Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-18-31:2014 về Máy điện quay - Phần 18-31: Đánh giá chức năng của hệ thống

• Số hiệu: TCVN6627-18-31:2014
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2014

Cấp chịu nhiệt danh nghĩa	Cấp chịu nhiệt ^oC
105 (A) 120 (E) 130 (B) 155 (F) 180 (H) 200 (N)	105 120 130 155 180 200

CHÚ THÍCH 1: Các cấp chịu nhiệt 105, 120 và 200 ít được sử dụng trong các hệ thống cách điện hiện đại và không được liệt kê trong TCVN 6627-1 (IEC 60034-1).

Bảng 2 liệt kê các nhiệt độ lão hóa khuyến cáo và các khoảng thời gian tương ứng của việc đặt vào mỗi chu kỳ lão hóa nhiệt đối với hệ thống cách điện của các cấp chịu nhiệt khác nhau. Các giá trị trong bảng được suy ra bằng cách lấy xấp xỉ hai lần tuổi thọ khi giảm nhiệt độ lão hóa xuống 10^oC. Vì cấp chịu nhiệt của hệ thống cách điện chuẩn và cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cách điện cần đánh giá có thể khác nhau nên các nhiệt độ lão hóa và các khoảng thời gian đặt vào chu kỳ lão hóa nhiệt phải được lựa chọn phù hợp.

Phải chọn ít nhất 3 nhiệt độ lão hóa khác nhau. Mặc dù cơ sở cho việc xác định chất lượng là việc so sánh tính năng của hệ thống cần đánh giá với tính năng của hệ thống chuẩn, một số tiêu chí tối thiểu nhất định đối với tuổi thọ phải đảm bảo rằng hệ thống cần đánh giá có thể chịu được tác động nhiệt định kỳ cao hơn cấp chịu nhiệt trong khi vận hành. Nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất không được lớn hơn cấp chịu nhiệt của hệ thống cách điện chuẩn quá 25^oC và phải tạo ra tuổi thọ thử nghiệm trung bình ít nhất là 5 000 h, và nhiệt độ thử nghiệm cao nhất phải tạo ra tuổi thọ thử nghiệm trung bình ít nhất là 100 h. Các nhiệt độ lão hóa phải tách nhau một khoảng ít nhất 20^oC. Nếu sử dụng nhiều hơn ba nhiệt độ, khoảng tách nhau này có thể giảm xuống còn 10^oC.

Độ dài của các chu kỳ lão hóa có thể được chọn để đưa ra tuổi thọ trung bình vào khoảng 10 chu kỳ đối với mỗi nhiệt độ lão hóa.

Bảng 2 được thiết kế để cho phép các phòng thí nghiệm chọn thời gian và nhiệt độ lão hóa để tối ưu hóa nhân công và phương tiện. Để cho phép so sánh các hệ thống, bất cứ thay đổi nào đến các chu kỳ cũng phải được áp dụng như nhau cho tất cả các mẫu thử.

Để thực hiện đánh giá rút gọn, cho phép sử dụng chu kỳ nhiệt độ lão hóa trung bình để thu được dữ liệu nhanh hơn.

Bảng 2 - Nhiệt độ khuyến cáo và các khoảng thời gian đặt chu kỳ lão hóa

Cấp chịu nhiệt đã biết

105

...

...

...

130

155

180

200

T₁ < TA ≤ T₂

T₁

T₂

T₁

...

...

...

T₁

T₂

T₁

T₂

T₁

T₂

T₁

T₂

Số ngày trên một chu kỳ lão hóa

...

...

...

(T_A) ^oC

170

160

150

140

130

120

110

180

...

...

...

160

150

140

130

120

185

175

165

155

...

...

...

135

125

195

185

175

165

155

145

135

...

...

...

185

175

165

155

145

135

205

195

185

...

...

...

165

155

145

220

210

200

190

180

170

...

...

...

230

220

210

200

190

180

170

245

235

...

...

...

215

205

195

185

255

245

235

225

215

...

...

...

195

265

255

245

235

225

215

205

275

...

...

...

255

245

235

225

215

1 - 2

2 - 3

4 - 6

7 - 10

...

...

...

28 - 35

45 - 60

CHÚ THÍCH 2: Trình tự lão hóa có thể được thiết kế để phù hợp với tuần làm việc 5 ngày. Ví dụ, một chu kỳ lão hóa luôn được bắt đầu vào ngày thứ sáu và các thử nghiệm chẩn đoán vào thứ hai (ví dụ chu kỳ lão hóa 3, 10, 17, 31 và 59 ngày).

