எச்-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றிகளின் பாதுகாப்பான அதிக சுமை இயக்கம்

அது வரும் போது திரள்மை மாற்றுத்தொகுப்பு பாதுகாப்பான மிகைச்சுமை இயக்கம் – பொறியாளர்கள் மற்றும் வசதி மேலாளர்களின் மனதில் ஒரு கேள்வி ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது: மின்மாற்றியின் காப்புப் பொருளைச் சேதப்படுத்தாமல் எவ்வளவு கூடுதல் சுமையை இழுக்க முடியும்? H-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றிகளுக்கு, இதற்கான பதில், H-வகுப்பு (180°C) காப்பு அமைப்பிற்குள் C-வகுப்பு (220°C) NOMEX® காகிதத்தை முதன்மை சுற்றுக் காப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்துவதால் உருவாகும் 40°C வெப்ப இடைவெளியைப் புரிந்துகொள்வதில் அடங்கியுள்ளது. இந்த தனித்துவமான கலவை, பாதுகாப்பானதும் நடைமுறைக்கு ஏற்றதுமான உலர் வகை மின்மாற்றி மிகைச்சுமைத் திறனை வழங்குகிறது – ஆனால் அதன் வரம்புகளை நன்றாகப் புரிந்துகொண்டிருக்க வேண்டும். புள்ளிவிவரங்கள், சுற்றுகளின் காப்பு தோல்வியே மின்மாற்றிகளின் தோல்விகளில் தோராயமாக 30% ஐ விட அதிகமாக காரணமாக உள்ளது என்று காட்டுகின்றன; எனவே வெப்ப மேலாண்மை பாதுகாப்பான இயக்கத்திற்கான மிக முக்கியமான காரணியாகும். இந்த வழிகாட்டி, H-வகுப்பு காப்பு அமைப்புகள் மற்றும் கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் ஆகியவை சேவை ஆயுளை பாதிக்காமல் கூடுதல் உலர் வகை மின்மாற்றி மிகைச்சுமைத் திறனை எவ்வாறு வெளிப்படுத்துகின்றன என்பதை விளக்குகிறது.

2.1 இரட்டை வெப்பநிலை தரவரையீட்டின் நன்மை

பாதுகாப்பான உலர்-வகை மின்மாற்றியின் அதிகச் சுமை இயக்கத்தின் அடித்தளம் என்பது காப்பு அமைப்பு வடிவமைப்பில் அடங்கியுள்ளது. எச்-வகுப்பு உலர்-வகை மின்மாற்றிகள் 180°செ என்ற அதிகபட்ச தொடர் சுற்று வெப்பநிலைக்கு தரவரையிடப்பட்டுள்ளன. ஆனால், சுற்றுகளின் காப்பு நாமெக்ஸ்® தாளைப் பயன்படுத்தும்போது—இது 220°செ வரை தரவரையிடப்பட்ட கிளாஸ் சி பொருள்—மின்மாற்றி 40°செ அளவிற்கு கிட்டத்தட்ட ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப பாதுகாப்பு மேற்புறத்தைப் பெறுகிறது.

இதன் நடைமுறை அர்த்தம் என்னவென்றால்: உலர்-வகை மின்மாற்றி ஒரு அதிகச் சுமை நிலையைச் சந்திக்கும்போது, சுற்றுகளின் வெப்பநிலை உயரும். எச்-வகுப்பு அமைப்பின் தரவரையீடு (180°செ) மற்றும் நாமெக்ஸ்® பொருளின் வரம்பு (220°செ) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயுள்ள 40°செ மேற்புறம் என்பது, காப்பு சேதத்தை உடனடியாக ஏற்படுத்தாமல் குறுகிய கால அதிகச் சுமைகளை அனுமதிக்கும் ஒரு பாதுகாப்பு இடைவெளியாகும். மாறாக, எஃப்-வகுப்பு மின்மாற்றிகள் (155°செ வரம்பு) இந்த வெப்ப இடைவெளியைக் கொண்டிருக்கவில்லை; எனவே, அதிகச் சுமை நிகழ்வுகளின்போது அவை அதிக அளவில் பாதிக்கப்படும் வாய்ப்புள்ளன.

