دانلود پروژه رشته برق در مورد عایقهای الكتریكی – قسمت اول

دانلود پایان نامه

عایقهای الكتریكی

اصولاً قسمتهای عایق ماشینهای الكتریكی ، ترانسفورماتور ها ،خطوط هوایی و غیره به صورتی طراحی می شود كه بتوانند به طور مداوم تحت ولتاژ معینی كاركرده و ضمناً قدرت تحمل ضربه های ولتاژ را در لحظات كوتاه داشته باشند .

هر نوع تغییرات ناگهانی و شدید در شرایط كاری شبكه، موجب ظهور جهشها یا پالسهای ولتاژ می شود . برای مثالمی توان اضافه ولتاژ های ناشی از قطع و یا وصل بارهای زیاد به طور یكجا ، جریانهای اتصال كوتاه ، تغییر ناگهانی مدار و غیره رانام برد .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

رعد و برق نیز هنگامی كه روی خطوط شبكه تخلیه شود ، باعث ایجاد پالسهای فشار قوی با دامنه زیاد و زمان كم می شود .

لذا عایق های موجوددر ماشینهای الكتریكی و تجهیزات فشار قوی باید از نظر استقامت در مقابل این نوع پالسها نیز طبقه بندی شده و مشخص شوند . عایقهای الكتریكی با گذشت زمان نیز در اثر آلودگی و جذب رطوبت فاسد شده و خاصیت خود را از دست می دهند .

در مهندسی برق سطوح مختلفی از مقاومت عایقی تعریف شده است كه هر كدام بایستی در مقابل ولتاژ معینی استقامت نمایند . (ولتاژ دائمی و ولتاژ لحظه ای هر كدام به طور جداگانه مشخص می شوند )و البته طبیعی است كه ازدیاد ولتاژ بیشتر از حد مجاز روی عایق باعث شكست آن می شود . در عمل دو نوع شكست برای عایق ها می توان باز شناخت ،حرارتی و الكتریكی .

زمانی كه عایق تحت ولتاژ قرار دارد ، حرارت ناشی از تلفات دی الكتریكی می توان باعث شكست حرارتی شود . باید توجه نمود كه افزایش درجه حرارت باعث كاهش مقاومت اهمی عایق و نتیجتاً افزایش تصاعدی درجه حرارت آن خواهد شد .

خلاصه اینكه عدم توازن بین حرارت ایجاد شده در عایق با انچه كه به محیط اطراف دفع می نماید ، موجب افزایش درجه حرارت آن شده و این پروسه تا زمانیكه عایق كاملاً شكسته شده و به یك هادی الكتریسته در آید ، ادامه می باید .

شكست الكتریكی در عایق ها به دلیل تجزیه ذرات ان در اثر اعمال میدان الكتریكی نیز صورت می گیرد .

با توجه به آنچه گذشت ، عایقهای الكتریكی عموماً در معرض عواملی قرار دارند كه باعث می شود در ولتاژ نامی نیز حالت نرمال خود را از دست بدهند . لذا در انتخاب عایقها ، عایق با كلاس بالاتر انتخاب می شود . اندازه گیریهای مختلفی كه جهت شناسایی نواقص موجود در عایق ها انجام می گیرند عبارتند از :

اندازه گیری مقاومت D.C عایق یا جریان نشتی ان ، تلفات دی الكتریك ، ظرفیت خازنی عایق ، توزیع ولتاژ در عایق ، دشارژهای جزئی در عایق و میزان پارازیتهای حاصل از آن و تست استقامت الكتریكی عایق .

تعیین میزان و تلفات یك عایق ومقایسه آن با مقادیر اولیه ، معیار خوبی برای ارزیابی وضعیت آن می باشد . اصولاً افزایش تلفات در عایق های جامد ناشی از جذب رطوبت و در روغن ها به دلیل افزایش در صد آب یا آلودگیهای دیگر درآن می باشد .

باید دانست كه مقدار تلفاتی كه در مورد یك ترانس اندازه گیری می شود ، جمع تلفات روغن و ایزولاسیونجامد سیم پیچ بوده و هرگاه تلفات عایق یك ترانس از مقدار مجاز تجاوز نماید ، ابتدا باید روغن را به طور جداگانه مورد آزمایش قرار داد تا بتوان وضعیت ایزولاسیون سیم پیچی را ارزیابی نمود .

با توجه به انكه با تعیین مقدار تلفات به طور مطلق و بدون در نظر گرفتن ابعاد فیزیكی و جنس عایق نمی توان قضاوت صحیحی در مورد ان به عمل آورد ، بهترین پارامتری كه می تواند وضعیت ایزولاسیون را مشخص نماید نسبت مولفه اكتیو به راكتیو جریان نشتی عایق می باشد . با اندازه گیری ظرفیت تلفات عایق می توان وضعیت ان را از نظر استقامت حرارتی ، میزان رطوبت جذب شده و عمر عایق ارزیابی نمود .

