Bună tuturor, vă mulțumim că ați trecut pe aici pentru a discuta despre una dintre cele mai frecvente întrebări pe care le primim aici la laboratorul de transformare de testare AC DC de tip uscat — care este limita reală de creștere a temperaturii pentru aceste unități? Dacă ați lucrat vreodată cu echipamente de testare de înaltă tensiune, știți că vârfurile de temperatură nu sunt doar un inconvenient minor; pot afecta performanța, pot scurta durata de viață a componentelor și chiar pot cauza probleme de siguranță în continuare. Fiind cineva care vinde și susține aceste transformatoare de ani de zile, am văzut direct cât de confuză poate fi această limită pentru oamenii care sunt obișnuiți cu alternative de tip ulei. Să dezvăluim asta fără tot jargonul, promit.
În primul rând, să clarificăm ce este un transformator de test de tip uscat, deoarece aceasta este baza aici. Spre deosebire de unitățile umplute cu ulei (probabil ați văzut legături pentru lucruri precum testerul de hipotizare AC DC cu transformator de tip ulei, care sunt grozave pentru aplicații specifice, dar nu tip uscat), acestea folosesc aer sau izolație solidă în loc de ulei mineral pentru răcire și rezistență dielectrică. Aceasta înseamnă că limitele lor de temperatură sunt legate direct de materialele de izolație cu care sunt construite - fără ulei care să acționeze ca un tampon împotriva căldurii.
Majoritatea transformatoarelor de tip uscat pentru testarea AC DC folosesc izolație Clasa F sau Clasa H, nu? Așteptați, recapitulare rapidă asupra orelor de izolare, deoarece acest lucru este de tip „sau dezactivat”: clasa A este de tip vechi (hârtie, bumbac), creșterea temperaturii maxime cu 60°C față de mediul ambiant; Clasa F este materiale sintetice cum ar fi rășina epoxidică, mica, creșterea maximă de 105°C; Clasa H este chiar mai mare - cauciuc siliconic sau epoxidic avansat, creștere maximă de 125°C. Temperatura ambientală, apropo, este de obicei standardul de 40°C pe care îl folosim pentru testarea echipamentelor electrice, așa că adăugarea creșterii vă oferă temperatura totală de funcționare. Dar aici devine dificil pentru transformatoarele de testare în special: aceste unități nu funcționează la starea staționară ca un transformator de putere. Vorbim de teste scurte, de înaltă tensiune – minute până la ore, nu 24/7. Deci asta schimbă limita?
Din testele noastre de laborator și standardele din industrie (voi ajunge la acestea mai târziu), răspunsul este un „da, dar nu atât de mult pe cât ați putea crede”. Transformatoarele de putere pot face față temperaturii suplimentare pentru explozii scurte, deoarece sunt proiectate pentru utilizare continuă, dar transformatoarele de testare sunt împinse cu putere în ferestre scurte, astfel încât clasa de izolație termică guvernează în continuare limita de siguranță. De exemplu, un transformator de testare uscat de Clasa F: dacă mediul ambiant este de 40°C, temperatura totală maximă este de 155°C, deci creșterea nu poate depăși 115°C? Stai, nu, stai, nu, amestec temperatura totală cu creșterea. Permiteți-mi să corectez că: standardul IEC 60076-12 (pentru transformatoarele de putere de tip uscat) și IEC 60450 (pentru transformatoarele de testare) specifică că măsurarea creșterii temperaturii se face prin rezistență (pentru înfășurări) sau senzor (pentru miez). Pentru izolația Clasa F, limita de creștere a temperaturii înfășurării pentru transformatoarele de testare este de 80°C peste 40°C mediului ambiant. Acest lucru dă un total de 120°C, ceea ce este cu mult sub totalul maxim al clasei F de 155°C – deci există un tampon de siguranță încorporat.
Acum, de ce contează asta pentru cineva din piață? Dacă cumpărați un transformator de testare de tip uscat, scutiți de clasa de izolație pentru a economisi un dolar va duce la supraîncălzire în timpul testelor. Am avut un client în urmă cu câțiva ani care a optat pentru o izolație de clasă B de calitate inferioară (care este o creștere totală de 80 °C, nu 80 °C față de mediul ambiant) pe o unitate de testare pentru testele lor de hipot de 100 kV AC. După 15 minute de testare continuă, înfășurarea a atins 170°C – mult peste totalul clasei F, cu atât mai puțin clasa lor ieftină B. Izolația s-a crăpat, au fost nevoiți să înlocuiască întregul transformator și au ratat termenul limită al proiectului. Acesta este genul de durere de cap pe care vrem să vă ajutăm să evitați.
Un alt punct: transformatoarele de tip uscat nu au acea răcire naturală de la convecția uleiului, așa că ne bazăm pe aer forțat sau chiar pe convecție naturală. Dacă configurația dvs. de testare este într-un spațiu mic, închis, fără flux de aer, creșterea temperaturii va fi mai mare decât limita nominală. Întotdeauna sfătuim clienții să verifice mediul lor de testare – ventilația este esențială. Comparați cu unitățile de tip ulei, în care chiar și un spațiu ușor înfundat ar putea fi în regulă, deoarece uleiul disipează mai bine căldura, cum ar fi opțiunile de transformator de testare CA cu cilindru izolator izolator cu ulei cu care lucrăm. Dar tipul uscat este diferit, așa că mediul joacă un rol mai important aici.
Stai, hai să vorbim despre durata testului pentru că aceasta este specifică transformatoarelor de testare AC DC, nu celor obișnuite de putere. Când faceți un test hipopot, este de obicei 1 minut pentru echipamente de joasă tensiune, 5 minute pentru înaltă tensiune, poate mai mult pentru ceva de genul cablurilor sau transformatoarelor aflate în testare. Unitățile noastre de tip uscat sunt evaluate pentru asta, așa că în timpul acestui test scurt, creșterea temperaturii este tranzitorie, nu în stare constantă. Asta ne lasă să îndoim limita? Organismele din industrie precum IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) spun că pentru supraîncărcările tranzitorii (care este ceea ce sunt testele), puteți depăși creșterea nominală pentru o perioadă scurtă de timp, dar numai dacă nu împinge temperatura totală peste valoarea maximă a izolației. De exemplu, o unitate de clasă F cu o creștere nominală de 80 °C: dacă în timpul unui test de 10 minute, creșterea atinge 90 °C, înseamnă 130 °C în total - încă sub 155 °C, deci total sigur. Dar dacă atinge 110°C în total, este un semnal roșu, chiar dacă testul a durat doar 10 minute.
Am făcut o mulțime de teste în propriul nostru magazin pentru a confirma acest lucru. Anul trecut, am avut un client care avea nevoie de un transformator de testare de 150 kV DC pentru echipamentul stației lor. Erau îngrijorați de căldură, deoarece testau bucșe mari care atrage un curent mare. Am recomandat unitatea noastră standard de tip uscat Clasa H, care are o limită de creștere de 105°C. Am efectuat mai multe teste la 150 kV DC timp de 20 de minute fiecare, am monitorizat temperatura înfășurării cu senzori de rezistență - creșterea maximă a fost de 98 ° C, temperatura totală de 138 ° C, ceea ce a fost cu mult în limita maximă a izolației. Nicio problemă, de atunci l-au folosit în fiecare lună.
Acum, cum rămâne cu alte tipuri de transformatoare de testare de înaltă tensiune doar pentru a da context? Probabil ați văzut legătura cu transformatorul de testare HV fără SF6 PD de 150 kV pe care o oferim - aceștia folosesc gaz cu hexafluorură de sulf pentru izolație, așa că limitele lor de temperatură sunt și ele diferite, deoarece răcirea cu gaz este mai consistentă decât aerul. Dar tipul uscat este în continuare cel mai indicat pentru aplicațiile în care petrolul sau gazul ar putea reprezenta un pericol, cum ar fi laboratoarele de testare interioare unde scurgerile ar putea fi o problemă sau zonele cu reglementări stricte de mediu privind eliminarea uleiului.
