale compositospesso è la strada più semplice per ottenere lo stesso rendimento in termini di inquinamento.
La distanza di dispersione è il numero che decide le prestazioni di inquinamento
Distanza superficiale specifica(SCD) è la distanza di dispersione tra fase e terra divisa per la tensione di sistema più alta dell'apparecchiatura, espressa in mm/kV. In qualsiasi cantiere che presenti nebbia salina, polvere di cemento, sabbia o ricadute industriali, è il numero più utile sul disegno della boccola. I valori su cui lavora la maggior parte delle utility provengono da IEC/TR 60815, pubblicato daCEI.
| Livello di inquinamento | Condizioni tipiche del sito | Distanza superficiale specifica minima |
|---|---|---|
| Leggero | Aree interne agricole o a bassa densità, scarse precipitazioni con lavaggi regolari | 16mm/kV |
| Medio | Aree interne con polvere, industria leggera, pioggia moderata | 20mm/kV |
| Pesante | Fasce costiere, zone industriali, deserti con forti venti e nebbia salina | 25mm/kV |
| Molto pesante | Mare nel raggio di pochi chilometri, nebbia conduttiva, industria pesante con bagnatura | 31mm/kV |
Fai i conti prima di ordinare. Su un sistema da 34,5 kV, dove la tensione di sistema più alta è 36,5 kV, una classificazione di inquinamento pesante richiede almeno 912 mm di distanza di dispersione (36,5 × 25); una classificazione molto pesante spinge la cifra a circa 1.132 mm (36,5 × 31). Confrontalo con la boccola che ti è stata citata, non con un'affermazione generale "antinquinamento" su una scheda tecnica.
Due perfezionamenti contano. Le boccole con un diametro medio superiore a 500 mm necessitano generalmente di un aumento dell'SCD del 10-20% per compensare l'effetto del diametro. E la nuova serie IEC/TS 60815 incoraggia la misurazione della gravità dell’inquinamento del sito – campionamento ESDD e NSDD per almeno un anno – invece di classificare un sito a memoria.
Perché le boccole del trasformatore si guastano e cosa gli acquirenti possono capire in tempo
I guasti alle boccole seguono un breve elenco di cause: ingresso di umidità attraverso guarnizioni invecchiate o un alloggiamento rotto; scarico parziale all'interno degli strati di carta; danno termico ad una connessione terminale bullonata che non è mai stata serrata correttamente; e danni meccanici durante il trasporto o causati da animali selvatici e atti vandalici.
La maggior parte di questi lascia una traccia molto prima di provocare un viaggio. La capacità e il fattore di potenza misurati alla presa di prova si spostano quando l'umidità entra nel nucleo. La scansione a infrarossi sotto carico rileva un morsetto del terminale allentato. La resistenza dell'isolamento e il passaggio visivo sopra i capannoni rilevano la contaminazione superficiale e le gonne scheggiate. Sui tipi OIP, il campionamento dell'olio delle boccole, separato dal serbatoio principale, rivela umidità o decomposizione precoce.
Ciò che rende tutto ciò utile è una linea di base. Registrare i valori di capacità e fattore di potenza di fabbrica alla messa in servizio, fotografare i capannoni all'arrivo e ripetere la misurazione alla prima interruzione annuale. Dopodiché, qualsiasi deriva ha qualcosa con cui confrontarsi e una questione di bushing diventa una sostituzione pianificata anziché un'emergenza. Secondo la nostra esperienza, i progetti che individuano tempestivamente i problemi sono quelli con una registrazione scritta della messa in servizio, non quelli con le apparecchiature di prova più recenti.
Cosa inserire nella richiesta di offerta
Una specifica di boccola non sopravvivrà ad una telefonata. Inseriscilo nel documento:
• Norma e tipo.Assegna un nome all'edizione - IEC 60137 o serie IEEE C57.19 - e indica se desideri una boccola del condensatore OIP o un design RIP.
• Livello di isolamento.BIL da abbinare al trasformatore, sia lato olio che lato aria.
• Distanza superficiale specifica minima.In mm/kV, con dietro la classe di inquinamento, quindi un progetto costiero non viene mai fornito con una specifica per l'entroterra.
• Corrente nominale e potenza termica.Con un margine superiore alla corrente nominale del trasformatore anziché esattamente uguale ad essa.
• Materiale dell'alloggiamento e disposizione dei terminali.Dimensioni del pad, schema dei fori e tipo di connettore che il personale del sito utilizzerà effettivamente.
• Prove di prova.Valori di capacità e fattore di potenza registrati tramite il numero di serie della boccola, oltre ai risultati dei test dielettrici di routine per l'unità completa.
La certificazione è l'ultimo tassello. Le prestazioni delle boccole vengono verificate rispetto allo standard pertinente, mentre il trasformatore nel suo insieme è elencato o certificato per il mercato di destinazione - UL negli Stati Uniti, CSA in Canada - il che rende la documentazione del fornitore delle boccole parte del vostro file di conformità. I prodotti elencati possono essere controllatiSoluzioni ULe le pagine standard stesse sono pubblicate daAssociazione per gli standard IEEE.
Come gestiamo le boccole nei progetti costieri e nel deserto
Ryan Electric costruisce trasformatori a secco e a bagno d'olio in uno stabilimento di 120.000 m² a Jiangsu ed è partner della joint venture Eaton dal 2023.Boccola del trasformatorela selezione si trova all'interno del pacchetto di disegni anziché arrivare successivamente in un'e-mail separata: tipo, materiale dell'alloggiamento, classe di dispersione, BIL, disposizione dei terminali e valori dei test di fabbrica vengono emessi insieme ai disegni del trasformatore, in modo che il personale del sito e il consulente lavorino su un unico documento.
Per un progetto costiero, desertico o dell’industria pesante la conversazione inizia con la classe di inquinamento e la tensione del sistema. Successivamente proponiamo un passante con il margine di dispersione richiesto dal sito, confermiamo la disposizione dei terminali rispetto al cavo o alla sbarra collettrice da far atterrare e pubblichiamo i valori di capacità in modo che il team di commissioning abbia una linea di riferimento il primo giorno. Il nostro portafoglio di certificazioni copre UL, CSA, IEEE e DEKRA e le unità che spediamo in Nord America sono elencate per quel mercato anziché adattate ad esso.
Specificare boccole per un sito inquinato o costiero?
Inviare la tensione dell'impianto, la classe di inquinamento e la taglia del trasformatoreryan-transformers.com. Torneremo con una raccomandazione sulle boccole, la stima della dispersione termica sottostante e il percorso di certificazione per il vostro mercato, prima che i disegni vengano congelati anziché dopo.
Informazioni sull'autore:Questo articolo è stato scritto dal team di ingegneri di Ryan Electric, un produttore di trasformatori quotato UL e certificato CSA con sede in Jiangsu, Cina e partner di una joint venture Eaton dal 2023, che serve clienti di servizi di pubblica utilità, data center, rinnovabili e industriali in Nord America, Medio Oriente, Sud-est asiatico e Africa.
