טֶכנִי

הימנעות מתקלות מבודד עקב בחירה לא נכונה

Jul 28, 2023 השאר הודעה

מדוע יותר מחמישה עשורים לאחר שהוצגו, נותרה חוסר הסכמה רחבה לגבי האם מבודדים מרוכבים תמיד מציעים אלטרנטיבה תקפה למבודדים קרמיים? לדעתו של המומחה והמשקיף בתעשייה, אלברטו פיג'יני, הבעיה הבסיסית מאחורי השקפות סותרות על האמינות -לטווח הארוך של טכנולוגיית הבידוד המרוכבת נעוצה בעובדה שביצועים של כל מבודד תלויים במידה רבה בבחירת העיצוב בהתחשב בסביבת השירות המיועדת לו.

למרבה הצער, במקרה של מבודדים מרוכבים זה לא תמיד נעשה בצורה נכונה. לדוגמה, מפרט לא הולם או שטחי מדי מנקודת המבט החשמלית עלול להוביל להברקה של מבודדים קרמיים. אבל במקרה של מבודדים מרוכבים התוצאה עלולה להיות נזק קבוע.

מבודדים מרוכבים מציעים מספר יתרונות-מתועדים היטב. עם זאת, בניגוד למה שקודם במהלך שנותיהם הראשונות, הם בהחלט לא 'ניתנים להריסה'. לכן, כדי להבטיח ביצועים דומים או טובים יותר מאלה המצופה ממבודדים קרמיים, יש לנקוט זהירות רבה ב:
• מפרט,
• טיפול, ו
• התקנה.
ביחס למפרט, חלק גדול מהבעיות שדווחו עם מבודדים אלו לאורך השנים ניתן לייחס לליקויים בבחירה - במיוחד מנקודת מבט חשמלית. הסיבה לכך היא שהתכנון החשמלי של מבודדים מרוכבים לא אמור להיעשות בהסתכלות רק על ביצועי ההבזק שלהם במהלך בדיקות- קצרות טווח. במקום זאת, היא חייבת להתבסס באופן אידיאלי על הסיכון להתדרדרות פני השטח כתוצאה מהפרשות חלקיות שעלולות לגרום למעקב, שחיקה ובסופו של דבר לכשל.

זהו חיסרון קריטי שכן מבודדים מרוכבים פגיעים מאוד לנזק אם יהיו פריקות חלקיות מתמשכות ופעילות קשתות על או ליד המשטחים שלהם. לדוגמה, מקרים רבים שדווחו של כשל נבעו מכך שהתקנת מבודדים ללא אלקטרודות מיגון מתאימות כדי להגביל את שיפועי השדה החשמלי בקרבת קצה המתח הגבוה שלהם ואפילו בקצה הארקה שלהם במקרה של מתחי מערכת גבוהים מאוד.

באופן דומה, כשלים היו לפעמים תוצאה של הערכה לא מדויקת של סביבת שירות הזיהום האמיתי. חוברת CIGRE 142-1999 הסבירה כי ניסיון מבדיקות הזדקנות מעבדתיות כמו גם ניסויי שדה אישר שיש שלושה סוגים של זרם דליפה על מבודדים מרוכבים בתנאי הרטבה רגילים:
1. מחלקה-נמוכה, מאוד לסירוגין;
2. זרם ממוצע גבוה יחסית של כמה mA, אך רחוק מערכים אופייניים לתנאי טרום-הבהוב;
3. דרגת ערך זרם גבוהה (כלומר כמה מאות mA) המעידה על כך שהמבודד מתקרב להבהוב.
בעוד שמבודדים קרמיים מתוכננים תוך הסתכלות בעיקר על זרם דליפה מסוג 'c', יש לתכנן יחידות מבודדות מרוכבות במקום זאת תוך התחשבות בזרמי 'btype'. למעשה, מחקרים הצביעו על כך שבעוד שלזרמים מסוג 'א' יש השפעה מועטה על הביצועים לטווח ארוך-, סריקת זרם 'ב' מובילה למעקב ושחיקה ואולי לכשל קבוע.

כתוצאה מכך, תמיד צריך להיות מרווח עיצובי מספיק בין חומרת העמידות לזיהום סביבתי בפועל בכל פעם שבוחרים מבודדים מרוכבים. הצורך הקריטי הוא להגביל את זרם הדליפה לאורך חיי השירות המלאים תוך התחשבות בהשפעה האפשרית של מתחי השירות על הידרופוביות פני השטח ועל יכולת ההרטבה. לכן, במקרה של מבודדים מרוכבים, בין אם AC או DC, הגישה הקונבנציונלית המבוססת על מחלקות זיהום כפי שהוגדרו ב-IEC 60815 יכולה להיחשב מפוקפקת.

במקום זאת, כדי להבטיח ביצועי שירות משביעי רצון, יש לבצע גישה סטטיסטית המתייחסת גם לפרמטרים סביבתיים וגם למאפייני מבודד ספציפיים. בפרט, המפרט במונחים של מרחק זחילה נדרש לבדו אינו מספיק. לדוגמה, היעילות של פרופיל עשויה להיות נמוכה אם יותר מדי זחילה נכפת על מרחק קשת נתון. אינדיקציות לפי IEC 60815 צריכות להיחשב יותר כ"כלי התמצאות" מאשר תחליף למידע המגיע מבדיקה.

לאותם מבודדים מרוכבים שכבר מותקנים בקווים ושם זה מאוחר מדי לשנות מפרטים, אבחון המבוסס על מדידת זרם דליפה לאורך יחידות נבחרות יכול לסייע בזיהוי אי ספיקה אפשרית בתכנון ובשטיפת ההדק אם ערכי זרם דליפה ממוצעים יגיעו לדרג ההרסני 'b'type.

אמנם רק ההיבט של תכנון חשמלי נחשב כאן, אבל מפרט מתאים מנקודת מבט מכאנית הוא כמובן גם חשוב ואולי אפילו יותר מאשר עבור מבודדים קרמיים. שוב, כשלים רבים שדווחו, במיוחד המשפיעים על הדורות האחרונים של מבודדים מרוכבים, נבעו ממפרט מכני לא מדויק או מטיפול שגוי ושיטות התקנה לא נאותות שלא לוקחות בחשבון את הנזק הקבוע שעלול להתרחש.

באופן עקרוני, הבגרות והאמינות הפנימית של מבודדים מרוכבים יכולים כעת להיחשב משביעי רצון וברמה גבוהה כמו מבודדים קרמיים. עם זאת, המהימנות בפועל תהיה תלויה בשאלה אם המפרטים החשמליים והמכניים מדויקים, וכן יביא בחשבון את המאפיינים המיוחדים שלהם, התגובה ללחצי שירות ספציפיים ושיטות ההתקנה.

שלח החקירה