5.3. Phương pháp gia nhiệt

Kinh nghiệm cho thấy rằng các lò sấy cung cấp một phương pháp lão hóa nhiệt thuận tiện và kinh tế (xem IEC 60216-4-1). Lò sấy sấy tất cả các bộ phận của hệ thống cách điện đến nhiệt độ lão hóa đầy đủ, trong khi trong vận hành thực tế, phần lớn cách điện có thể vận hành tại nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ tại điểm nóng. Nhiệt độ lão hóa phải phải được kiểm soát và duy trì không đổi trong phạm vi ± 2^oC ở nhiệt độ đến 180^oC và ± 3^oC ở nhiệt độ trên 180^oC đến 300^oC.

Trong trường hợp lò sấy là không khả thi hoặc không đại diện đầy đủ cho các điều kiện vận hành, cho phép sử dụng các phương pháp gia nhiệt thay thế. Các ví dụ về phương pháp gia nhiệt trực tiếp hơn để mô phỏng chặt chẽ các điều kiện vận hành nhất định bao gồm:

- gia nhiệt trực tiếp bằng dòng điện chạy qua dây nối ra của mẫu thử;

- áp dụng các bộ gia nhiệt linh hoạt cho mẫu thử nghiệm.

Một vài vật liệu có thể bị giảm chất lượng nhanh hơn khi các sản phẩm bị phân hủy vẫn tiếp xúc với bề mặt cách điện, trong khi đó một vài vật liệu khác lại giảm chất lượng nhanh hơn khi các sản phẩm phân hủy được liên tục lấy đi. Trong điều kiện lý tưởng, mật độ các sản phẩm phân hủy không thay đổi theo nhiệt độ lão hóa nhưng trong thử nghiệm thực tế điều này có thể là không thực hiện được. Trong suốt quá trình lão hóa trong lò, các sản phẩm phân hủy hầu như vẫn ở gần cách điện, trong khi trong vận hành thực tế, chúng có thể bị cuốn đi bởi thông gió. Các điều kiện tương đương của thông gió trong lò và tốc độ thay đổi không khí trong suốt quá trình lão hóa nhiệt phải được duy trì cho cả hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn.

...

...

...

Khi sử dụng lò sấy, ở thời điểm bắt đầu của chu kỳ lão hóa, đối tượng thử nghiệm phải được đưa trực tiếp từ môi trường không khí nhiệt độ phòng vào lò đã được gia nhiệt trước. Nếu lò chưa được gia nhiệt trước, tốc độ tăng nhiệt độ phải được khống chế và giữ không đổi giữa mỗi chu kỳ tại mỗi nhiệt độ. Mục đích là để ngăn ngừa sốc nhiệt trong mỗi chu kỳ.

Chu kỳ lão hóa nhiệt của các đối tượng thử nghiệm bắt đầu ngay khi bộ phát hiện nhiệt đã hiệu chuẩn đặt trên bề mặt của cách điện trên diện tích được che chắn nhất của đối tượng thử nghiệm đạt đến nhiệt độ lão hóa.

Tại thời điểm kết thúc chu kỳ lão hóa, đối tượng thử nghiệm phải được lấy ra khỏi lò và đưa ngay vào không khí ở nhiệt độ phòng, hoặc được làm mát bằng phương pháp thích hợp, để chúng chịu sốc nhiệt đồng nhất trong quá trình làm nguội. Chu kỳ lão hóa kết thúc ngay khi nguồn nhiệt được lấy đi, hoặc khi đối tượng thử nghiệm được lấy ra khỏi lò sấy và đặt vào điều kiện môi trường. Sau chu kỳ lão hóa nhiệt, đối tượng thử nghiệm được để nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng trước khi bắt đầu chu kỳ chẩn đoán.

6. Chu kỳ chẩn đoán

6.1. Quy trình ổn định

6.1.1. Quy định chung

Sau mỗi chu kỳ lão hóa nhiệt, mỗi mẫu thử phải chịu một chuỗi các chu kỳ ổn định, bao gồm ứng suất cơ và chịu ẩm.

Các thử nghiệm được tiến hành theo một quy trình và trình tự nhất quán đối với mọi chu kỳ. Trình tự và thông số chi tiết của các chu kỳ chẩn đoán phải được ghi vào báo cáo.

6.1.2. Ổn định cơ

...

...

...

Một phương pháp được sử dụng rộng rãi cho việc đặt ứng suất cơ là bằng cách làm rung phần đầu nối của dây quấn mẫu thử. Mỗi đối tượng thử nghiệm được lắp trên một bàn lắc ngang và chịu dao động ở tần số 50 Hz hoặc 60 Hz trong 1 h. Chuyển động của bàn phải vuông góc với mặt phẳng của các mẫu thử nghiệm để các đầu cuộn dây sẽ rung hướng kính, như dự kiến dưới tác động của lực điển hình trên các đầu nối dây quấn trong máy điện quay thực tế.

