एमवी पैनलों में संघनन-रोकथाम: हीटर, थर्मोस्टैट, वेंटिलेशन और सर्वोत्तम प्रथाएँ

मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर के अंदर मौजूद नमी धीरे-धीरे विकसित होने वाली खराबी की तरह काम करती है। जब वाटर वेपर बसबार इन्सुलेटरों, सर्किट ब्रेकर पोलों या CT टर्मिनलों पर संघनित होता है, तो यह चालक सतही परतें बनाता है जो हफ्तों में डाइइलेक्ट्रिक क्षमता को कमजोर कर देती हैं—और फिर नियमित स्विचिंग के दौरान विनाशकारी रूप से विफल हो जाती हैं। MV पैनलों में प्रभावी संघनन-रोधी व्यवस्था के लिए तीन समन्वित सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं: उचित आकार के हीटर, बुद्धिमानीपूर्ण थर्मोस्टैट नियंत्रण, और रणनीतिक वेंटिलेशन।.

यह मार्गदर्शन तटीय, उष्णकटिबंधीय और उच्च-ऊंचाई वाले वातावरणों में औद्योगिक सबस्टेशनों में प्राप्त क्षेत्र अनुभव पर आधारित है, जहाँ संघनन-संबंधी विफलताएँ अनियोजित MV पैनल विरामों का लगभग 35% हिस्सा हैं।.

आर्द्रता मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर को क्यों नष्ट करती है

जब भी किसी सतह का तापमान आसपास की हवा के ओस बिंदु से नीचे चला जाता है, तब संघनन होता है। 25°C के परिवेशी तापमान और 80% सापेक्ष आर्द्रता पर, ओस बिंदु लगभग 21°C के आसपास होता है। इस सीमा से ठंडी कोई भी धातु या इन्सुलेट सतह पानी की बूंदों को जमा कर लेती है।.

एमवी एनक्लोज़र में निम्नलिखित के दौरान तीव्र संघनन होता है:

• रात से सुबह तक के परिवर्तन — परिवेश का तापमान स्टील के आवरणों और तांबे के बसबारों के ऊष्मीय द्रव्यमान की तुलना में तेज़ी से बढ़ता है।
• मौसमी बंदी — ऊर्जा-विहीन उपकरण लोड धारा से आंतरिक ऊष्मा उत्पादन खो देता है।
• तटीय और उष्णकटिबंधीय प्रतिष्ठान — 80% से ऊपर निरंतर आर्द्रता ओस बिंदु को वातावरणीय तापमान के खतरनाक रूप से करीब रखती है
• भूमिगत उप-स्टेशन — खराब जल निकासी और कंक्रीट से नमी का खिंचाव लगातार उच्च आर्द्रता की स्थिति पैदा करते हैं।

ओस बिंदु तापमान (T_d) संघनन जोखिम निर्धारित करता है। 25°C पर 70% सापेक्ष आर्द्रता वाले सामान्य औद्योगिक वातावरण में, सतह का तापमान लगभग 19°C से नीचे आने पर संघनन शुरू हो जाता है। तटीय या उष्णकटिबंधीय प्रतिष्ठानों में, सापेक्ष आर्द्रता का स्तर अक्सर 85% से अधिक हो जाता है, जिससे ओस बिंदु परिवेशी तापमान से 2–3°C के भीतर आ जाता है—एक ऐसी स्थिति जिसे हमने 40 से अधिक सबस्टेशन मूल्यांकनों में दर्ज किया है।.

प्रगतिशील क्षति पथ

नमी क्षति एक पूर्वानुमेय क्रम का अनुसरण करती है जिसे रखरखाव कर्मचारी अक्सर विनाशकारी विफलता तक अनदेखा कर देते हैं:

दक्षिण-पूर्व एशिया भर में स्थापित इंस्टॉलेशनों से प्राप्त फील्ड अवलोकन दर्शाते हैं कि बिना सुरक्षा वाले पैनलों में एक रात के ओस चक्र के दौरान प्रत्येक आवरण में 50–200 मिलीलीटर तरल जल जमा हो जाता है। यह मात्रा क्षैतिज सतहों पर जमा हो जाती है, टर्मिनल ब्लॉकों में सोख ली जाती है, और द्वितीयक सर्किटों में संक्षारण को तीव्र कर देती है।.

