מהו בידוד שנאים?
בכל הנוגע למערכת החשמל, אנחנו חושבים על יתרונות הייצור העצומים ונוחות החיים שהיא מביאה, אבל גם לא יכולים שלא להקדיש תשומת לב רבה לעוצמתה ולבטיחותה, אחרי הכל, יש לה את התואר "נמר חשמלי". בשימוש היומיומי בשנאי כוח, "בידוד" קשור לבטיחותו.
קונספט בסיסי
בידוד, הוא מונח פיזי, מתייחס לשימוש בחומרים לא מוליכים כדי לבודד או לעטוף את הגוף הטעון, על מנת להגן מפני אמצעי בטיחות להתחשמלות. הבידוד של שנאי הכוח נועד למנוע התרחשות של דליפה ופירוק זרם, ולהבטיח את הבטיחות החשמלית והאמינות של השנאי. זה מתייחס לבידוד של פיתולי שנאים, ליבות ברזל ורכיבים אחרים עם אדמה, בין פיתולי פאזה שונים ובין רמות מתח שונות.
סוג של בידוד
הבידוד של שנאי הכוח מחולק לבידוד מלא ובידוד מדורג. בידוד מלא הוא המקום שבו כל הפיתול מבודד לאותה רמה ומתאים לשנאים קטנים ויישומים בעלי קיבולת נמוכה. מה שנקרא בידוד מדורג (המכונה גם בידוד למחצה), כלומר, הבידוד העיקרי של השנאי המתפתל ליד אזור הנקודה המרכזית נמוך מהבידוד הראשי בצד הקלט. רובוטריקים לשיעורי מתח של 35KV ומטה מבודדים לחלוטין. השנאי המבודד המדורג משמש בעיקר במערכת הארקת הזרם הגבוה של רשת החשמל של 110kv ורמת המתח העליונה. בהשוואה לבידוד מלא, בידוד מדורג יכול להקטין את גודל הבידוד הפנימי, כך שגודל השנאי כולו מצטמצם, העלות מופחתת והוא חסכוני יותר. עם זאת, יש לו גם חסרונות מסוימים, כמו מבחינת בטיחות, הוא לא בטוח כמו בידוד מלא.
מבנה בידוד
בידוד שנאי מנקודת מבט פנימית וחיצונית, ניתן לחלק לבידוד חיצוני ובידוד פנימי.
בידוד פנימי מתייחס לבידוד בין רכיבים אלקטרוניים שונים במיכל השנאי, בעיקר כולל בידוד מתפתל, בידוד עופרת ומחליף ברזים. חלקי בידוד אלו בעצם אינם מושפעים מתנאים חיצוניים כגון אטמוספרה, זיהום, לחות, חומרים זרים וכו'. הבידוד הפנימי מתחלק עוד יותר לבידוד ראשי ובידוד אורכי. בידוד ראשוני מתייחס לבידוד בין פיתולים לאדמה, בין פאזות ובין פיתולים מאותו פאזה ורמות מתח שונות. זהו החלק הקריטי ביותר בבידוד בשנאי, אשר משפיע ישירות על אמינות התפעול ועלות המוצר של השנאי.
בידוד חיצוני מתייחס לשרוול הבידוד ובידוד האוויר מחוץ למיכל שמן השנאי, כולל שרוול הבידוד עצמו והבידוד בין שרוול הבידוד למרחק מרווח האוויר בין צינור הבידוד לחלק הקרקע. יציבות הבידוד החיצוני מושפעת מאוד מהסביבה, אך יש לו יכולת התאוששות טבעית מסוימת.
שיטות וחומרי בידוד
הבידוד של שנאי כוח מאמץ בדרך כלל בידוד טבול בשמן, בידוד יבש, בידוד גז ושיטות אחרות. בידוד טבול בשמן משמש בעיקר לשנאים טבולים בשמן, שיכולים להבטיח שהשנאי יעבוד כרגיל בתנאי מתח גבוה, ובעל ביצועים טובים עמידים בפני רטיבות, קירור, זעזועים וכיבוי קשתות. בידוד יבש ובידוד גז משמשים בעיקר בשנאים יבשים, לבידוד יבש יש את היתרונות של לא קל להיות לח, לא קל לשריפה, קל לתחזוקה, אבל לא מתאים לסביבת מתח גבוה. לבידוד גז יש קבוע דיאלקטרי נמוך וביצועים טובים לכיבוי קשת, אבל זה יקר וקשה להסיר גז בזמן.
על חומר הבידוד ישנם חומרים מוצקים וחומרים נוזליים. חומרים מוצקים כגון נייר בידוד, נייר בידוד גלי, נייר דניסון, נייר נומקס וכו', לחומרים אלו יש יציבות תרמית טובה ועמידות בפני לחות. חומרים נוזליים, כגון שמני בידוד, דורשים בדיקה שוטפת ושמירה על איכות.
ניתן לחלק את חומרי הבידוד גם לפי דרגת ההתנגדות לחום, הציונים הנפוצים הם A, E, B, F, H חמש, לכל כיתה יש את גבול הטמפרטורה המותרת המותרת. הטמפרטורה המקסימלית המותרת לדרגת בידוד Class A היא 105 מעלות. הטמפרטורה המקסימלית המותרת לבידוד Class E היא 120 מעלות. הטמפרטורה המקסימלית המותרת עבור בידוד Class B היא 130 מעלות. הטמפרטורה המקסימלית המותרת עבור בידוד Class F היא 155 מעלות. הטמפרטורה המקסימלית המותרת לדרגת בידוד Class H היא 180 מעלות.
בעיה בתקלת בידוד
הזדקנות בידוד
יישון בידוד שנאי הוא תהליך מורכב והדרגתי, הוא מתייחס לחומר הבידוד בתוך השנאי, בתהליך הפעולה לטווח ארוך, המושפע ממגוון גורמים, מאבדים בהדרגה את החוזק המכני המקורי וחוזק הבידוד החשמלי. להזדקנות בידוד שנאי יש בעיקר את הסיבות הבאות: בידוד לחות לא תקין, קורוזיה כימית, פעולת עומס יתר ארוכת טווח, כשל במפרק השנאי, הזדקנות חשמלית, הזדקנות לחץ וכן הלאה. בתגובה להזדקנות בידוד השנאים, יש לבצע באופן קבוע בדיקת התנגדות בידוד, בדיקת גורם הפסד דיאלקטרי, נקי ויבש, בדיקת החלפת שמן ותחזוקה של מערכת הקירור.
בידוד לח
הלחות הבידודית של שנאי כוח היא קלה להפוך את השנאי בין שכבתית או קצרה בין פנייה, מה שגורם נזק למערכת החשמל. הבידוד של שנאי הכוח מושפע מלחות בעיקר מהסיבות הבאות: (1) הבידוד מושפע מהאטימה הגרועה של השנאי (2) הבידוד מושפע מבעיית האיכות של השנאי (3) הבידוד הוא מושפע מהרטיבות במהלך שינוע השנאי (4) התקנה ותחזוקה של השנאי הנגרמת מהבידוד מושפעת מהזדקנותו של שנאי הכוח. לכן, לאור בעיות רטיבות הבידוד האפשריות של בידוד שנאים, יש לתקן באופן קבוע חומרי בידוד שנאים, כגון רטיבות נמצאה בזמן להחלפה, תוך הובלה, תחזוקה כדי למנוע רטיבות, תעת שמן, שימו לב לשיטת הפעולה במהלך השתמש, כדי למנוע לחות בידוד הנגרמת כתוצאה מפעולה לא נכונה.
