روش تست درجه آلودگی مقره های تجهیزات برقی

1. آیتم های آزمایشی برای درجه آلودگی عایق ها

پیکربندی عایق خطوط هوایی یک موضوع مهم برای واحدهای طراحی، بهره برداری و نگهداری است. پیکربندی عایق یا تعداد عایق ها یا طول رشته عمدتاً توسط ولتاژ فلاش اور آلودگی رشته مقره کنترل می شود. برای طراحان لازم است که درجه آلودگی راهرو خط را در حین طراحی بدانند و سپس تصمیم بگیرند که از کدام نوع عایق استفاده شود، چند قطعه عایق استفاده شود یا فاصله خزش چقدر است. برای بخش های بهره برداری و نگهداری، لازم است به طور مرتب به تغییرات درجه آلودگی اطراف تجهیزات توجه شود و به موقع تعیین شود که آیا پیکربندی عایق فعلی کافی است یا خیر، یعنی فاصله خزش را بررسی کنید.

آزمایش درجه آلودگی عایق ها معمولاً شامل آزمایش تراکم نمک معادل و آزمایش چگالی خاکستری معادل است و در برخی موارد، آزمایش اجزای یون آلودگی بیشتر مورد نیاز است.

2. چگالی نمک معادل و چگالی رسوب غیر محلول

2.1. تعریف چگالی نمک معادل و آزمایش چگالی خاکستری معادل

تراکم رسوب نمک معادل (ESDD) به مقدار NaCl (mg/cm2) معادل محتوای مواد رسانا در آلودگی متصل به سطح عایق در هر سانتی متر مربع اشاره دارد. رسانایی سطح عایق را پس از حل شدن کامل آلودگی مشخص می کند. افزایش چگالی نمک معادل به میزان قابل توجهی ولتاژ فلاش اور آلودگی مقره را کاهش می دهد.

تراکم رسوب غیر محلول (NSDD) به مقدار رسوب غیر محلول (mg/cm2) متصل به سطح عایق در هر سانتی متر مربع اشاره دارد. NSDD تأثیر خاصی بر ولتاژ فلاش اور آلودگی عایق دارد. با افزایش ESDD، ولتاژ فلاش اور آلودگی عایق تمایل به کاهش دارد، اما تاثیر آن بسیار ضعیف تر از ESDD است.

2.2. تأثیر ESDD و NSDD بر ولتاژ فلاش اوور آلودگی

با افزایش ESDD و NSDD، ولتاژ فلاش اور آلودگی مقره با نماهای منفی کاهش می‌یابد و چگالی نمک تأثیر اصلی است. رابطه بین ولتاژ فلاش اور آلودگی و ESDD و NSDD در فرمول زیر نشان داده شده است.                           

 (1)

جایی که، a و b به ترتیب نشانگرهای تأثیر ESDD و NSDD بر ولتاژ فلاش اوور آلودگی هستند.

شکل 1 رابطه بین ولتاژ فلاش اور آلودگی و چگالی نمک عایق های مختلف

2.3. روش های تست ESDD و NSDD

تست های ESDD و NSDD را می توان با توجه به عملیات های مختلف به 3 دسته تقسیم کرد:

آ. عایق را بردارید یا رشته آلوده را از خط انتقال شبیه سازی کنید و آن را در محل تمیز و اندازه گیری کنید.

آ. عایق را بردارید یا رشته آلوده را از خط انتقال شبیه سازی کنید و برای تمیز کردن و اندازه گیری آن به آزمایشگاه ببرید.

ج از حوله نمونه برداری برای پاک کردن و نمونه برداری مستقیم از عایق بر روی برج استفاده کنید و حوله نمونه برداری را برای خیساندن و آزمایش به آزمایشگاه برگردانید.

دو روش a و b رایج ترین روش های تست هستند. روش c دارای الزامات بالاتری برای اپراتور است و به راحتی آلودگی را از بین می برد و در نتیجه آزمایش کم اخراج می شود. با این حال، مزایای قابل توجهی برای نمونه برداری از آلودگی کار زنده از مقره های پستی که نمی توانند در محل جدا شوند و مقره های کامپوزیتی و عایق های خطی که تمیز کردن آنها دشوار است، دارد.