2.2 நாமெக்ஸ்® காப்பு பண்புகள்

நாமெக்ஸ்® தாள் உலர்-வகை மின்மாற்றியின் பாதுகாப்பான அதிகச் சுமைத் திறனை ஆதரிக்கும் பல பண்புகளை வழங்குகிறது:

• வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை: 220°C இல் மின்சார பண்புகளின் 95% ஐ பராமரிக்கிறது

• இயந்திர வலிமை: அதிக சுமை சுழற்சிகளின் போது வெப்ப-இயற்பியல் அழுத்தத்தை எதிர்க்கிறது

• ஈரப்பத எதிர்ப்பு: 95% ஒப்பு ஈரப்பதத்தில் மின்காப்பு வலிமையின் 90% ஐ பராமரிக்கிறது

• தன்னியக்க அணைப்பு: அதிக அழுத்த நிலைகளில் நச்சுத்தன்மை அல்லது கார வாயுக்களை வெளியிடவில்லை

இந்த பண்புகள், NOMEX® மின்காப்புடன் கூடிய H-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றிகளை, மருத்துவமனைகள், தரவு மையங்கள் மற்றும் தொழில்துறை வசதிகள் போன்ற அதிக சுமை நிகழ்வுகள் எதிர்பார்க்கப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் ஏற்றதாக ஆக்குகின்றன.

2.3 திறந்த காற்றோட்ட கட்டமைப்பு

H-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றிகள் பொதுவாக திறந்த காற்றோட்ட வடிவமைப்பை (OVDT) கொண்டுள்ளன, இதில் தடையின்றி காற்று செல்லும் வழிகளும், மெல்லிய மின்காப்பு அடுக்குகளும் உள்ளன. இந்த கட்டமைப்பு வெப்பம் சேர்வதைத் தடுக்கிறது — இது உலர் வகை மின்மாற்றிகளின் அதிக சுமை தாங்குதிறனைப் பயன்படுத்தும் போது, எபாக்ஸி பாலிமர் பூசப்பட்ட மின்மாற்றிகளை விட முக்கிய நன்மையாகும்.

3.1 இயற்கை காற்று குளிரூட்டல் (AN)

இயற்கை காற்று (AN) குளிரூட்டல் நிலைமைகளின் கீழ், H-வகுப்பு உலர்-வகை மாற்றிகள் தற்காலிக மிகைச்சுமையை, முன்னர் ஏற்பட்ட சுமைக் காரணியானது 80% அல்லது அதற்குக் குறைவாக இருந்தால், தரப்பட்ட திறனை விட தோராயமாக 20% அதிகமாக தாங்க முடியும்.

வெப்பநிலை உயர்வு வரம்புகள்: H-வகுப்பு மின்காப்புக்கு, சுற்றுப்புற வெப்பநிலை 40°C எனில், அனுமதிக்கப்பட்ட சுருள் சராசரி வெப்பநிலை உயர்வு 125K ஆகும்.

3.2 கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் (AF) — விளைவை மாற்றும் தீர்வு

கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் (AF) என்பது உலர்-வகை மாற்றிகளின் மிகைச்சுமைத் திறனை பாதுகாப்பாக அதிகரிப்பதற்கான மிக திறமையான முறையாகும். மையத்தின் மீதும் சுருள்களின் மீதும் இயக்கப்படும் காற்றை திசை திருப்புவதன் மூலம் AF குளிரூட்டல் பின்வருவனவற்றைச் செய்ய முடியும்:

• தொடர்ச்சியான அடிப்படையில் 15–33% வரை வெளியீட்டுத் திறனை அதிகரிக்க

• H-வகுப்பு மாற்றிகளுக்கு நீண்ட கால தரப்பட்ட சுமையின் 130% செயல்பாட்டை ஆதரிக்க

• கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளில் சுருள் வெப்பநிலைகளை 45–55°C இல் பராமரிக்க

முக்கிய எச்சரிக்கை: ஏஎஃப் குளிரூட்டல் வறண்ட-வகை மாற்றியின் குறிப்பிடத்தக்க அதிக சுமைத் திறனை வழங்கும் எனினும், இது நிரந்தர தீர்வாக அல்லாமல், தற்காலிக நடவடிக்கையாகவே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். மாற்றியின் தரம் அதன் ஏஎன் குளிரூட்டல் திறனின் அடிப்படையில் நிர்ணயிக்கப்பட வேண்டும்; மேலும், உச்ச தேவைக் காலங்களில் வெப்ப மேலதிக திறனை வழங்க விசிறிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3.3 கல்வி சார்ந்த சரிபார்ப்பு