Đối với các máy điện hoàn chỉnh được sử dụng làm đối tượng thử nghiệm, một chu kỳ khởi động-dừng hoặc đảo chiều có thể được sử dụng để đặt ứng suất cơ lên cuộn dây thay cho bàn rung. Quy trình phải được thiết kế để tăng mức khắc nghiệt của ứng suất phù hợp với việc tăng kích cỡ máy điện.

Biên độ rung đỉnh-đỉnh ưu tiên là 0,2 mm ở tần số 60 Hz hoặc 0,3 mm ở tần số 50 Hz. Biên độ này tương ứng với gia tốc xấp xỉ 1,5 lần gia tốc trọng trường (tức là 15 m/s^2).

6.1.3. Ổn định ẩm

6.1.3.1. Tổng quan

Việc kết hợp hơi ẩm và ứng suất điện thường ảnh hưởng mạnh đến đặc tính của cách điện. Độ hấp thụ ẩm của cách điện rắn làm tăng dần tổn thất điện môi, làm giảm điện trở cách điện và góp phần làm giảm độ bền điện. Các vết nứt và xốp có thể dễ phát hiện hơn bởi điện áp tăng cao khi hơi ẩm đọng trên bề mặt của cách điện.

Hơi ẩm đọng lại trên bề mặt của mỗi mẫu thử sao cho tất cả các bề mặt tiếp xúc bị ướt hoàn toàn. Đối với hệ thống cách điện không kín, hơi ẩm được đưa vào buồng môi trường có độ ẩm cao và được kiểm soát. Đối với hệ thống cách điện kín, hơi ẩm được đưa vào buồng môi trường có độ ẩm cao và được kiểm soát và sau đó đối tượng thử nghiệm được ngâm hoàn toàn trong nước.

Kinh nghiệm cho thấy rằng cần tiếp xúc ít nhất 48 h để hơi ẩm xâm nhập vào cuộn dây và ổn định mức điện trở cách điện. Mức độ tiếp xúc ẩm này thể hiện điều kiện khắc nghiệt hơn so với điều kiện gặp phải trong vận hành bình thường.

6.1.3.2. Phương pháp làm ẩm

...

...

...

6.1.3.3. Phương pháp ngâm nước

Mỗi mẫu thử của đối tượng thử nghiệm phải chịu tiếp xúc ẩm và sau đó cho chịu điện áp theo 6.4.1.

Ngay sau khi chịu điện áp sau khi tiếp xúc ẩm, mỗi mẫu thử của đối tượng thử nghiệm kể cả các đầu nối dây nối ra của mỗi mẫu thử, phải được ngâm trong thời gian 30 min ở điều kiện nhiệt độ phòng, trong nước máy có chứa tác nhân làm ướt không ion (hoạt tính bề mặt), với nồng độ thích hợp để làm giảm sức căng bề mặt xuống còn không lớn hơn 3,1 mN/m ở 25^oC.

Sau 30 min, khi đối tượng thử nghiệm vẫn chìm trong nước, đặt điện áp vào mẫu thử như mô tả trong 6.4.1. Sau thử nghiệm điện áp, đối tượng thử nghiệm phải được rửa trong nước máy không bổ sung thêm tác nhân làm ướt. Các bộ phận phải được để khô trong không khí ở nhiệt độ phòng, tốt nhất là qua đêm, trước khi bắt đầu chu kỳ thử nghiệm lão hóa nhiệt tiếp theo.

Trước khi áp dụng thử nghiệm điện áp, có thể có ích và để cung cấp thông tin, cần đo điện trở cách điện của đối tượng thử nghiệm sử dụng một điện áp được chọn đối với thông số đặc trưng của điện áp hệ thống cách điện.

Thử nghiệm hệ thống kín đòi hỏi kết cấu đặc biệt của các dây nối ra của mẫu nhằm cho phép thử nghiệm điện áp trên mẫu trong khi chúng vẫn được ngâm. Các dây nối ra dài hoặc được nối dài một cách đặc biệt để nhô hoàn toàn ra khỏi mặt nước có thể cần gia cố thêm để ngăn ngừa nứt tại điểm gốc của nó khi phải chịu thử nghiệm cơ.

6.2. Thử nghiệm chẩn đoán

6.2.1. Thử nghiệm chịu điện áp

Sử dụng thử nghiệm chịu điện áp tăng cao để kiểm tra tình trạng của các mẫu thử và xác định thời điểm kết thúc thời gian thử nghiệm. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ không khí thực tế phải được ghi vào báo cáo. Điện áp thử được quy định theo thông số đặc trưng của điện áp cách điện. Khi có quy định điện áp tần số nguồn, tần số phải từ 45 Hz đến 65 Hz (như được xác định trong TCVN 6099-1 (IEC 60060-1)).

...

...

...