برای دو روش a و b، جریان تست ESDD و NSDD در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 2 جریان آزمایشی ESDD و NSDD

مراحل تست به طور خلاصه به شرح زیر است:

(1) از مقدار معینی آب مقطر (10μS/cm) برای تمیز کردن تمام کثیفی های سطح قسمت های عایق مقره استفاده کنید (محدوده تمیز شده سطح تمام قسمت های عایق به جز پایه های آهنی و سطح سیمان ریخته شده است) ;

(2) تمام کثیفی های شسته شده را در یک ظرف تمیز جمع کنید.

(3) مایع کثیف را کاملاً هم بزنید و پس از حل شدن کامل کثیف، رسانایی مایع کثیف را با رسانایی سنج اندازه گیری کنید و همزمان دمای مایع کثیف را اندازه بگیرید. هدایت فاضلاب اندازه گیری شده توسط رسانایی متر باید به مقدار 20 تبدیل شوددرجهطبق فرمول زیر، و چگالی نمک معادل باید در ترکیب با سطح عایق و پارامترهای مصرف آب محاسبه شود.

(4) فاضلاب تمیز شده را فیلتر کنید.

(5) کاغذ صافی صاف شده را وزن کنید، وزن کاغذ صافی را کم کنید تا جرم خاکستر روی سطح مقره بدست آید و سپس سطح عایق را با هم مقایسه کنید تا چگالی خاکستر معادل عایق را بدست آورید.

که در آن، فرمول تبدیل دما رسانایی در مرحله (3) به صورت زیر است:

 (2) 

جایی که،b_tیک ضریب وابسته به دما است که می توان آن را به صورت زیر محاسبه کرد:

      (3)

تسترهای چگالی نمک معادل امروزی عموماً دارای یک عملکرد تصحیح دمای خودکار هستند که به طور خودکار رسانایی را به نتیجه 20 درجه تبدیل می کند.

سپس چگالی نمک معادل بر روی سطح مقره را می توان طبق فرمول زیر بدست آورد:

                                      (3)

جایی که ESDD چگالی نمک معادل mg/cm است²;Aمساحت سطح عایق مقره سانتی متر است²;Vحجم مایع کثیف فیلتر شده برای تمیز کردن مقره ها، سانتی متر است³;S_aشوری مایع کثیف، کیلوگرم بر متر است³. توضیحات مربوط بهS_aوs₂₀در فرمول (4) نشان داده شده است.

                                      (4)

برای روش نمونه برداری با استفاده از حوله نمونه برداری، فقط کافی است حوله نمونه برداری را در آب مقطر خیس کنید، خوب هم بزنید و سپس از روش فوق برای اندازه گیری رسانایی، چگالی نمک معادل، وزن خاکستر و چگالی خاکستر استفاده کنید.

لازم به ذکر است که میزان نمک آب آزمایش باید در حین انجام آزمایش کسر شود. اگرچه رسانایی آب آزمایش بسیار کم است، اما وقتی آزمایش درجه آلودگی در برخی مناطق تمیز انجام می شود، نمی توان تأثیر رسانایی آب آزمایش بر نتایج را نادیده گرفت.

این مقاله جدول آزمایش چگالی نمک معادل و چگالی خاکستری معادل را بدون تأثیر آب آزمایش ارائه می دهد. جدول دارای فرمول های نوشته شده است. کیفیت ورودی و خاکستر می تواند به طور خودکار نتایج ESDD و NSDD را دریافت کند.

2.4 امتیاز تست

اطلاعیه هایی برای چگالی نمک معادل و چگالی رسوب غیر محلول

(1) هنگام جدا کردن عایق اندازه گیری آلودگی مراقب باشید تا از تلفات ناشی از برخورد جلوگیری کنید.

(2) عایق‌های اندازه‌گیری آلودگی باید وقتی به آزمایشگاه منتقل می‌شوند بسته‌بندی شوند و آلودگی موجود در بسته باید در طول آزمایش‌های بعدی در مایع آلودگی ریخته شود.