ஹெச்-வகுப்பு வறண்ட-வகை 10 கேவிஏ மாற்றியின் மீதான ஒரு சிஎஃப்டி-அடிப்படையிலான கல்வி ஆய்வு, பாதுகாப்பான அதிக சுமை இயக்கத்தின் சாத்தியத்தை நிரூபித்தது. இந்த ஆய்வில், மின்னழுத்த மற்றும் சூழல் நிலைகளின் மாறுபாடுகளுக்கு ஏற்ப 32 ஸ்டெடி-ஸ்டேட் சிமுலேஷன்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன, இவை மின்காப்பு வயதாகும் நிலையை வரையறுக்க உதவின; மேலும், அதிக சுமை நிலைகளில் தோல்வி நேரத்தை மதிப்பீடு செய்ய 9 டிரான்ஸியன்ட் சிமுலேஷன்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்த முடிவுகள், அதிக சுமை நிகழ்வுகளின் போது சூடான இடத்தின் வெப்பநிலைகளை துல்லியமாக முன்கூட்டியே கணிக்க முடியும் என்பதை உறுதிப்படுத்தின, இதன் மூலம் இயக்க ஊழியர்கள் பாதுகாப்பான அதிக சுமை காலத்தை தீர்மானிக்க முடியும்.

4.1 முக்கிய எச்சரிக்கை அடையாளங்கள்

• சூடான இடத்தின் வெப்பநிலை 155°செ ஐ மீறினால், உடனடியாக சுமையைக் குறைக்க வேண்டும்

• சூழல் வெப்பநிலை 40°C-க்கு மேல் இருந்தால், கிடைக்கும் அதிக சுமை எல்லை குறைகிறது

• ஈரப்பத அளவு 95%-க்கு மேல் இருந்தால், மின்காப்பு பழுதடைதல் வேகமாகிறது

• மாறும் அதிர்வெண் இயக்கிகளிலிருந்து வரும் ஒத்த அலைச்சுமைகள் கூடுதல் வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன

4.2 வெப்ப பழுதடைதல் வினைமுறை

அதிக வெப்பம் மின்காப்பு மூலக்கூறு சங்கிலிகளின் சிதைவை வேகப்படுத்தி, இயந்திர மற்றும் மின்சார பண்புகள் இரண்டையும் குறைக்கிறது. ஈரப்பதம் NOMEX® காகிதத்தின் சிதைவு வெப்பநிலையை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கிறது; எனவே, ஈரப்பதமான சூழலில் உலர் வகை மின்மாற்றியின் அதிக சுமை இயக்கம் அதிக அபாயத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

4.3 அதிக சுமை இயக்கத்தை எப்போது தவிர்க்க வேண்டும்

• தொடர்ச்சியான, நீண்ட கால அதிக சுமை இயக்கம் வெப்பம் சேர்வதை ஏற்படுத்துகிறது

• அதிக சுமை நிகழ்வுகளுக்கு இடையே குளிர்விப்பு இடைவெளி போதுமானதாக இல்லை

• குறிப்பிடத்தக்க ஒத்த மாறுபாடுகளை உருவாக்கும் நேரியலற்ற சுமைகள்

• சிறையின் வடிவமைப்பு அல்லது நிறுவல் கட்டுப்பாடுகளால் காற்றோட்டம் கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது

5.1 தேர்வு வழிகாட்டுதல்கள்

• அதிகப்படியான சுமையைத் தாங்கும் எல்லையைப் பாதுகாக்க, சுமைக் காரணியை 60-80% இல் பராமரிக்கவும்

• அடிக்கடி உச்ச சுமைகள் ஏற்படும் பயன்பாடுகளுக்கு கட்டாய காற்று குளிரூட்டலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்

• சூழல் வெப்பநிலை 40°C ஐ தொடர்ந்து மீறும் போது அல்லது அடைக்கப்பட்ட, தவறாக காற்றோட்டம் உள்ள இடங்களில் பொருத்தப்படும் போது H-வகுப்பு மின்காப்பு தேர்ந்தெடுக்கவும்

• துணைநிலை மின்நிலையங்கள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு வசதிகள் போன்ற தீ அபாயம் அதிகமான பயன்பாடுகளுக்கு NOMEX® மின்காப்பைக் கருதவும்

5.2 இயக்க அமைப்புகள்

5.3 பராமரிப்பு நடைமுறைகள்

• காற்றோட்ட பாதைகளை முறையாக சுத்தம் செய்யவும்; தூசி குவிவு காற்றோட்டத்தை 80% வரை குறைக்கலாம்

• உச்ச சுமை காலங்களுக்கு முன்னர் விசிறியின் இயக்கத்தை சரிபார்க்கவும்

• அதிக சுமை இயக்கத்திற்குப் பின் குளிர்விக்கும் காலங்களை அனுமதிக்கவும்

• சூழல் நிலைகளைக் கண்காணித்து, அதற்கேற்ப அதிக சுமை இயக்க காலத்தை தரப்படுத்தவும்

ஒரு எச்-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றியின் அதிகபட்ச மிகைச்சுமைத் திறன் என்ன?