Hỏng hóc được chỉ thị bằng việc cách điện bị đánh thủng. Hỏng hóc của bất cứ bộ phận nào trong hệ thống cách điện cũng được coi là hỏng hóc của toàn bộ mẫu thử. Vị trí hỏng hóc có thể được xác định bằng việc đặt lại điện áp tăng dần từ không; mẫu thử bị hỏng sẽ không thể giữ được điện áp. Có thể quan sát được dòng điện quá mức, phát nóng cục bộ hoặc khói. Đánh tia lửa trên bề mặt nhỏ và phóng điện trong quá trình thử nghiệm điện áp cần được ghi vào báo cáo nhưng không được coi là hỏng hóc.

6.2.2. Phương pháp

Điều quan trọng là thử nghiệm từng phần của hệ thống cách điện một cách riêng rẽ để xác định các khu vực có thể đã bị nứt và/hoặc bị tách lớp trong các chu kỳ ứng suất nhiệt và cơ. Điện áp phải được đặt vào theo cách thức và trình tự sau:

- giữa các vòng dây của mẫu thử nghiệm, khi sử dụng mẫu thử có nhiều vòng dây (như thử nghiệm cách điện giữa các vòng dây), và

- giữa các mẫu thử nghiệm và vỏ của đối tượng thử nghiệm (như thử nghiệm cách điện rãnh).

6.2.3. Thử nghiệm cách điện rãnh

Đối với thử nghiệm cách điện rãnh, vỏ của đối tượng thử nghiệm phải được nối đất. Để hỗ trợ trong việc xác định các vị trí hỏng trong cuộn dây bằng thử nghiệm cách điện rãnh, mỗi mẫu trong vỏ có thể được thử nghiệm riêng rẽ, với điều kiện là vỏ và các mẫu khác nằm trong vỏ đều được nối đất.

Đối với hệ thống không kín và kín, sau khi đặt trong buồng ẩm và trước khi ngâm vào nước, đặt điện áp thử nghiệm tần số nguồn, ở xấp xỉ nhiệt độ phòng, trong 1 min khi mẫu thử nghiệm vẫn còn ướt do chịu ẩm, tức là vẫn nhìn thấy hơi ẩm đọng trên tất cả các bề mặt của cuộn dây. Điện áp thử nghiệm tần số nguồn phải bằng 2 U_N hoặc 1 000 V, chọn giá trị nào cao hơn. U_N là điện áp danh định lớn nhất dự kiến của hệ thống cách điện cần thử nghiệm.

Đối với mẫu thử nghiệm hệ thống cách điện kín được ngâm trong nước, đặt điện áp thử nghiệm tần số nguồn bằng 1,15 U_N trong 1 min giữa cuộn dây và vỏ. Điện thế của dung dịch nước và vỏ phải bằng nhau trong suốt thử nghiệm.

...

...

...

6.2.4. Thử nghiệm cách điện vòng dây

Ba kết cấu của đối tượng thử nghiệm được đề xuất để cho phép thử nghiệm cách điện giữa các vòng dây:

- Các mẫu có hai vòng dây song song có đầy đủ cách điện vòng dây xung quanh mỗi sợi, được đặt áp vào nhau và các đầu dây được tách ra, trong đó có thể đặt điện áp xoay chiều vào một vòng dây còn vòng dây kia được nối đất. Một ví dụ được thể hiện trong IEC 60034-18-42. Đối với các hệ thống kín và không kín, độ lớn điện áp của thử nghiệm điện áp xoay chiều phải bằng 0,2 lần giá trị đỉnh của U_N cộng với 1 kV, trong 60 s.

- Các cuộn dây hình thoi (tức là được tạo hình để đặt vào rãnh stato) có hai vòng dây song song được quấn cạnh nhau và với đầy đủ cách điện vòng dây quanh mỗi vòng. Điện áp cao và các đầu nối đất có thể được thực hiện ở cả hai đầu nối của cuộn dây bởi vì các vòng dây là riêng rẽ. Cuộn dây có kết cấu này có thể được thử nghiệm với cả điện áp xoay chiều và điện áp xung. Đối với các hệ thống kín và không kín, độ lớn của điện áp trong thử nghiệm điện áp xoay chiều và thử nghiệm điện áp xung phải bằng 0,2 lần giá trị đỉnh của UN cộng với 1 kV. Thử nghiệm điện áp xoay chiều trên mẫu thử có các vòng dây song song được đặt trong 60 s, với một vòng được nối đất trong suốt thử nghiệm. Nếu đặt điện áp thử nghiệm xung, thử nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng xung có thời gian tăng sườn trước dốc đứng và số lượng xung cho mỗi lần đặt được cho trong TCVN 6627-15 (IEC 60034-15) (Bảng 1).

- Các cuộn dây đại diện cho quy trình chế tạo tiêu chuẩn với bó dây liên tục duy nhất, được quấn thành các vòng. Các vòng dây song song cần có thiết kế cách điện vòng quy định. Loại mẫu này đòi hỏi đặt vào một điện áp thử nghiệm xung bằng cách sử dụng thời gian tăng sườn trước dốc đứng và số lượng xung cho mỗi lần đặt được nêu trong TCVN 6627-15 (IEC 60034-15) (Bảng 1).