विभिन्न घटक अलग-अलग तंत्रों के माध्यम से विफल हो जाते हैं। एपॉक्सी इन्सुलेटर सतही ट्रैकिंग विकसित कर लेते हैं। संचालन तंत्रों में वैक्यूम सर्किट ब्रेकर संक्षारण के कारण संचालन बल बढ़ जाता है—एक तंत्र जो कारखाना स्वीकृति के दौरान 150 N पर परीक्षण किया गया हो, बिना सुरक्षा के दो मानसून के मौसम के बाद 250 N की आवश्यकता हो सकती है। केबल टर्मिनेशन में आंतरिक आंशिक निर्वहन होता है, जो इन्सुलेशन के छेदन से पहले न्यूनतम चेतावनी प्रदान करता है।.

कंडेनसेशन-रोधी हीटर के प्रकार और चयन मानदंड

कंडेंसेशन-रोधी हीटर हवा को “सूखा” नहीं करते—वे आंतरिक सतह का तापमान ओस बिंदु से ऊपर बढ़ा देते हैं। यह अंतर आकार और स्थान निर्धारण के निर्णयों के लिए महत्वपूर्ण है।.

एमवी एनक्लोज़र के लिए हीटर विकल्प

स्ट्रिप हीटर (प्रतिरोध तत्व) ये सबसे आम विकल्प बने रहते हैं। आम रेटिंग प्रति यूनिट 50–400 वाट तक होती है, सतही तापमान 80–120°C तक पहुँचता है। इन्हें आवरण के आधार पर क्षैतिज रूप से या पार्श्व दीवारों पर ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित करें, तथा 90°C से कम रेटिंग वाले केबलों से पर्याप्त दूरी बनाए रखें।.

सिलिकॉन रबर हीटिंग पैड्स अनियमित सतहों पर लचीला माउंटिंग प्रदान करते हैं। निचली सतह का तापमान (50–70°C) उन्हें इन्सुलेशन के पास अधिक सुरक्षित बनाता है और के लिए आदर्श है। संपर्क बॉक्स जहाँ जगह सीमित हो, असेम्बली और तंत्र के कम्पार्टमेंट।.

पीटीसी (सकारात्मक तापमान गुणांक) हीटर स्व-नियंत्रण—तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है, जिससे अत्यधिक गर्म होने से बचाव होता है। उच्च प्रारंभिक लागत लेकिन जीवनकाल में कम परिचालन खर्च, विशेष रूप से परिवर्ती जलवायु के लिए उपयुक्त।.

पंखे-सहायक संवहन हीटर 2 घन मीटर से अधिक आयतन वाले आवरणों के लिए जबरदस्त वायु परिसंचरण प्रदान करें। धूल भरे वातावरण में तापमान का शीघ्र समतलीकरण फ़िल्टर रखरखाव की लागत पर होता है।.

[विशेषज्ञ की राय: हीटर का चयन]

• पीटीसी हीटर व्यापक तापमान उतार-चढ़ाव वाले क्षेत्रों में स्थिर-प्रतिरोध प्रकारों की तुलना में ऊर्जा खपत को 30–40% तक कम करते हैं।
• मैकेनिज्म हाउसिंग्स से सीधे जुड़े सिलिकॉन पैड्स एयर-हीटिंग स्ट्रिप हीटर्स की तुलना में तेज़ी से प्रतिक्रिया करते हैं।
• प्रदूषित वातावरण में, वायु प्रवाह में रुकावट को रोकने के लिए पंखा-सहायक हीटरों में मासिक फिल्टर निरीक्षण की आवश्यकता होती है।
• कई छोटे हीटर (2×100 W) गर्मी को एक बड़े हीटर (1×200 W) की तुलना में अधिक समान रूप से वितरित करते हैं।

एंटी-कंडेंसेशन हीटर का सही आकार कैसे निर्धारित करें

छोटे आकार के हीटर संघनन को रोकने में असफल रहते हैं; बड़े आकार की इकाइयाँ ऊर्जा बर्बाद करती हैं और घटकों की उम्र बढ़ जाती है। उचित आकार के लिए आवरण की सतहों से होने वाले ऊष्मा हानि की गणना आवश्यक है।.