கட்டாய காற்று குளிரூட்டலின் கீழ், எச்-வகுப்பு உலர் வகை மின்மாற்றிகள் தொடர்ச்சியான 130% தரவரையிடப்பட்ட சுமையை ஆதரிக்க முடியும். இயல்பான குளிரூட்டலுடன் குறுகிய கால அவசர இயக்கத்திற்கு, முன்-மிகைச்சுமை சுமைக் காரணி 80% அல்லது அதற்குக் குறைவாக இருந்தால், அதிகபட்சம் 2 மணி நேரம் வரை 20% மிகைச்சுமை சாத்தியம்.

கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் உலர் வகை மின்மாற்றியின் மிகைச்சுமைத் திறனை எவ்வளவு அதிகரிக்கிறது?

கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் மின்மாற்றியின் வெளியீட்டுத் திறனை பெயரளவு தரவரையிடலுக்கு மேல் 15–33% வரை அதிகரிக்கிறது. நடைமுறையில், AF குளிரூட்டலுடன் கூடிய 1000 kVA மின்மாற்றி 1150–1330 kVA வரை பாதுகாப்பாக வழங்க முடியும்.

சூழல் வெப்பநிலை உலர் வகை மின்மாற்றியின் பாதுகாப்பான மிகைச்சுமையை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

40°C வடிவமைப்பு சூழல் வெப்பநிலையை விட ஒவ்வொரு 1°C உயர்விற்கும், திறனை 0.5–1% குறைக்க வேண்டும். 45°C சூழல் வெப்பநிலையில், தரவரையிடப்பட்ட திறனின் 95% இல் இயக்கவும்; 50°C ஐ மீறினால், கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் அல்லது குறிப்பிடத்தக்க சுமைக் குறைப்பு தேவைப்படும்.

நாமெக்ஸ் மின்காப்பு, தரவரையிடப்பட்ட எச்-வகுப்பு மின்காப்பை விட அதிக மிகைச்சுமையை அனுமதிக்கிறதா?

ஆம். நோமெக்ஸ்® காகிதம் வகுப்பு சி பொருளாகும், இதன் வெப்பநிலை தரவரை 220°செ ஆகும், அதே நேரத்தில் எச்-வகுப்பு அமைப்பின் வெப்பநிலை தரவரை 180°செ ஆகும். இந்த 40°செ வெப்ப இடைவெளி மிகைச்சுமை நிகழ்வுகளின் போது கூடுதல் பாதுகாப்பு மேற்கொள்ள உதவுகிறது, இதனால் நோமெக்ஸ் மின்காந்தச் சுருள் கொண்ட மின்மாற்றிகள் வெப்பநிலை மாற்றங்களை தாங்கும் தன்மையை அதிகரிக்கின்றன.

வெப்பப் பாதுகாப்புக்காக எந்த வெப்பநிலை அமைப்புகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும்?

பரிந்துரைக்கப்படும் அமைப்புகள்: 100°செ-இல் விசிறிகள் இயங்க, 80°செ-இல் விசிறிகள் நிறுத்த, 130°செ-இல் எச்சரிக்கை மற்றும் 150°செ-இல் தடை. இந்த அமைப்புகள் எச்-வகுப்பு 180°செ அதிகபட்ச வெப்பநிலையிற்குள் மின்மாற்றி இயங்குவதையும், பாதுகாப்பு இடைவெளியையும் உறுதிப்படுத்துகின்றன.

தொடர்ச்சியான மிகைச்சுமை பயன்பாட்டிற்கு கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் பொருளாதார ரீதியாக சிறந்ததா?