6.3. Thử nghiệm lấy thông tin

Các phép đo không phá hủy trạng thái cách điện có thể được thực hiện định kỳ. Các phép đo này được thực hiện sau thử nghiệm chịu điện áp và trước khi bắt đầu chu kỳ lão hóa nhiệt tiếp theo. Đối tượng thử nghiệm phải hoàn toàn khô ráo và ở nhiệt độ phòng trong quá trình thực hiện các phép đo lấy thông tin. Các thay đổi quan sát được trong các phép đo này giữa các chu kỳ có thể cung cấp các thông tin có giá trị về quá trình lão hóa của hệ thống cách điện. Một số thử nghiệm thông thường có thể có giá trị để đánh giá tình trạng cách điện bao gồm:

- điện trở cách điện (IR) và dòng điện rò,

- tang góc tổn hao (tgd, còn được gọi là hệ số tiêu tán, hoặc DF) và điện dung,

...

...

...

- phản ứng của hệ thống cách điện trong các điều kiện đột biến lặp lại.

7. Lập báo cáo và đánh giá chức năng của dữ liệu từ hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn

7.1. Quy định chung

Các quy trình để xác định tiêu chí điểm cuối thích hợp và để vẽ đồ thị độ bền nhiệt được cho trong 5.2 của TCVN 6627-1 (IEC 60034-18-1).

Đối với các thử nghiệm chất lượng đầy đủ, vẽ đồ thị loga của tuổi thọ trung bình của từng đối tượng thử nghiệm, với giới hạn độ tin cậy 90 %, theo nghịch đảo của nhiệt độ, phù hợp với IEC 60216-1. Đơn vị trên trục hoành là nghịch đảo của nhiệt độ tuyệt đối (1/K) nhưng thường được biểu thị bằng nhiệt độ Celsius. Đơn vị trên trục tung được biểu thị bằng giờ. Kết quả phải là đồ thị nửa loga biểu diễn các đường thẳng đối với hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn và các khoảng tin cậy 90 % đối với các giá trị trung bình của chúng tại mỗi nhiệt độ thử nghiệm.

Điều 5.2 của TCVN 6627-18-1 (IEC 60034-18-1) đưa ra danh sách thông tin chung cần được ghi lại và đưa vào báo cáo thử nghiệm. Các hạng mục bổ sung có thể được ghi vào báo cáo khi thích hợp. IEC 60216-15 đưa ra hướng dẫn cho phân tích thống kê hoàn chỉnh của các kết quả.

7.2. Xác định chất lượng

7.2.1. Tổng quan

Bước đầu tiên là xác định tuổi thọ vận hành kỳ vọng và cấp chịu nhiệt của hệ thống cần đánh giá, sau đó so sánh tính năng hoạt động của hệ thống chuẩn và các hệ thống cần đánh giá về các tiêu chí chất lượng được nêu trong Bảng 3. Cần thận trọng khi đánh giá chất lượng của hệ thống cần đánh giá với cấp chịu nhiệt và/hoặc tuổi thọ vận hành khác vì các giả định trong cách tiếp cận.

...

...

...

Bảng 3 - Các điều kiện để xác định chất lượng của hệ thống cần đánh giá

Tính năng so với hệ thống chuẩn

Nhiệt độ thử nghiệm

(theo Bảng 2)

Tiêu chí chất lượng

Trường hợp

Cấp chịu nhiệt

(T_class)

...

...

...

A

Giống

Giống

Giống

Khoảng tin cậy của hệ thống cần đánh giá chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn tại tất cả các nhiệt độ thử nghiệm.

B

Giống

Khác

Giống

...

...

...

1. Khoảng tin cậy của hệ thống cần đánh giá phải chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn.

2. Hệ thống cần đánh giá cho thấy tính năng được cải thiện liên tục, tức là độ dốc đường hồi qui của hệ thống cần đánh giá lớn hơn hoặc bằng độ dốc đường hồi qui của hệ thống chuẩn.

C

Khác

Giống

Khác

D

Khác

Khác

...

...

...

7.2.2. Trường hợp A: Xác định chất lượng khi cùng cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng

Để xác định chất lượng của hệ thống cần đánh giá đối với cùng cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng (Bảng 3, Trường hợp A), hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu kỳ lão hóa nhiệt giống nhau. Hệ thống cần đánh giá là đạt chất lượng nếu khoảng tin cậy của nó chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn trong toàn dải nhiệt độ thử nghiệm. Một ví dụ được thể hiện trên Hình 1, với hệ thống cần đánh giá “C” được so sánh với hệ thống chuẩn “R” và cho thấy vượt quá khoảng tin cậy tại tất cả các nhiệt độ thử nghiệm. T_C,R là cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn.