(3) هنگام نمونه برداری با حوله های نمونه گیری، سعی کنید تا حد امکان از حوله های نمونه برداری استفاده کنید و تمام قسمت های مقره را با دقت پاک کنید تا آلودگی باقی مانده روی مقره به حداقل برسد.

(4) هنگام آزمایش چگالی خاکستر به کیفیت کاغذ صافی توجه کنید. کاغذ صافی باید پس از خشک شدن کامل وزن شود.

3. آزمایش ترکیب یون

3.1. هدف از آزمایش ترکیب یونی

ترکیب آلودگی روی سطح عایق پیچیده است و تعیین ترکیب یونی دارای وظایف زیر است:

(1) نوع آلودگی عایق را مشخص کنید.

اجزای آلودگی عایق ها در محیط های طبیعی مختلف و منابع آلودگی صنعتی مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. بدست آوردن اجزای یونی می تواند به قضاوت در مورد نوع و منبع آلودگی اطراف عایق کمک کند. اگر مقدار Ca^{2 به علاوه}در پلیدی بسیار بیشتر از Na است^{به علاوه}، یعنی محیط داخلی است. به عنوان مثال، نه₃^-در آنیون ] بخش اصلی را تشکیل می دهد، که نشان می دهد آلودگی در اینجا از نوع آلودگی اگزوز خودرو است. Cl^-نسبت بیشتری را به خود اختصاص می دهد که نشان می دهد عایق در یک محیط ساحلی قرار دارد.

شکل 3 اجزای آلودگی عایق های معمولی خطوط ساحلی

(2) ولتاژ فلاش اور آلودگی را تعیین کنید

اجزای مختلف آلودگی حلالیت متفاوتی دارند. به عنوان مثال، CaSO₄یک ماده کمی محلول است، در حالی که نمک های Na موادی هستند که به راحتی قابل حل هستند. اگر محتوای CaSO₄بالا باشد، ولتاژ فلاش اور آلودگی عایق مطابق خواهد بود همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، K₄مضربی از ولتاژ فلاش اور آلودگی است که با افزایش CaSO افزایش می یابد₄محتوا.

شکل 4 اثر CaSO₄محتوای افزایش ولتاژ فلاش اوور آلودگی

3.2. روش تست ترکیب یونی

اشیاء ترکیب یونی اندازه گیری شده عبارتند از:

(1) کاتیون: Ca^{2 به علاوه}، Mg^{2 به علاوه}، Na^{به علاوه}, K^{به علاوه}، NH₄^{به علاوه};

(2) آنیون: SO₄^2-، کل^-، خیر₃^-، PO₄^3-;

آزمایش عموماً توسط کروماتوگراف یونی انجام می شود و نتیجه آزمایش غلظت جرمی بر حسب میلی گرم در لیتر یا میلی گرم بر کیلوگرم است، یعنی جرم یون موجود در واحد حجم/جرم.

آزمایش به ترتیب به کاتیون و آنیون تقسیم می شود. مراحل آزمایش کاتیون به شرح زیر است و مراحل آزمایش آنیون مشابه است:

(1) ابزار را آماده کنید، ستون تبادل یونی و آشکارساز هدایت را با توجه به یون‌های اندازه‌گیری شده پیکربندی کنید، و دستگاه را تا زمانی که خط پایه سیستم پایدار شود، اشکال‌زدایی کنید.

(2) برای تهیه یک محلول میانی، مقدار معینی از محلول استاندارد تک یونی را بردارید و آب دیونیزه شده را برای تشکیل محلول میانی اضافه کنید و سپس محلول های کاری استاندارد مخلوط با غلظت های مختلف را پیکربندی کنید.

(3) منحنی استاندارد را رسم کنید، نمونه را آنالیز کنید و غلظت هر یون را با توجه به ارتفاع پیک یا سطح پیک یون اندازه گیری شده تعیین کنید.

علاوه بر یون های فوق، آلودگی عایق اغلب حاوی مقدار کمی F است^-، خیر₂^-مس^{2 به علاوه}یون های معدنی و مواد آلی مانند زایلوز و گالاکتوز. از آنجایی که این یون‌ها نسبت بسیار کمی را تشکیل می‌دهند، معمولاً هنگام مشخص کردن یون‌های آلاینده در نظر گرفته نمی‌شوند.