இல்லை. கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் உச்ச தேவை நேரங்களில் தற்காலிக நடவடிக்கையாக மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். தொடர்ச்சியான ஏஎஃப் (AF) இயக்கம் விசிறிகளின் மின்சக்தி நுகர்வையும், பராமரிப்பு செலவுகளையும் அதிகரிக்கிறது. விசிறி குளிரூட்டல் உயர் வற்றல் வகை மின்மாற்றிகளின் மிகைச்சுமை திறனை ஆதரிக்கலாம் எனினும், சாதாரண இயக்கத்திற்காக மின்மாற்றியின் அளவீடு ஏஎன் (AN) இயற்கை குளிரூட்டல் திறனிற்கு ஏற்ப அமைக்கப்பட வேண்டும்.

ஹார்மோனிக் சுமை வற்றல் வகை மின்மாற்றிகளின் மிகைச்சுமை திறனை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

ஹார்மோனிக்ஸ் டிரான்ஸ்பார்மர் வைண்டிங்ஸ் மற்றும் கோரில் கூடுதல் வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன. மொத்த ஹார்மோனிக் திரிபு (THD(i)) என்பது டிரான்ஸ்பார்மர் வடிவமைப்பை மிகவும் பாதிக்கிறது மற்றும் கிடைக்கும் அதிக சுமை எல்லையைக் குறைக்கிறது. மாறுபட்ட அதிர்வெண் இயக்கிகள் அல்லது பிற நேரியலற்ற சுமைகளுடன் கூடிய நிறுவல்களுக்கு H-வகுப்பு காப்பு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.

பாதுகாப்பான டிரான்ஸ்பார்மர் சுகாதார இயக்கத்திற்கு எவ்வளவு வெளிப்புற காற்றோட்ட இடைவெளி தேவைப்படுகிறது?

தொழில் வழிகாட்டுதல்கள், டிரான்ஸ்பார்மரின் முன்புறத்தில் குறைந்தபட்சம் 3 அடி (0.9 மீ) இடைவெளியையும், மற்ற அனைத்துப் பக்கங்களிலும் 12 அங்குலம் (0.3 மீ) இடைவெளியையும் பராமரிக்க பரிந்துரைக்கின்றன. காற்றோட்டத்திற்கான துளைகளின் அளவு டிரான்ஸ்பார்மரின் தரத்திற்கு ஏற்ப அமைக்கப்பட வேண்டும்—எடுத்துக்காட்டாக, 750–1500 kVA டிரான்ஸ்பார்மருக்கு 300 சதுர அங்குலங்கள் உள்ளீர்ப்பு மற்றும் வெளியீர்ப்பு பரப்பு தேவைப்படுகிறது.

எச்-வகுப்பு உலர்-வகை மின்மாற்றிகள், நோமெக்ஸ்® முறையில் மின்காப்பிடப்பட்டுள்ளன; இவை மின்காப்பு அமைப்பின் வெப்ப தரத்திற்கும் உண்மையான பொருளின் வெப்ப எல்லைக்கும் இடையே 40°செ வெப்ப மேற்கோள் இருப்பதால், அதிக சுமைத் திறனை வழங்குகின்றன. கட்டாய காற்று குளிரூட்டல் மூலம் வெளியீட்டை 15–33% வரை அதிகரிக்கலாம்; ஆனால் இது நிரந்தர தீர்வாக அல்ல, தற்காலிக உச்ச சுமை முறையாகவே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். பாதுகாப்பான உலர்-வகை மின்மாற்றி அதிக சுமை இயக்கத்திற்கு, உங்கள் நிறுவலின் குறிப்பிட்ட எல்லைகளை – சூழல் வெப்பநிலை, காற்றோட்ட நிலைகள் மற்றும் சுமை பண்புகள் – புரிந்துகொள்வதும், ஏற்ற வெப்ப பாதுகாப்பு அமைப்புகளை பின்பற்றுவதும் அவசியம்.

எச்-வகுப்பு நோமெக்ஸ்® அமைப்புகளில் உள்ள வெப்ப மீதம் நிபந்தனைக்கு உட்பட்டதும், அளவிடக்கூடியதுமானது; இது முடிவற்றது அல்ல. இந்த எல்லைகளை சரியாக புரிந்துகொள்வதன் மூலம், இயக்குநர்கள் தங்கள் மின்மாற்றிகளின் அவசர மின் வழங்கல் திறனை பயன்படுத்திக்கொள்ளலாம்; மேலும் மின்காப்பு ஆயுளை பாதுகாத்து, வருங்காலத்தில் பல ஆண்டுகளுக்கு நம்பகமான சேவையை உறுதிப்படுத்தலாம்.