Hình 1 - Hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng đối với cùng cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng

7.2.3. Trường hợp B: Xác định chất lượng khi cùng cấp chịu nhiệt và khác tuổi thọ vận hành kỳ vọng

Để xác định chất lượng của hệ thống cần đánh giá đối với cùng cấp chịu nhiệt và khác tuổi thọ vận hành kỳ vọng (Bảng 3, Trường hợp B), hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu kỳ lão hóa nhiệt giống nhau.

Giới hạn độ tin cậy của hệ thống cần đánh giá tại mỗi nhiệt độ được dịch chuyển trên trục tung một lượng bằng với sự thay đổi theo thỏa thuận về tuổi thọ vận hành, trong phạm vi từ X_R/2 đến 2X_R, trong đó X_R là tuổi thọ của hệ thống chuẩn tại mỗi nhiệt độ. Hệ thống cần đánh giá là đạt chất lượng nếu các khoảng tin cậy được dịch chuyển của nó chồng lên hoặc vượt quá các khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn, và hệ thống cần đánh giá cho thấy tính năng được cải thiện liên tục, tức là độ dốc đường hồi qui của hệ thống cần đánh giá lớn hơn hoặc bằng độ dốc đường hồi qui của hệ thống chuẩn.

Hình 2 thể hiện một ví dụ của một hệ thống cần đánh giá được đánh giá chất lượng đối với cùng cấp chịu nhiệt, và tuổi thọ vận hành kỳ vọng gấp đôi tuổi thọ vận hành kỳ vọng của hệ thống chuẩn. Khi đường biểu diễn hệ thống cần đánh giá được giảm đi hai lần, các giới hạn độ tin cậy 90 % của nó chồng lên giới hạn độ tin cậy 90 % của hệ thống chuẩn. Để đơn giản, dịch chuyển trên trục tung chỉ được thể hiện đối với các giới hạn độ tin cậy tại một nhiệt độ, T₁. Lưu ý rằng T_C,R là cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn.

...

...

...

Nếu đường hồi qui của hệ thống cần đánh giá cắt qua đường hồi qui của hệ thống chuẩn trong dải đo, thì hệ thống là đạt chất lượng với tuổi thọ vận hành cao hơn tại T_C,R chỉ khi nó thể hiện tính năng được cải thiện so với hệ thống chuẩn tại T_C,R bằng khoảng tuổi thọ yêu cầu.

Nếu có khả năng xảy ra quá tải nhiệt của hệ thống cách điện trong vận hành, các yêu cầu đánh giá chất lượng đối với hệ thống cần đánh giá phải được đánh giá như trong trường hợp A, trong đó tuổi thọ của hệ thống cần đánh giá bằng hoặc lớn hơn tuổi thọ của hệ thống chuẩn trong dải nhiệt độ thử nghiệm.

7.2.4. Trường hợp C: Xác định chất lượng khi khác cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng

Để xác định chất lượng của hệ thống cần đánh giá khi khác cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng (Bảng 3, Trường hợp C), hệ thống cần đánh giá được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu kỳ lão hóa thích hợp với cấp chịu nhiệt dự kiến của nó. Phương pháp này là có giá trị với điều kiện là cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cần đánh giá không cao hơn hoặc thấp hơn cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn quá một cấp. Nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất của hệ thống chuẩn không được lớn hơn 25^oC so với cấp chịu nhiệt đã biết của nó, và nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất của hệ thống cần đánh giá phải không lớn hơn 25^oC so với cấp chịu nhiệt dự kiến của nó.

Giới hạn độ tin cậy của hệ thống cần đánh giá tại mỗi nhiệt độ được dịch chuyển trên trục hoành một lượng bằng với lượng chuyển đổi theo thỏa thuận trong nhiệt độ của cấp đó, ở đó cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cần đánh giá không lớn hơn hoặc nhỏ hơn cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn quá một cấp. Hệ thống cần đánh giá là đạt nếu khoảng tin cậy sau khi dịch chuyển chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn và hệ thống cần đánh giá cho thấy tính năng được cải thiện liên tục, tức là độ dốc của đường hồi qui của hệ thống cần đánh giá lớn hơn hoặc bằng độ dốc đường hồi qui của hệ thống chuẩn.

Hình 3 thể hiện một ví dụ của hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng khi cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng tại cấp chịu nhiệt cao hơn tiếp theo, trong đó khoảng tin cậy của hệ thống cần đánh giá được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu kỳ đối với cấp chịu nhiệt cao hơn và được dịch chuyển trở lại cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn. Khi việc dịch chuyển trên trục hoành hoàn thành, các khoảng tin cậy chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn. T_C,R là cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn và T_C+1 là cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cần đánh giá.