सरलीकृत आकार सूत्र

P = (A × U × ΔT) / η

कहाँ:

• P = हीटर शक्ति (वाट)
• A = कुल आवरण सतह क्षेत्रफल (मी²)
• U दीवारों का तापीय संचरण (वाट/वर्ग मीटर·कैल्विन), आमतौर पर रंगी हुई स्टील के लिए 3–6
• डेल्टा टी परिस्थितिजन्य तापमान से आवश्यक तापमान वृद्धि (के), आमतौर पर 5–15 के
• η = दक्षता गुणांक (बंध स्थानों के लिए 0.8–0.9)

व्यावहारिक आकार संदर्भ

तटीय क्षेत्रों या ऐसे स्थानों में जहाँ दैनिक तापमान में 20°C से अधिक उतार-चढ़ाव होता है, इंस्टॉलेशन के लिए 20–30°C का सुरक्षा मार्जिन जोड़ें। IEC 62271-1 के अनुसार, स्विचगियर असेंबली को आंतरिक संघनन से पर्याप्त सुरक्षा बनाए रखनी चाहिए ताकि डाइइलेक्ट्रिक अखंडता सुनिश्चित हो सके—मानक यह निर्दिष्ट करता है कि आर्द्र उष्णकटिबंधीय परिस्थितियों के लिए रेट किए गए उपकरणों को 35°C पर 95°C तक की आर्द्रता पर विश्वसनीय रूप से संचालित होना चाहिए।.

थर्मोस्टैट और हाइग्रोस्टैट नियंत्रण विधियों की तुलना

हीटर को लगातार चलाने से ऊर्जा की बर्बादी होती है और एलिमेंट का जीवनकाल कम हो जाता है। बुद्धिमान नियंत्रण हीटर के जीवनकाल को बढ़ाता है और संचालन लागत को 40–60% तक कम करता है।.

नियंत्रण उपकरण विकल्प

यांत्रिक थर्मोस्टैट 0–60 °C के तापमान सीमा वाले द्विधातु या केशिका-प्रकार के सेंसर का उपयोग करें। 3–8 K की हिस्टरेसिस का मतलब है कम स्विचिंग चक्र। सरल और विफल-सुरक्षित, लेकिन ये केवल तापमान पर प्रतिक्रिया करते हैं—वास्तविक आर्द्रता स्तरों की अनदेखी करते हुए।.

इलेक्ट्रॉनिक हाइग्रोस्टैट्स 40–90% RH को सीधे मापने वाले कैपेसिटिव सेंसरों का उपयोग करें। तापमान-केवल नियंत्रण की तुलना में यह ओस बिंदु की रोकथाम अधिक सटीक है, हालांकि सेंसर ड्रिफ्ट के लिए आवधिक कैलिब्रेशन आवश्यक है।.

संयुक्त थर्मो-हाइग्रोस्टैट्स जब तापमान सेट पॉइंट से नीचे चला जाए या आर्द्रता सीमा से अधिक हो जाए, तब हीटर सक्रिय करें। यह द्वि-पैरामीटर दृष्टिकोण महत्वपूर्ण उप-स्टेशनों में उचित अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करता है।.

पीएलसी-एकीकृत निगरानी दूरस्थ निगरानी के लिए सबस्टेशन SCADA से जुड़ता है। हीटर की विफलता या लगातार उच्च आर्द्रता के लिए अलार्म उत्पन्न करना पूर्वानुमानित रखरखाव को सक्षम बनाता है।.

जलवायु-क्षेत्र सेट बिंदु

“सांस लेने का प्रभाव” ध्यान देने योग्य है: जैसे-जैसे आवरण दिन में गर्म होते हैं और रात में ठंडे होते हैं, फैलती और सिकुड़ती हवा पर्यावरण के साथ आदान-प्रदान करती है। प्रत्येक श्वास चक्र में नम वायुमंडलीय हवा अंदर खिंचती है। कड़े आवरण (IP55+) कम सांस लेते हैं, लेकिन फिर भी आंतरिक नमी प्रबंधन की आवश्यकता होती है।.

स्विचगियर कक्षों और आवरणों के लिए वेंटिलेशन रणनीतियाँ

हीटर लक्षणों का समाधान करते हैं; वेंटिलेशन आवरणों के आसपास की वातावरणीय आर्द्रता को नियंत्रित करके मूल कारण का समाधान करता है।.

प्राकृतिक वेंटिलेशन

निचले (इनटेक) और ऊपरी (एग्जॉस्ट) बिंदुओं पर स्थित लूवर्स के माध्यम से संवहन आधारभूत वायु आदान-प्रदान प्रदान करता है। स्विचगियर कक्षों में प्रति घंटे 5–10 वायु परिवर्तन के लिए डिज़ाइन करें। हल्का नकारात्मक दबाव बनाए रखने के लिए एग्जॉस्ट लूवर्स को इनटेक की तुलना में 10–15% अधिक आकार का रखें।.

जब बाहरी आर्द्रता 85% से अधिक हो जाती है, तो सीमाएँ स्पष्ट हो जाती हैं—प्राकृतिक वेंटिलेशन नमी नहीं हटा सकता, केवल पतला कर सकता है। प्रवेश बिंदुओं पर धूल और कीटों के प्रवेश को रोकने के लिए नियमित रखरखाव के साथ फ़िल्टरयुक्त लूवर आवश्यक हैं।.

