Phòng Thí nghiệm trọng điểm Điện cao áp, được nhà nước đầu tư theo chương trình xây dựng hệ thống các phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia với một loạt các thiết bị thử nghiệm tiên tiến như hệ thống xung điện áp, xung dòng, thử điện áp xoay chiều tăng cao AC tại chỗ và hiện trường; thiết bị đo các thông số điện môi, phóng điện cục bộ, buồng môi trường đến nay đã đưa vào vận hành và khai thác hiệu quả.

Hiện nay ngoài các công tác thử nghiệm như: thử nghiệm định kỳ, thử nghiệm nghiệm thu, thử nghiệm bảo trì bảo dưỡng v.v... phòng thí nghiệm cũng đã tiến hành các công tác nghiên cứu KHCN qua ứng dụng các hệ thống thiết bị thử nghiệm tiên tiến mà trong đó việc thử nghiệm chẩn đoán tình trạng cách điện treo composite bằng hệ thống thử nghiệm cao áp xoay chiều và buồng môi trường là một trong những đề tài KHCN mà phòng thí nghiệm đã tiến hành.

Chuỗi cách điện dạng treo silicon composite hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trên lưới điện Việt Nam do chúng có những ưu điểm về tính năng cách điện cũng như những tính năng về cơ lý và hóa. Tuy nhiên, cũng như bất kỳ một dạng cách điện nào đó hiện đang sử dụng trên lưới, cách điện silicon cũng có những yếu điểm cần được khảo sát, nghiên cứu nhằm mục tiêu hoàn thiện công nghệ chế tạo cũng như qui trình vận hành để nâng cao tuổi thọ của cách điện. Do vậy, nhằm đánh giá chất lượng chuỗi cách điện silicon cấp điện áp tới 220kV qua hệ thống thử nghiệm cao áp và hệ thống buồng môi trường để đưa ra những tiêu chí đánh giá với chuỗi cách điện silicon, nhóm thực hiện đề tài thuộc Phòng Thí nghiệm trọng điểm Điện cao áp, Viện Năng lượng do ThS. Hoàng Duy Hưng đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình ứng dụng buồng môi trường và hệ thống thử nghiệm cao áp để đánh giá chất lượng chuỗi cách điện silicon cấp điện áp tới 220kV”.

Đề tài đã tiến hành đánh giá chất lượng chuỗi cách điện treo silicon (một dạng vật liệu composite) bằng các thử nghiệm không phá hủy. Thử nghiệm chuẩn đoán là thử nghiệm không phá hủy được tiến hành bằng đo online hoặc offline và mang tính chất dự báo. Với các phương pháp thử nghiệm thông thường cho phép kết luận thiết bị đủ điều kiện làm việc tại thời điểm hiện tại, tuy nhiên với các phương pháp hiện đại sẽ cho biết được sớm hơn về tình trạng cách điện, mức độ lão hóa của vật liệu giúp phát hiện và dò tìm điểm yếu có nguy cơ hư hỏng. Từ đó đưa ra các khuyến cáo về phương thức vận hành, bảo trì bảo dưỡng và thay thế phù hợp, góp phần ngăn ngừa sự cố xảy ra.

Trong phạm vi các nghiên cứu về độ lão hóa của cách điện silicon dưới tác động của môi trường và vận hành, đề tài đã triển khai các nghiên cứu, khảo sát khả năng chịu tác động của điện áp vận hành, điện áp thử nghiệm và các yếu tố môi trường lên chuỗi cách điện silicon với việc sử dụng buồng môi trường, hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tới cấp điện áp 220kV. Cụ thể, đề tài đã thực hiện các nội dung như:

- Nghiên cứu tổng quan về cách điện silicon, các tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm trong đó có thử nghiệm độ lão hóa;

- Nghiên cứu về quá trình vận hành của chuỗi cách điện silicon trong môi trường nhiệt đới với các yếu tố ảnh hưởng như nhiễm bẩn, nhiệt độ, độ ẩm;

 - Khảo sát về công tác thử nghiệm chuỗi cách điện silicon như quy trình vận hành buồng môi trường, hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao cùng với các quy trình thử nghiệm và tiêu chuẩn thử nghiệm liên quan;

- Nghiên cứu về chuỗi cách điện silicon sử dụng buồng môi trường và hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao, đánh giá một số kết quả thử nghiệm thu nhận được.

Các kết quả thử nghiệm sơ bộ cho thấy các chuỗi cách điện silicon có tính năng cách điện tốt, có khả năng chịu đựng được các tác động môi trường như độ nhiễm bẩn, nhiệt độ và độ ẩm cao. Trong môi trường nhiễm bẩn, các chuỗi cách điện silicon bị nhiễm bẩn sau khi được rửa sạch bằng nước khử ion đã lấy lại được khả năng cách điện ban đầu (xuất xưởng). Qua thử nghiệm bằng điện áp xoay chiều tăng cao hạng mục thử ướt cũng cho thấy các cách điện silicon có độ cách điện tốt, đảm bảo đúng theo tiêu chuẩn trong vận hành.

Liên quan tới độ lão hóa và tốc độ lão hóa của các cách điện silicon, đề tài mới chỉ đánh giá được sơ bộ vì các thử nghiệm lão hóa đòi hỏi phải tiến hành trong một thời gian dài và trong điều kiện mô phỏng tương đương với điều kiện vận hành ngoài hiện trường hệ thống truyền tải & phân phối điện.

Với những nhận định như trên, nhóm đề tài có một số kiến nghị như sau: Việc thử nghiệm các chuỗi cách điện silicon trước khi lắp đặt lên lưới điện truyền tải & phân phối là cần thiết nhằm kiểm tra xác suất độ bền cách điện cũng như các khiếm khuyết cơ lý hóa có thể phát sinh trong quá trình vận chuyển và bảo quản (có những trường hợp bảo quản thời gian rất dài 5,6 năm trong kho với điều kiện không thuận lợi); Việc thử nghiệm các chuỗi cách điện silicon cần phải được tiến hành tại các phòng thí nghiệm chuyên môn (như HVLAB), có các chứng chỉ đảm bảo chất lượng thử nghiệm (ISO, VILAS...) và có sự liên thông với các tổ chức thử nghiệm, tiêu chuẩn trên thế giới nhằm đảm bảo tính công bằng và tương đương cho các nhà cung cấp. Việc nghiên cứu độ lão hóa của các chuỗi cách điện silicon dưới điều kiện thời tiết Việt Nam và độ nhiễm bẩn theo các vùng của Việt Nam theo thời gian dài là cần thiết nhằm sử dụng các cách điện dạng này một cách hợp lý và có hiệu quả trên các vùng lãnh thổ của Việt Nam. Từ các nghiên cứu này, có thể xây dựng các dự án pilot cho việc chế tạo cách điện silicon với các đặc tính cách điện, cơ lý hóa phù hợp với điều kiện vận hành tại Việt Nam, giảm giá thành sử dụng chuỗi cách điện silicon trên lưới điện Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17026/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)