Hình 3 - Hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng khi khác cấp chịu nhiệt nhưng cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng

7.2.5. Trường hợp D: Xác định chất lượng khi khác cấp chịu nhiệt và khác tuổi thọ vận hành kỳ vọng

...

...

...

Chất lượng của hệ thống cần đánh giá được xác định bằng cách dịch chuyển trên cả trục tung và trục hoành.

Giới hạn độ tin cậy cần xem xét tại mỗi nhiệt độ được dịch chuyển trên trục tung một lượng bằng với thay đổi dựa trên thỏa thuận trong tuổi thọ vận hành, trong dải từ X_R/2 đến 2X_R, trong đó X_R là tuổi thọ của hệ thống chuẩn tại mỗi nhiệt độ.

Giới hạn độ tin cậy của hệ thống cần đánh giá tại mỗi nhiệt độ sau đó được dịch chuyển trên trục hoành một lượng bằng với thay đổi dựa trên thỏa thuận trong cấp chịu nhiệt, ở đây cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cần đánh giá không cao hơn hoặc thấp hơn cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn quá một cấp. Hệ thống cần đánh giá được xác định là đạt nếu khoảng tin cậy sau dịch chuyển của nó chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn và hệ thống cần đánh giá thể hiện tính năng cải thiện liên tục, tức là độ dốc của đường hồi qui của hệ thống cần đánh giá dốc hơn hoặc bằng độ dốc đường hồi qui của hệ thống chuẩn.

Hình 4 thể hiện một ví dụ về hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng khi gấp đôi tuổi thọ vận hành kỳ vọng của hệ thống chuẩn, tại cấp chịu nhiệt cao hơn một cấp so với hệ thống chuẩn. Để đơn giản, việc dịch chuyển trên trục tung chỉ được thể hiện ở các giới hạn độ tin cậy tại một nhiệt độ, T₁. Hệ thống cần đánh giá này cũng đạt chất lượng tại cấp chịu nhiệt cao hơn, nơi mà khoảng tin cậy của hệ thống cần đánh giá được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu kỳ cho cấp chịu nhiệt cao hơn được dịch chuyển về cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn, trong đó T_C,R là cấp chịu nhiệt của hệ thống chuẩn và T_C+1 là cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống cần đánh giá.

Hình 4 - Hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng khi khác cấp chịu nhiệt và khác tuổi thọ vận hành so với hệ thống chuẩn

7.2.6. Tính không thẳng của các đường hồi qui

Hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn có thể đáp ứng khác nhau đối với tổ hợp các yếu tố lão hóa, kết quả tạo ra các đường hồi qui cong. Điểm uốn nhẹ trên đồ thị cho thấy có nhiều hơn một quá trình hóa học hoặc cơ chế hỏng ảnh hưởng đến lão hóa nhiệt. Nếu không thể vẽ một đường thẳng giữa các khoảng dung sai tại tất cả các điểm, dữ liệu cho thấy rằng có một sự thay đổi đáng kể trong cơ chế lão hóa chủ yếu trong dải nhiệt độ thử nghiệm. Nên thực hiện việc xác nhận đường cong bằng cách lấy thêm điểm thử nghiệm ở nhiệt độ thấp hơn hoặc nhiệt độ trung gian.

7.2.7. Đánh giá rút gọn

...

...

...

Phương pháp này không chặt chẽ và đầy đủ như phương pháp đánh giá đầy đủ, và vì vậy nó được dành cho việc đánh giá những thay đổi nhỏ trong hệ thống cách điện, tức là những thay đổi kỳ vọng là không có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền của hệ thống trong các điều kiện ứng suất nhiệt.

Hệ thống cần đánh giá đạt chất lượng bằng đánh giá rút gọn nếu giới hạn độ tin cậy 90 % của điểm để thử nghiệm đối tượng chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn.

Phụ lục A
(tham khảo)

Ví dụ về kết cấu (khuôn) của đối tượng thử nghiệm

A.1. Có thể sử dụng các mô hình khác nhau để có thể áp dụng cho một dãy các máy điện trong qui trình thử nghiệm này.

Các Hình A.1, A.2, A.3, và A.4 thể hiện kết cấu (“khuôn”) của đối tượng thử nghiệm đã được sử dụng thành công trong các thử nghiệm độ bền nhiệt để đánh giá và phân loại các hệ thống cách điện.

A.2. Hình A.1 và A.2 thể hiện các cụm rãnh điển hình. Các khuôn ở cỡ này được dùng để đánh giá và phân loại hệ thống cách điện stato của máy điện xoay chiều có thông số danh định đến 10 MW và 7 kV. Các đối tượng thử nghiệm sẽ được ngâm nước và thử nghiệm trong khi ngâm nước phải được thiết kế với các dây nối ra dài để nhô hoàn toàn ra khỏi mặt nước. Cách điện của các dây nối ra này không được coi là một phần của hệ thống cách điện cần đánh giá. Tuy nhiên, cần có cơ cấu đỡ bổ sung cho các dây nối ra này trong giai đoạn rung của chu kỳ chẩn đoán. Di chuyển quá mức của các dây nối ra có thể làm nứt tại điểm nối của dây nối ra nơi chúng liên kết với cuộn dây.