बाध्य और सशर्त वेंटिलेशन

फ़िल्टरयुक्त इनटेक वाले एग्जॉस्ट पंखे नमीयुक्त हवा को बाहर निकालता है लेकिन आर्द्रता को परिवेशी स्तर से नीचे नहीं ला सकता। वहाँ उपयुक्त है जहाँ वर्ष के अधिकांश समय परिवेशी सापेक्ष आर्द्रता 70% से नीचे रहती है।.

नमी-निकालन सहित एचवीएसी परिवेशीय परिस्थितियों की परवाह किए बिना स्विचगियर कक्षों को 50–60% RH पर बनाए रखता है। उच्च पूंजी और परिचालन लागत, लेकिन भूमिगत उपस्टेशनों और उष्णकटिबंधीय तटीय स्थलों के लिए आवश्यक।.

नमी अवशोषक डीह्यूमिडिफायर बिना रेफ्रिजरेशन के सिलिका जेल या आणविक छलनी अवशोषण का उपयोग करें। यह निम्न तापमान पर प्रभावी है, लेकिन पुनरुत्थान चक्र संचालन में जटिलताएँ जोड़ते हैं।.

आईपी रेटिंग पर विचार

उच्च आईपी रेटिंग्स बाहरी नमी के प्रवेश को कम करती हैं, लेकिन ऐसे सीलबंद वातावरण बनाती हैं जहाँ आंतरिक रूप से उत्पन्न आर्द्रता जमा हो जाती है।.

केबल प्रविष्टियाँ के माध्यम से दीवार बुशिंग्स आवरण की IP रेटिंग चाहे जो भी हो, ये सामान्य रूप से नमी प्रवेश के सामान्य बिंदु बने रहते हैं—स्थापना के दौरान सील प्रविष्टियों को पूरी तरह से सील करें।.

मैदानी तौर पर परखी गई स्थापना और कमीशनिंग प्रथाएँ

जलवायु क्षेत्रों में एमवी इंस्टॉलेशनों के पंद्रह वर्षों के कमीशनिंग से संघनन रोकथाम में सफलता और विफलता के लगातार पैटर्न सामने आते हैं।.

हीटर रखने के नियम

हीटरों को सबसे निचले व्यावहारिक बिंदु पर लगाएँ—गर्म हवा स्वाभाविक रूप से ऊपर उठती है, जिससे संवहन उत्पन्न होता है जो पूरे आवरण में परिसंचरण करता है। जहाँ सतह का तापमान 100°C से अधिक हो सकता है, वहाँ पीवीसी-इन्सुलेटेड केबलों से न्यूनतम 50 मिमी की दूरी बनाए रखें।.

प्रत्येक पृथक कम्पार्टमेंट में अलग-अलग हीटर स्थापित करें। बस्बार, सर्किट ब्रेकर, केबल और निम्न-वोल्टेज कम्पार्टमेंट्स की तापीय जड़ताएँ भिन्न होती हैं और इन्हें स्वतंत्र रूप से हीटिंग की आवश्यकता होती है। के लिए वैक्यूम संपर्कक बार-बार संचालन वाले ड्यूटी में, तंत्र कम्पार्टमेंट की नमी को अलग से मॉनिटर करें—ये उपकरण प्रतिवर्ष हजारों बार चक्र पूरे करते हैं।.

आयोगन चेकलिस्ट

• दरवाज़े बंद करके IR थर्मामीटर का उपयोग करके हीटर के सक्रिय होने की पुष्टि करें।
• थर्मोस्टैट/हाइग्रोस्टैट सेट पॉइंट्स का जलवायु क्षेत्र की आवश्यकताओं से मेल होना सुनिश्चित करें।
• सहायक आपूर्ति विफलता परिदृश्यों में हीटर के संचालन का परीक्षण करें।
• भविष्य की तुलना के लिए आधारभूत आर्द्रता के माप दर्ज करें।
• रखरखाव के दौरान दृश्य निरीक्षण के लिए आर्द्रता संकेतक कार्ड (कोबाल्ट-रहित प्रकार) स्थापित करें।

सामान्य विफलता पैटर्न

[विशेषज्ञ की अंतर्दृष्टि: रखरखाव अवलोकन]