O altă întrebare frecventă: puteți obține o limită personalizată de creștere a temperaturii? De exemplu, dacă aveți nevoie de o unitate pentru teste foarte scurte (30 de secunde), putem crește creșterea? Tehnic, da, dar trebuie să ne asigurăm că nu compromite durata de viață a izolației. Chiar dacă testul durează doar 30 de secunde, de fiecare dată când supraîncălziți izolația, accelerați îmbătrânirea acesteia. Durata de viață a izolației este invers legată de temperatură - pentru fiecare 10°C peste totalul nominal, durata de viață se reduce la jumătate. Deci, chiar și un scurt test de supratemperatura de 20°C ar reduce durata de viață a izolației cu 50% în timp. De aceea, respectăm limitele standard, cu excepția cazului în care este o adevărată urgență și, chiar și atunci, sfătuim să nu o facem.
Să menționăm, de asemenea, de ce tipul uscat este mai bun decât tipul de ulei pentru unii utilizatori, ceea ce se leagă de conversația privind limita de temperatură. Transformatoarele de tip ulei (cum ar fi transformatorul de tip ulei AC DC hipot tester de tensiune rezistentă) au o creștere mai mică a temperaturii maxime, de obicei, în jur de 55°C față de mediul ambiant pentru izolația cu ulei de clasa A. Dar au nevoie de testare regulată a uleiului, întreținere și se pot scurge. Tipul uscat nu are nevoie de ulei, deci necesită întreținere redusă, mai sigur în interior și mai ușor de deplasat. Compensația este că limita lor de creștere a temperaturii este puțin mai mare, dar tehnologia modernă de izolație (Clasa H, epoxid avansat) a redus acest decalaj mult.
Acum, nu vreau să vă arunc prea multe standarde, dar dacă vă faceți propria cercetare, cele cheie sunt: IEC 60076-12 (transformatoare de putere de tip uscat), IEC 60450 (măsurarea creșterii temperaturii în transformatoare), IEEE C57.12.90 (codul de testare pentru transformatoare Dry-Type). Aceste standarde descriu exact modul de măsurare a creșterii temperaturii (metoda de rezistență pentru înfășurări, termocupluri pentru miezuri și înfășurări) și limitele bazate pe clasa de izolație.
Stai, hai să fim practici pentru o secundă. Când primiți un transformator de test de tip uscat de la noi, fișa de date va enumera creșterea nominală a temperaturii pentru clasa sa de izolație. De exemplu, unitățile noastre de clasă F au o creștere de 80°C, clasa H au 105°C. Pentru a verifica dacă vă aflați în limite, măsurați temperatura ambientală la care testați, adăugați creșterea și asigurați-vă că este sub temperatura totală maximă a izolației. Dacă îl utilizați pentru teste de hipot AC DC, puteți utiliza un multimetru pentru a măsura rezistența înfășurării înainte și după test - creșterea temperaturii este calculată din modificarea rezistenței (deoarece rezistența crește odată cu temperatura). Acesta este un mod simplu, fără probleme de a verifica.
Greșeli obișnuite pe care oamenii le fac: 1) Utilizarea temperaturii ambientale la momentul nepotrivit - cum ar fi măsurarea acesteia dimineața înainte de test, dar laboratorul se încălzește în timpul zilei, așa că trebuie să o luați în timpul testului. 2) Ignorând aerul forțat - dacă transformatorul dvs. are un ventilator pentru răcire, asigurați-vă că funcționează în timpul testului, fără excepții. 3) Folosind o clasă de izolare mai mică decât cea cerută de testul dumneavoastră. Am avut clienții care au încercat să economisească 10% la un transformator mergând la clasa B, doar pentru ca acesta să eșueze la primul test de înaltă tensiune. Aceasta nu este o economisire - este o greșeală costisitoare.