A.3. Đối với hệ thống có thông số danh định lớn hơn 7 kV, có thể đòi hỏi khe hở không khí tăng lên giữa các mẫu thử và với vỏ của đối tượng thử nghiệm. Cũng có thể cần thêm không gian cho việc chặn, buộc và gia cố dây nối ra. Với các kích thước hạn chế cho trước của hầu hết các lò sấy theo khuôn, có thể khó khăn trong việc đặt ít nhất 5 mẫu thử trong một đối tượng thử nghiệm. Có thể cần điều chỉnh thiết kế của các đối tượng thử nghiệm điện áp cao hơn bằng việc rút ngắn mẫu thử.

...

...

...

A.4.1. Các Hình A.3 và Hình A.4 thể hiện khuôn có thể sử dụng trong các trường hợp có lực ly tâm (ví dụ phần ứng quay của máy điện một chiều hoặc roto của máy điện đồng bộ). Cơ cấu này được tạo ra bởi:

- phay các rãnh vào một khối thép, hoặc

- dập các rãnh hình chữ nhật vào các lá tôn và ghép các lá tôn để có được chiều dài rãnh thích hợp, và sau đó hàn hoặc bắt vít để giữ chắc cụm lắp ráp.

Công nghệ dập tiếp cận gần hơn với cụm máy điện thực tế mà ở đó có thể có các gờ sắc trên các cạnh dập và có các khiếm khuyết sinh ra sự so le các rãnh trong biên dạng rãnh mà sẽ là quan trọng khi, ví dụ, mô phỏng các cuộn dây được ngâm tẩm hoàn toàn (ngâm tẩm sau). Tuy nhiên, kiểu cơ cấu này có thể tốn kém hơn so với cơ cấu thực hiện bằng cách phay.

A.4.2. Nếu cả hai cạnh của cuộn dây đều được chèn vào các rãnh giống như trong một cuộn dây thực tế thì cuộn dây sẽ cần được thiết kế tương ứng. Vỏ của khuôn có thể được sử dụng nếu chỉ có một cạnh của cuộn dây được đặt vào rãnh, hoặc nếu sử dụng thanh dẫn hoặc nửa cuộn dây.

A.4.3. Ảnh hưởng của lực ly tâm lên cách điện cuộn dây được mô phỏng bằng việc đặt một tấm thép cứng được định hình (Hình A.3 và A.4) lên phần phay rãnh của cơ cấu thử nghiệm. Đối với các phần ứng sử dụng dải lõi, các rìa dọc trục trên tấm thép được ngắt quãng để mô phỏng việc tạo ra các điểm trên dải lõi trên cuộn dây.

A.4.4. Tấm thép trong Hình A.3 và thanh dẫn ngang qua phần đầu nối của cuộn dây trong Hình A.4 được bắt vít với đế của cơ cấu bằng các lò xo tạo ra lực cần thiết để mô phỏng các lực ly tâm trên khu vực phân bổ. Các lò xo cần được hiệu chuẩn trước để áp lực mong muốn có thể được điều chỉnh thông qua việc nén thích hợp bằng bu lông.

CHÚ THÍCH: Các lò xo phải được chọn để có thể chịu đựng các tiếp xúc liên tiếp với nhiệt độ lão hóa nhiệt, các thử nghiệm ứng suất cơ, và các thử nghiệm ẩm, mà không có sự thay đổi hằng số lò xo hoặc các ảnh hưởng bất lợi khác.

Kích thước tính bằng milimét

...

...

...

Hình A.1 - Cụm rãnh điển hình

Kích thước tính bằng milimét

Hình A.2 - Cụm rãnh điển hình

Kích thước tính bằng milimét

...

...

...

Hình A.3 - Khuôn để thử nghiệm cuộn dây phần ứng một chiều

Hình A.4 - Cơ cấu thử nghiệm đối với phần rãnh roto

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 6627-1 (IEC 60034-1), Máy điện quay - Phần 1: Thông số đặc trưng và tính năng

MỤC LỤC

Lời nói đầu

...

...

...

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Các lưu ý chung

4. Đối tượng thử nghiệm và mẫu thử nghiệm

5. Quy trình thử nghiệm

6. Chu kỳ chẩn đoán

7. Lập báo cáo và đánh giá chức năng của dữ liệu từ hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn

Phụ lục A (tham khảo) - Ví dụ về kết cấu (khuôn) của đối tượng thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo