Quvvat uzatish ulagichlaridagi qisman razryadni hal qilish: Kutilmagan kuchli elektr stansiyalari izolyatsiyasining o'lik tufayli

Savol: Quyosh muhandislari FV ulagichlardagi 'qisman razryad'ni — ya'ni kutilayotgan quvvatli massiv izolyatsiyasining ovozsiz o'ldiruvchisi — qanday hal qilish va oldini olishlari mumkin?

Foydalanish maydonidagi fotovoltaik (PV) elektr stansiyalari doimiy tok (DC) arxitekturasi 1500 V gacha kengayganda, elektr izolyatsiya tizimlari oldin hech qachon ko‘rilmagan darajadagi elektr maydoni kuchlanishiga uchrab qoladi. Bunday yuqori kuchlanish sharoitida eski 1000 V tizimlarida zararsiz bo‘lgan mayda jismoniy nuqsonlar fotovoltaik ulagichlarda Qisman Zaryadlanish (QZ) deb ataladigan vayron qiluvchi elektr hodisasini chaqirib chiqarishi mumkin. Muhandislarning "so‘ksiz o‘ldiruvchi" deb ataydigan qisman zaryadlanish — ikkita o‘tkazgich orasidagi fazo to‘liq qoplanmaydigan lokal elektr buzilishidir. U fotovoltaik ulagichlardagi izolyatsiya materialining bo‘shliqlari, trostlari yoki sirt chegaralarida sodir bo‘ladi. Agar QZ nazorat qilinmasa, u polimer korpuslarning molekulyar tuzilishini sekin-sekin va shovqinsiz yo‘q qilib boradi, natijada halokatli izolyatsiya buzilishlari, fazadan yer tagiga o‘tish xatolari va vayron qiluvchi PV zanjirlari yonishlari sodir bo‘ladi. Ushbu texnik maqola fotovoltaik ulagichlardagi qisman zaryadlanish mexanizmlarini, uni maydonda qanday aniqlashni va SUNNOM ulagichlar muhandisligi uning sodir bo‘lishini qanday oldini olganini ko‘rib chiqadi.

Qisman zaryadlanishning fizikasi: Nima uchun 1500 V ulagichlarda sodir bo'ladi

Qisman zaryadlanishni samarali aniqlash uchun muhandislar avvalo uning asosiy jismoniy tamoyillarini tushunishlari kerak. Istalgan yuqori kuchlanishli elektr qurilmasida elektr maydoni o'tkazgichlar va ularni o'rab turgan izolyatsiya materiallari bo'ylab tarqaladi. Qisman zaryadlanish, lokal elektr maydon kuchlanishi izolyatsiya muhitining kichik qismi dielektrik sindirish kuchlanishidan oshib ketganda sodir bo'ladi:

• Bo'shliqlardagi dielektrik mos kelmaslik: Havoning dielektrik doimiyi va pishiriq kuchlanishi qattiq izolyatsiya qiluvchi polimerlar — masalan, polifenilen oksid (PPO) — ga nisbatan ancha past. Agar ulagichning plastmassa korpusida mikroskopik havo pufakchasi yoki bo'shliq mavjud bo'lsa yoki kabel izolyatsiyasi ulagich sig'imi bilan kesishadigan joyda maydonsiz havo oraliq mavjud bo'lsa, elektr maydoni shu bo'shliq ichida juda kuchli to'planadi. Havoning bu kuchaytirilgan kuchlanishga chidash qobiliyati pastligi sababli u pishiriq holatiga o'tadi va mayda ishqori yoki elektr razryadi vujudga keladi. Bu razryad qisman hisoblanadi, chunki atrofdagi yuqori sifatli plastmassa uning darhol to'liq qisqa tutashuv yoyini hosil qilishini oldini oladi.
• Namlik va kontaminant ko'prigi: Suv tomchilari yoki o'tkazuvchan chang zarralari (masalan, uglerod qora rangi yoki metall chang) ulanish tizimining bir-biriga ulangan qismiga kirganda, ular ichki plastik sirtlar bo'ylab mahalliy o'tkazuvchan yo'llar hosil qiladi. Bu effektiv yuzaki o'tish va havo orqali o'tish masofalarini kamaytiradi, elektr maydonini shakl o'zgartiradi va yuzaki qisman razryadlarni boshlaydi.
• Yuqori kuchlanish ta'siri: Doimiy tokda kuchlanishning 1000 V dan 1500 V gacha o'tishi ulagich izolyatsiyasiga ta'sir etadigan elektr maydon kuchlanishini 50 foizga oshiradi. Bu kuchlangan kuchlanish mikroskopik bo'shliqlardagi havoning ionlanish ehtimolini ancha oshiradi va qisman razryad boshlanishining chegara qiymatini pasaytiradi.