Să vorbim despre un exemplu recent care arată de ce contează acest lucru. Un client de producție a contactat luna trecută pentru a avea nevoie de un transformator de tip uscat pentru testarea noilor cabluri de alimentare. Aveau un buget restrâns, așa că s-au uitat la o unitate fără nume online, cu publicitate „creștere scăzută a temperaturii”. Când au efectuat primul lor test de hipopotenzie de curent alternativ de 5 minute, temperatura înfășurării a crescut la 160°C – cu mult peste 155°C max. Izolația a început să se topească puțin, iar când au verificat a doua zi, pe bobinaj era un mic semn de descărcare. Au ajuns să cumpere unitatea noastră de tip uscat Clasa F de nivel mediu, care a avut o creștere nominală de 80°C. Testele noastre au arătat că la tensiunea lor de testare de 50 kV, creșterea temperaturii a fost de 72 °C, total de 112 °C — nicio problemă și funcționează fără probleme de o lună.
Acum, dacă sunteți pe piață pentru un transformator de testare AC DC de tip uscat, iată ce să căutați în ceea ce privește limitele de temperatură: mai întâi, confirmați clasa de izolație (F sau H este standard acum, evitați ceva mai scăzut). În al doilea rând, verificați creșterea nominală a temperaturii de la producător - asigurați-vă că este aliniată cu standardele din industrie. În al treilea rând, întrebați despre designul lor de răcire (aer forțat versus natural) și dacă au funcții de monitorizare a temperaturii (cum ar fi senzorii încorporați care se opresc dacă temperatura devine prea mare). Includem senzori termici în toate unitățile noastre ca o caracteristică de siguranță — aceștia vor declanșa o alarmă dacă creșterea depășește 90% din limită și se vor opri la 105%, astfel încât să nu vă faceți griji cu privire la supraîncălzire chiar dacă ceva nu merge bine.
Stai, ar trebui să atingem tehnologia veche și cea nouă? În urmă cu un deceniu, clasa F era cea mai importantă pentru transformatoarele de testare uscate, dar clasa H este mai comună acum, deoarece este mai durabilă, suportă temperaturi mai mari și nu costă mult mai mult. Limita de creștere a temperaturii pentru clasa H este de 105 °C, ceea ce vă oferă mai mult spațiu în timpul testelor lungi sau cu curent ridicat. Deci, dacă efectuați în mod regulat teste de peste 1 oră, clasa H merită investiția suplimentară pentru tamponul de temperatură.
Un alt punct: diferite tipuri de teste afectează creșterea temperaturii. Testele DC hipot consumă de obicei un curent mai mic decât AC, astfel încât creșterea temperaturii este mai mică. Testele de rezonanță (folosind sisteme precum sistemul de testare rezonantă a cilindrului de izolație AC) ar putea avea un curent mai mare, astfel încât creșterea temperaturii poate fi mai mare. Dacă utilizați transformatorul cu un sistem rezonant, veți dori o unitate de clasă H pentru a gestiona căldura suplimentară.
Știu că acest lucru a fost mult, dar concluzia cheie este: limita de creștere a temperaturii pentru un transformator de testare AC DC de tip uscat nu este un număr aleatoriu - este legat direct de clasa sa de izolație, urmează standarde stricte din industrie și depinde de mediul și configurația dvs. de testare. Nu există o singură dimensiune, dar respectarea izolației de clasă F sau H, ca urmare a creșterii nominale și asigurarea unei ventilații adecvate, vă va menține transformatorul să funcționeze în siguranță și ani de zile.
Dacă încă nu sunteți sigur care unitate este potrivită pentru nevoile dvs. sau doriți mai multe detalii despre testarea temperaturii, nu ezitați să contactați. Am ajutat sute de clienți să aleagă transformatorul potrivit pentru configurația lor de testare și vă putem ghida prin toate, de la clasa de izolație la răcire până la limitele de creștere a temperaturii. Nu lăsați o alegere proastă să ducă la o defecțiune costisitoare - să discutăm și să găsim cea mai potrivită pentru dvs.
Referinte:
- IEC 60076-12: Transformatoare de putere - Partea 12: Transformatoare de putere de tip uscat
- IEC 60450: Măsurarea creșterii temperaturii în transformatoare
- IEEE C57.12.90: Cod de testare standard pentru distribuție de tip uscat și transformatoare de putere
- NEMA SG-4: Ghid pentru aplicarea transformatoarelor de tip uscat în instalații comerciale și industriale
