आंशिक डिस्चार्ज (कोरोना) उच्च वोल्टेज पर पीटीएफई हीटर के जीवन को कैसे प्रभावित करता है?

उच्च वोल्टेज पीटीएफई विसर्जन हीटर के ठंडे क्षेत्र के अंदर, दृष्टि से दूर, आंशिक निर्वहन के रूप में जानी जाने वाली एक घटना चुपचाप इन्सुलेशन को खा सकती है। ये नाटकीय चाप नहीं हैं, बल्कि सूक्ष्म वायु जेबों में एक हल्की, निरंतर विद्युत फ़िज़िंग है जो धीरे-धीरे रासायनिक विलायक की तरह सामग्री को नष्ट कर देती है। ऊंचे वोल्टेज पर काम करने वाले हीटरों के लिए -आम तौर पर 480 वीएसी, 600 वीएसी, या इससे अधिक वोल्टेज-आंशिक डिस्चार्ज कोरोना पीटीएफई हीटर उच्च वोल्टेजवातावरण विशेष रूप से इस छिपे हुए क्षरण तंत्र के प्रति संवेदनशील हैं, जो सेवा जीवन को तेजी से कम कर सकता है और अप्रत्याशित विफलता का कारण बन सकता है।

एमजीओ‑इंसुलेटेड हीटर में आंशिक डिस्चार्ज को समझना

अधिकांश उच्च-वाट क्षमता वाले पीटीएफई विसर्जन हीटर आंतरिक प्रतिरोध तार और बाहरी धातु आवरण (या सीधे ठंडे क्षेत्र के भीतर तार के आसपास) के बीच प्राथमिक विद्युत इन्सुलेशन के रूप में कॉम्पैक्ट मैग्नीशियम ऑक्साइड (एमजीओ) पाउडर का उपयोग करते हैं। उचित रूप से संकुचित होने पर एमजीओ एक उत्कृष्ट ढांकता हुआ और थर्मल कंडक्टर है। हालाँकि, कोई भी संघनन प्रक्रिया पूरी तरह से शून्य-मुक्त संरचना नहीं बनाती है। सूक्ष्म हवा से भरे अंतराल {{3}अक्सर 0.1 मिमी से छोटे होते हैं{{5}एमजीओ मैट्रिक्स के भीतर रहते हैं।

जब इन्सुलेशन में पर्याप्त उच्च वैकल्पिक वोल्टेज लगाया जाता है, तो इन छोटे रिक्त स्थानों के अंदर विद्युत क्षेत्र की ताकत हवा की ढांकता हुआ ताकत (लगभग 3 केवी/मिमी) से अधिक हो सकती है। फिर शून्य में हवा आयनित हो जाती है, जिससे एक स्थानीयकृत, गैर-निरंतर विद्युत निर्वहन बनता है। यह आंशिक निर्वहन है (हवा के अंतराल में होने पर इसे कोरोना के रूप में भी जाना जाता है)। पूर्ण आर्क-ओवर के विपरीत, आंशिक डिस्चार्ज हीटर को तुरंत छोटा नहीं करता है। इसके बजाय, यह शून्य के अंदर कम ऊर्जा वाली चिंगारी की एक श्रृंखला पैदा करता है।

रासायनिक हमला: ओजोन से कार्बोनाइज्ड ट्रैक तक

छोटी, शांत चिंगारी इन्सुलेशन के लिए धीमी गति से काम करने वाला कैंसर है। प्रत्येक आंशिक निर्वहन घटना कई आक्रामक उप-उत्पाद उत्पन्न करती है:

ओजोन (O₃)- एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील ऑक्सीडाइज़र।

नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ)- फंसी हुई हवा में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बनता है।

गर्मी-स्थानीय तापमान में बढ़ोतरी।

ये उत्पाद एमजीओ इन्सुलेशन और प्रतिरोध तार की सतह या आंतरिक म्यान दीवार पर रासायनिक रूप से हमला करते हैं। ओजोन और NOₓ MgO को मैग्नीशियम नाइट्रेट या अन्य घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित करते हैं, धीरे-धीरे ठोस इन्सुलेशन का उपभोग करते हैं। साथ ही, एमजीओ में कार्बनिक बाइंडर्स या संदूषकों को डिस्चार्ज द्वारा कार्बोनाइज किया जा सकता है, जिससे एक हल्का, अंधेरा प्रवाहकीय पथ बन जाता है जिसे अक्सर कार्बन ट्रैक कहा जाता है।

कई महीनों के निरंतर संचालन से, कार्बन ट्रैक उत्तरोत्तर बढ़ता जाता है। प्रत्येक आंशिक निर्वहन घटना प्रवाहकीय सामग्री की एक मिनट की मात्रा जमा करती है, जो धीरे-धीरे जीवित तार और ग्राउंडेड म्यान के बीच के अंतर को पाटती है। एक बार जब ट्रैक निरंतर हो जाता है, तो पूरी तरह से विद्युतीय खराबी आ जाती है: अचानक, विनाशकारी शॉर्ट सर्किट जो आमतौर पर सर्किट ब्रेकर को ट्रिप कर देता है और हीटर को नष्ट कर देता है। क्योंकि क्षति संचयी और अपरिवर्तनीय है, आंशिक डिस्चार्ज गिरावट दिखाने वाले हीटर की मरम्मत नहीं की जा सकती है।

वोल्टेज महत्वपूर्ण कारक क्यों है?

लागू वोल्टेज के साथ आंशिक डिस्चार्ज का जोखिम गैर-रैखिक रूप से बढ़ता है। 240 VAC के लिए डिज़ाइन किए गए हीटर में 400-500 V - का आंशिक डिस्चार्ज इंसेप्शन वोल्टेज (PDIV) हो सकता है, जिसका अर्थ है कि सामान्य ऑपरेशन में कोई डिस्चार्ज नहीं होता है। हालाँकि, 480 वीएसी या 600 वीएसी के लिए रेटेड हीटर विद्युत क्षेत्र तनाव का अनुभव लगभग दोगुना अधिक करता है। यदि एमजीओ संघनन गुणवत्ता अपर्याप्त है, तो पीडीआईवी ऑपरेटिंग वोल्टेज से नीचे हो सकता है, जो पहले पावर-ऑन से निरंतर आंशिक निर्वहन की गारंटी देता है।

व्यवहार में, उच्च वोल्टेज (उदाहरण के लिए, 600 वी) के लिए रेट किया गया एक पीटीएफई हीटर कम वोल्टेज इकाई की तुलना में अधिक मोटी, अधिक कसकर कॉम्पैक्ट एमजीओ परत के साथ निर्मित होता है। बढ़ा हुआ घनत्व रिक्तियों के आकार और संख्या को कम कर देता है, जिससे पीडीआईवी बढ़ जाता है। इसके अतिरिक्त, कोल्ड-ज़ोन समाप्ति क्षेत्र {{5}जहां आंतरिक तार बाहरी पावर लीड से जुड़ता है{{6}कोरोना को और अधिक दबाने के लिए सिरेमिक मोतियों या आस्तीन के साथ मजबूत किया जाता है।

विनिर्माण के दौरान पता लगाना

विशेष परीक्षण उपकरणों का उपयोग करके आंशिक निर्वहन का पता लगाया जा सकता है। गुणवत्ता नियंत्रण के दौरान, हीटर को उसके रेटेड मूल्य से थोड़ा ऊपर वोल्टेज के अधीन किया जाता है (उदाहरण के लिए, 1.2 × रेटेड वोल्टेज) जबकि एक आंशिक डिस्चार्ज डिटेक्टर प्रत्येक डिस्चार्ज इवेंट द्वारा उत्पन्न चार्ज पल्स को मापता है। आईईसी 60335‑2‑73 या ग्राहक-विशिष्ट विनिर्देश जैसे अंतर्राष्ट्रीय मानक अक्सर उच्च-वोल्टेज विसर्जन हीटरों के लिए अधिकतम स्वीकार्य आंशिक निर्वहन स्तर (उदाहरण के लिए, 10 पिकोकूलम्ब) लगाते हैं। इस सीमा से अधिक के हीटर को अस्वीकार कर दिया जाता है क्योंकि इसकी आंतरिक रिक्तियाँ बहुत बड़ी या बहुत अधिक होती हैं।

सेवा में रोकथाम

एक बार पीटीएफई हीटर स्थापित हो जाने पर, दो प्राथमिक क्रियाएं आंशिक डिस्चार्ज-प्रेरित विफलता को रोकती हैं:

रेटेड वोल्टेज पर सख्ती से काम करें- नेमप्लेट रेटिंग (उदाहरण के लिए, 600 वी से 480 वी हीटर) से अधिक वोल्टेज लागू करने से विद्युत क्षेत्र का तनाव नाटकीय रूप से बढ़ जाता है और कोरोना की गारंटी मिलती है। यहां तक ​​कि खराब बिजली गुणवत्ता के कारण क्षणिक ओवरवॉल्टेज से भी बचा जाना चाहिए।

शीत-क्षेत्र टर्मिनलों को बिल्कुल सूखा रखें- टर्मिनल सतह पर नमी बाहरी कोरोना बना सकती है, लेकिन अधिक गंभीर रूप से, पानी सूक्ष्म दरारों के माध्यम से एमजीओ में प्रवेश कर सकता है, जिससे इसकी ढांकता हुआ ताकत कम हो सकती है और पीडीआईवी कम हो सकता है। टर्मिनलों को उचित सीलिंग (उदाहरण के लिए, गास्केट या पॉटिंग कंपाउंड) के साथ मौसम प्रतिरोधी जंक्शन बॉक्स में संलग्न किया जाना चाहिए।

जो हीटर नमी के प्रवेश या यांत्रिक झटके (जो एमजीओ को क्रैक करके नई रिक्तियां बना सकते हैं) के अधीन रहे हैं, उन्हें मेगर-परीक्षण किया जाना चाहिए और यदि संभव हो, तो सेवा में वापस आने से पहले आंशिक-डिस्चार्ज-परीक्षण किया जाना चाहिए।

आंशिक निर्वहन की अनदेखी के परिणाम

लगातार आंशिक डिस्चार्ज से पीड़ित हीटर बिना किसी स्पष्ट लक्षण के महीनों तक काम कर सकता है। एकमात्र पता लगाने योग्य संकेत ठंडे क्षेत्र से हल्की, रुक-रुक कर भिनभिनाहट की ध्वनि (कोरोना की "फिज़िंग") या ग्राउंड-फॉल्ट सर्किट इंटरप्टर द्वारा मापी गई लीकेज करंट में मामूली वृद्धि हो सकती है। हालाँकि, एक बार कार्बन ट्रैक पूरा हो जाने पर, विफलता अचानक और अक्सर अप्रत्याशित होती है। महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए, यह अनियोजित डाउनटाइम बेहद महंगा हो सकता है। इसलिए, 480 वी और 600 वी अनुप्रयोगों के लिए सिद्ध कम आंशिक डिस्चार्ज स्तर के साथ उच्च गुणवत्ता वाले हीटर निर्दिष्ट करना आवश्यक है।

निष्कर्ष

आंशिक निर्वहन एक सूक्ष्म, उच्च-वोल्टेज विफलता तंत्र है जिसे उचित विनिर्माण गुणवत्ता और वोल्टेज रेटिंग के सख्त पालन से रोका जा सकता है।आंशिक डिस्चार्ज कोरोना पीटीएफई हीटर उच्च वोल्टेजघटना तब होती है जब एमजीओ इन्सुलेशन में सूक्ष्म रिक्तियां आयनित हो जाती हैं, जिससे प्रतिक्रियाशील गैसें उत्पन्न होती हैं जो रासायनिक रूप से इन्सुलेशन को नष्ट कर देती हैं और प्रवाहकीय कार्बन ट्रैक बनाती हैं। समय के साथ, ये ट्रैक अचानक शॉर्ट सर्किट का कारण बनते हैं। सत्यापित उच्च आंशिक डिस्चार्ज इंसेप्शन वोल्टेज वाले हीटरों का चयन करना, ठंडे क्षेत्र को सूखा रखना और रेटेड वोल्टेज से अधिक नहीं होना सबसे प्रभावी बचाव हैं। हीटर के अंदर का अदृश्य विद्युत तनाव उतना ही खतरनाक होता है जितना कि इसकी बाहरी सतह पर रासायनिक हमले होते हैं और लंबी, विश्वसनीय सेवा जीवन प्राप्त करने के लिए दोनों को प्रबंधित किया जाना चाहिए।