Sukutli vayronlik: Qisman razryad PV ulagich izolyatsiyasini qanday vayron qiladi

Qisman razryad ayniqsa xavfli, chunki uning dastlabki va o'rta bosqichlarida uni ko'rinmaydi va eshitilmaydi. Bu sekin, ketma-ket degradatsiya jarayonidir:

• Kimyoviy eroziya: Har bir qisman zaryadlanish hodisasi sodir bo'lganda, u mikroskopik miqdorda ozon, azot oksidlari va issiqlik hosil qiladi. Bu juda faol kimyoviy moddalar plastik korpusning polimer zanjirlariga hujum qiladi, uning kimyoviy tuzilishini buzadi va dielektrik mustahkamlikni pasaytiradi.
• Karbon izlari: Mikro-zaryadlanishlarning lokal issiqligi plastikni karbonlashtiradi. Karbon juda yaxshi o'tkazuvchan. Vaqt o'tishi bilan ushbu mayda karbonlashtirilgan yo'llar plastik korpusning qalinligi bo'ylab yoki uning sirtida daraxt shoxlari singari o'sib boradi; bu hodisa daraxtlanish yoki karbon izlari deb ataladi.
• Falokatli elektr uzilishi: Oxir-oqibat, karbonizatsiya qilingan yo'l qolgan qattiq izolyatsiyani kesib o'tish uchun etarli uzunlikka erishadi. Bu nuqtada izolyatsiya to'liq ishlamay qoladi va natijada tez, katta quvvatli doimiy tok arki, fazadan yerga o'tish xatosi yoki terminaldan terminalga qisqa tutashuv paydo bo'ladi; bu ulagichni darhol eritadi va quriygan o't, tomorqaning konstruksiyasi yoki kabel trellyarlarini alangaga kiritishi mumkin.

Joyda diagnostika va muammolarni hal qilish usullari

Chunki qisman razryad ovozsiz bo'ladi, shu sababli an'anaaviy elektrik sinov usullari uni juda kech payt aniqlay oladi. Masalan, standart izolyatsiya qarshiligi (megger) sinovi faqat past kuchlanishda biror bir vaqtda qarshilikni o'lchaydi va chunki ulagichda og'ir ichki qisman razryad bo'lsa ham, natijalar ajoyib ko'rinadi. Vaziyat halokatli buzilish sodir bo'lishidan oldin qisman razryadni aniqlash uchun quyosh energiyasi O&M jamoalari ilg'or diagnostik vositalardan foydalansh kerak:

• Ultratovushli akustik aniqlash: Har bir qisman razryad hodisasi yuqori chastotali akustik to'lqin hosil qiladi, odatda 30 kHz dan 100 kHz gacha bo'lgan diapazonda. Qo'l bilan ushlab ishlatiladigan ultratovushli aniqlash vositalari yoki akustik tasvirga olish kameralaridan foydalangan holda texniklar peak ishlab chiqarish soatlari davomida ulagichlar massivini tekshirishlari mumkin. Ichki qisman razryadga ega ulagichlar aniq, yuqori chastotali shovqinli tovush chiqaradi yoki kamera ekranida akustik issiq nuqtalar sifatida namoyon bo'ladi.
• Yuqori chastotali tok transformatorlari (HFCT): PD hodisalari fotovoltaik (PV) kabel bo'ylab tarqaladigan tez, yuqori chastotali tok impulslarini hosil qiladi. PV guruh kabellariga yaqin joyda HFCT sensorini qisqichga o'rnatish orqali kombiner qutisi , texniklar ushbu impulslarni kuzatib borishlari va ularning to'lqin shakllarini tahlil qilishlari orqali guruhda PD ning mavjudligi va og'irligini aniqlashlari mumkin.
• Issiqlikni tasvirlash cheklovlari: Infrasiz (IR) termografiya yuqori kontakt qarshiligi bilan ulanishlarni topishda juda samarali. Biroq, IR kamerasi boshlang'ich bosqichdagi qisman razryadni (PD) aniqlashda kamroq samarali, chunki PD dastlab juda kam issiqlik chiqaradi. PD tufayli ulanishda ko'rinadigan issiqlik izi paydo bo'lganda, izolyatsiya allaqachon jiddiy zararlangan va buzilishga yaqin bo'ladi.

SUNNOM ulanish muhandisligi qisman razryad xavfini qanday yo'q qiladi

Wenzhou Shangnuo (SUNNOM)da biz qisman razryadni oldini olish uchun diqqatli ishlab chiqarish nazorati, yuqori sifatli materiallar va aniq mexanik to’g’ri kelishlarni talab qilishini tushunamiz. Biz PDning ildiz sabablarini quyidagi loyihalash va ishlab chiqarish protokollari orqali bartaraf etamiz:

• Bo’shliksiz yuqori aniqlikdagi siqish orqali plastmassa quyish: Plastmassa giloflar ichidagi mikroskopik bo’shliqlar ichki qisman razryadning asosiy manbai hisoblanadi. SUNNOM zamonaviy, avtomatlashtirilgan siqish orqali plastmassa quyish uskunalari — real vaqtda bosim va haroratni kuzatuvchi uskunalar — dan foydalanadi. Bu to’liq shaklga to’ldirishni ta’minlaydi va shaklda qolgan ichki bo’shliqlar yoki polimer zichligidagi o’zgarishlarni yo’q qiladi.
• Yuqori dielektrik mustahkamlikka ega premium PPO/PC: SUNNOM ulagichlari faqat toza polifenilen/polikarbonat oksid (PPO/PC) dan ishlab chiqariladi. Bu yuqori samarali material juda yuqori dielektrik mustahkamlikka (odatda 30 kV/mm dan ortiq) va yuqori solishtirma izlanish indeksiga (CTI) ega bo'lib, karbon izlanishiga va kimyoviy eroziyaga nisbatan juda chidamli.
• Optimal izlanish va havo oraliqlari dizayni: SUNNOM ulagichlarini loyihalashda muhandislarimiz ichki havo oraliqlarini (havo orqali masofa) va izlanish yo'llarini (plastik sirt bo'ylab masofa) keng qilib belgilashgan. Bu tuzilma ajratish elektr maydon kuchlanishini havoning ionlanish chegarasidan ancha past darajada saqlaydi, hatto 1500 V doimiy yuk ostida ham.
• Qo'shimcha ikkita sig'iluvchi rezinaviy o'ramlar: O'tkazuvchan namlik va changning kirib kelishini oldini olish uchun SUNNOM ulagichlari yuqori elastiklikka ega silikon materialidan tayyorlangan ikkita halqa shaklidagi sig'iluvchi rezinaviy o'ramlarga ega. Bu ishonchli sig'iluvchi o'ram ulagich korpusi ichidagi havoni quruq va toza saqlaydi, shu bilan birga sirt uzilish yo'llarini yo'q qiladi.

EPC qurilish jamoalari uchun maydonda oldini olish strategiyalari

Foydalanish miqyosidagi massivlar 25 yil davomida qisman uzilishlardan xoli bo'lishini ta'minlash uchun EPC kontraktorlari quyidagi qo'llanmaga amal qilishlari kerak:

• Boshqa ishlab chiqaruvchilarning ulagichlarini bir-biriga ulashni to'xtating: Turli ishlab chiqaruvchilarning ulagichlari ichki geometriyasi va aniqlovchi qiymatlari jihatidan biroz farq qiladi. Boshqa ishlab chiqaruvchilarning ulagichlarini bir-biriga ulash fizik bo'shliqlar va havo pufaklarini hosil qiladi, bu esa qisman uzilishga juda moyil bo'ladi.
• Montaj paytida tozalik: Maydon texniklari ulagich komponentlarini ulashdan oldin toza va quruq holatda saqlashlari kerak. Ichki plastik sirtlarga qoldirilgan chang, ter yoki yog' istalgan joyda karbon izlarini boshlashi mumkin.
• Barcha ulagichlarning to'liq qulflanishini tekshiring: barcha ulagichlar qulflanish tishlari eshitiladigan darajada qattiq qulflanib, bir-biriga to'liq ulanmaguncha butunlay bir-biriga surilishi kerak. Yetarli darajada ulanmagan ulagich ichida katta havo bo'shlig'i hosil bo'ladi, bu esa 1500 V kuchlanish ta'sirida keng tarqalgan PD xavfi yaratadi.

SUNNOM brendining sifatli, bo'shliqsiz ulagichlarini tanlab va oldindan diagnostik sinov o'tkazishni amalga oshirib, quyosh energiyasi ishlab chiqaruvchilari yuqori kuchlanishli quyosh elektr stansiyalarida sodir bo'ladigan, lekin sezilmaydigan qisman razryad (PD) xavfini samarali ravishda bartaraf etishlari va ularning yuqori samarali, xavfsiz elektr energiyasi ishlab chiqarishini o'nlab yillar davomida ta'minlashlari mumkin.