• सुबह के निरीक्षण के दौरान आईआर थर्मोग्राफी ठंडे धब्बे प्रकट करती है, जो हीटर की खराबी या वायु प्रवाह में रुकावट का संकेत देते हैं।
• नमी संकेतक कार्डों का 48 घंटे से अधिक समय तक गुलाबी रंग (60% RH से अधिक) दिखना तत्काल जांच को उचित ठहराता है।
• सप्लाई सर्किट पर CT के माध्यम से हीटर करंट की निगरानी बिना एनक्लोजर खोले निरंतर स्वास्थ्य संकेत प्रदान करती है।

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: एमवी पैनलों के अंदर एंटी-कंडेंसेशन हीटर को कौन-सा तापमान बनाए रखना चाहिए?
A: आंतरिक सतहों को न्यूनतम अपेक्षित परिवेशीय तापमान से 5–15 K अधिक रखना चाहिए, ताकि वे दैनिक चक्रों के दौरान ओस बिंदु से ऊपर बनी रहें। न्यूनतम रातभर ठंडक वाले उष्णकटिबंधीय तटीय वातावरण में, आमतौर पर 10–12 K की वृद्धि पर्याप्त अंतर प्रदान करती है।.

प्रश्न: क्या एंटी-कंडेंसेशन हीटर थर्मोस्टैट नियंत्रण के बिना काम कर सकते हैं?
A: थर्मोस्टैटिक नियंत्रण के बिना निरंतर संचालन आमतौर पर हीटर तत्व की आयु को उचित चक्रण के साथ 5–8 वर्षों की तुलना में 12–18 महीनों तक कम कर देता है। नियंत्रित संचालन की तुलना में ऊर्जा खपत भी 40–60% तक बढ़ जाती है।.

प्रश्न: स्विचगियर अनुप्रयोगों में हाइग्रोस्टैट्स को कितनी बार कैलिब्रेट किया जाना चाहिए?
A: सामान्य परिस्थितियों में कैपेसिटिव आर्द्रता सेंसर प्रति वर्ष लगभग 1–2% RH तक विचलित होते हैं। वार्षिक कैलिब्रेशन जांच एक संदर्भ उपकरण के खिलाफ सटीकता बनाए रखती है, और यदि रीडिंग्स 5% RH से अधिक विचलित होती हैं तो तत्काल पुनः कैलिब्रेशन किया जाता है।.

प्रश्न: क्या उच्च आईपी रेटिंग से संघनन-रोधी उपायों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है?
A: उच्च IP रेटिंग्स बाहरी नमी के प्रवेश को कम करती हैं, लेकिन ऐसे सीलबंद वातावरण बनाती हैं जहाँ श्वास चक्र, केबल प्रवेश और कर्मियों की पहुँच से उत्पन्न आर्द्रता अंदर ही जमा हो जाती है। IP55 और IP65 आवरणों को अक्सर IP3X डिज़ाइनों की तुलना में अधिक तीव्र हीटिंग की आवश्यकता होती है।.

प्रश्न: एमवी पैनल कम्पार्टमेंट्स के अंदर हीटर कहाँ लगाए जाने चाहिए?
A: प्रत्येक कम्पार्टमेंट में सबसे निचले व्यावहारिक बिंदु पर स्थापित करें—प्राकृतिक संवहन गर्म हवा को ऊपर की ओर ले जाता है, जिससे संपूर्ण बंद स्थान में परिसंचरण होता है। केबल बंडलों के पास या नमी-संवेदनशील घटकों के ठीक नीचे स्थापित करने से बचें।.

प्रश्न: दृश्य क्षति होने से पहले एंटी-कंडेंसेशन हीटर की विफलता का क्या संकेत मिलता है?
A: जब थर्मोस्टैट को हीट की आवश्यकता हो और हीटर का करंट शून्य हो, तो यह एलिमेंट की खराबी या वायरिंग दोष को इंगित करता है। एक छोटे CT के माध्यम से हीटर आपूर्ति करंट की निगरानी बिना एनक्लोजर में प्रवेश किए निरंतर स्वास्थ्य संकेत प्रदान करती है।.

प्रश्न: श्वसन प्रभाव नमी संचय में कैसे योगदान देता है?
A: दैनिक तापमान चक्र आवरण की हवा को फैलने और सिकुड़ने के लिए प्रेरित करते हैं, जिससे छोटे दरारों और अनसील किए गए छिद्रों के माध्यम से 2–5% आंतरिक आयतन वातावरणीय हवा के साथ आदान-प्रदान होता है। प्रत्येक चक्र नम बाहरी हवा को अंदर खींचता है, जिससे नाममात्र रूप से सीलबंद आवरणों में भी आंतरिक नमी की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ जाती है।.