تجربه نشان داده است كه در موارد زیر خطر اتصال كوتاه در ایزولاسیون تجهیزات الكتریكی كه مستقیماً به فساد عایق مربوط باشد ، وجود ندارد :

الف : وقتیكه ایزولاسیون دارای ضریب تلفات عایق ثابتی است و با مروز زمان افزایش نمی یابد .

ب: وقتیكه ضریب تلفات عایق روغن بوشینگ دژنكتورهای روغنی كه مستقیماً روی كلید اندازه گیری شده است ، بدون توجه به اندازه گیری قبلی در حد استاندارد باشد .

با اندازه گیری ظرفیت خازنی ایزولاسیون تجهیزات الكتریكی در دوفركانس و یا دو درجه حرارت مختلف می توان اطلاعاتی مشابه با نتیجه تست تلفات دی الكتریك از وضعیت عایق بدست آورد .

وجه تمایز تست ظرفیت خازنی در دو فركانس مختلف با دستگاههایی كه جهت همین كار ساخته شده اند در این است كه در هر درجه حرارتی قابل انجام بوده و احتیاجی به گرم كردن ترانس و یا تجهیزات دیگر نیست و به همین جهت پرسنل را از حمل و نقل دستگاهها و ادوات نسبتاً سنگین كه برای گرمایش بكار می روند بی نیاز می سازد.

در این روش اساس كار بر این اصل مبتنی است كه ظرفیت خازن با تغییر فركانس تغییر می نماید . تجربه نشان داده است كه در مورد ایزولاسیون سیم پیچ هایی كه آب زیادی به خود جذب نموده اند نسبت بین ظرفیت خازنی در فركانسهای 2 و 50 هرتز حدود دو بوده و در مورد ایزولاسیون خشك این نسبت حدود یك خواهد بود .

اندازه گیری فوق معمولاً بین سیم پیچ هر یك از فازها و بدنه در حالتیكه بقیه سیم پیچ ها نیز ارت شده اند انجام می گیرد . دقیقترین روش برای بررسی نتایج بدست امده در هر آزمایش مقایسه آن با مقادیر كارخانهای و یا تستای مشابه قبلی می باشد كه البته در این عمل باید ارقام بر اساس یك درجه حرارت واحد اصلاح شد باشند . چنانچه مقایسه فوق به عللی تحقیق پذیر نباشد ، می توان به بعضی از اتسانداردهایی كه در این زمینه موجود است مراجعه نمود . برای مثال پس از انجام تعمیرات ، میزان مقاومت D.C عایق نباید كاهش بیش از 40 در صد (برای ترانس 110 كیلو ولت به بالا 30 در صد ) ، نسبت ظرفیت خازن در فركانس 2 هرتز به ظرفیت خازن در فركانس 50 هرتز افزایش بیش از ده درصد و ضریب تلفات عایق افزایش بیش از 30 در صد نسبت به نتایج قبل از تعمیرات را نشان بدهند .

دردرجه حرارتهای 10 و 20 درجه سانتیگراد نسبت ظرفیت خازن در فركانس 2 هرتز به ظرفیت خازن در فركانس 50 هرتز باید به ترتیب مقادیری حدود 2/1 و 3/1 را داشته باشند.

اضافه گرمایش مجاز در هادیهای تجهیزات الكتریكی

روشن است كه عبور جریان نامی به طور مداوئم در هادیهای الكتریكی موجب گر شدن آنها و ایزولاسیون مجاورشان می شوند . این پدیده عاملی است كه محدودیت اساسی را برای باردهی تجهیزات الكتریكی بوجود می آورد .

بر اساس استاندارد های معتبر ، حداكثر درجه حرارت مجاز در انواع مواد عایقی بین 90 تا 180 درجه سانتیگراد معین شده است .

درمورادی كه قسمتهای حامل جریان و یا قطعات فلزی بدون جریان تجهیزات ، در تمای با عایق ها نباشند ، اضافه دماهای زیادتری مجاز دانسته شده است . در مورد هر ماشین الكتریكی ، حد مجاز برای افزایش درجه محیط تعیین می شود كه اصولاً به نوع مواد عایقی موجود در آن بستگی دارد ولی به خاطر پاراكترهای مختلفی كه در این زمینه دخالت دارند درجه حرارت مجاز از طریق آزمایشهای ویژه ای كه در شرایط بار نامی صورت می گیرد مشخص می شود .

در ماشینهای الكتریكی كه با گازها خنك كی شوند ،جریان نامی بر اساس ماكزیمم حرارتی كه گاز خنك كننده قادر به دفع آن است تعیین می شود و اصولاً بكارانداختن ماشین در شرایطی خارج از محدوده فوق به جز دو موارد استثنایی كه می توان ان را برای مدت كوتاهی تحت اضافه بار قرار داد به هیچ وجه مجاز نمی باشد .

لازم به ذكر است كه شرایط اضافه بار معمولاً در مدارك فنی ماشین ثبت شده است . درجه حرارت مجاز در مورد ترانسفورماتورها بر این اساس مشخص می شود كه ایزولاسیون سیم پیچها باید 20 تا 25 سال عمر مفید داشته باشد ،بدین منظور درمناطقی كه درجه حرارت محیط به 35 درجه سانتیگراد می رسد ، اضافه سیم پیچهای ترانس (اضافه بر دمای محیط ) نباید از 70 درجه سانتیگراد تجاوز نماید . (غالباً ترانس ها را برای كار در شرایط 35 درجه سانتیگراد حرارت می سازند .)

بنابراین ماكزیمم دمای مجاز سیمپیچ ترانس برای كار دائم دراین مناطق عبارت است از 105 درجه سانتیگراد .

در این شرایط می توان ترانس را به طور مداوم تحت بار نامی قرار داد ،بدون انكه كاهشی درعمرمفید آن بوجود آید .

لازم ه ذكر است كه یك عایق وقتی تحت دمای مجاز كاركند، قادر به ارائه عمر مفید خود بوده و به همان نسبتی كه در دمای افزون بر حد مجاز قرار گیرد (چه از نظر حرارت و چه از نظرزمان ) از عمر مفید آن كاسته خواهد شد .

با توجه به این مطلب و همچنین با توجه به اینكه عملاً درجع رحارت محیط هم در طول روز و هم در طول سال تغییر مینماید ، عمر ایزولاسیون و در نتیجه عمر مفید ترانس بستگی به درجه حرارت میانگین سالیانه محیط و نوع بهره برداری از ترانس خواهد داشت . در استاندارد های معتبر دمای ماكزیمم مجاز برای ترانسهای قدرت با توجه به تغییرات روزانه دما و ماینگین درجه حرارت سالیانه محیط تدوین شده است . به علاوه همین استانداردها ماكزیمم افزایش درجه حرارت مجاز برای لایه بالایی روغن در مخزن ترانس نسبت به دمای محیط را نیز 60 درجه سانتیگراد تعیین نموده است . بنابراین اگر دمای محیط 35 درجه سانتیگارد باشد ، ماكزیمم دمای مجاز روغن (كه توسط ترمومتر در بالای ترانس اندازه گیری می شود ) عبارت است از 95 درجه سانتیگراد .

با این درجه حارت روغن و شرایط محیط عملاً سیم پیچ ها تا 105 درجه سانتیگراد گرم می شوند . البته 95 درجه سانتیگراد حرارت روغن مربوط به ترانس هایی است كه با سیستم روغن تحت سیركولاسیون (به كمك پمپ) وهوای تحت فشار (OFAF) خنك می شوند .

دمای هوای خنك كننده در مورد ماشینهای الكتریكی مستقیماً درمحلهای ورود و خروج هوا اندازه گیری می شود .

این ماشینها مجهز به ترمومترهای جیوه ای روی ماشین و یا دماسنجهایی ترمورزیستوری هستند كه ترمورییستورهای مربوط در جلوی فن در دو طرف ماشین جا سازی می شود . در ماشینهایی كه با گاز هیدورژن خنك می شوند درجه حارت گاز به عنوان یك قاعده مورد توافق در مهندسی برق توسط ترموریزستوری كه در مسیر جریان هیدروژن سرد به داخل ماشین قرار دارد ، اندازه گیری می شود .

ماشینهای كوچكی كه با فن سر خود خنك كی شوند نیز مجهز به ترمومتر هستند .

برای به حداقل رساندن تلفات حرارتی در یاتاقانها و پیشگیری از صدمه دیدن یا به اصطلاح یاتاقان زدن ،‌درجه حرارت روغن و پوسته یاتاقان ماشینهای الكتریكی باید مورد كنترلدقیق و مداوم قرار گیرد . یكی از مشخصات اصلی روغنی كه در یاتاقانها بكار می رود چسبندگی آن است كه به شدت با درجه حرارت تغییر می كند . لذا دمای این روغنها باید بین 40 تا 80 درجه سانتیگراد باشد . در مناطقی كه میانگین درجه حرارت روزانه محیط كمتر از 35 درجه سانتیگراد است ، می توان میزان بار تجهیزات الكتریكی را تا 20 در صد افزایش داد ، ولی باید توجه داشت كه به هر حال دمای قسمتهای مختلف آن از مقادیری كه درجدول 2 مشخص شده است تجاوز ننماید .

البته در این موارد بایستی میزان اضافه بار مجاز در دستورالعمل های كتبی در اختیار اپراتور قرارگیرد . بر عكس در مناطقی نیز كه درجه حرارت محیط از 35 درجه سانتیگراد بالاتر می رود ، باید بار نامی طبق دستورالعمل كارخانه سازنده كاهش داده شود .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment