Kaj je preizkus delne razelektritve v transformatorju?

1. Kaj je delna razelektritev (PD)?

Da bi razumeli test, morate najprej razumeti pojav, ki ga zazna.

Opredelitev: delna razelektritev je lokalizirana električna razelektritev, ki le delno premosti izolacijo med vodniki. Lahko se pojavi v prazninah (plinskih žepih) znotraj trdne izolacije, na mejah med različnimi izolacijskimi materiali ali v mehurčkih znotraj tekoče izolacije (olje).

Težava, ki jo povzroča: Čeprav je vsak posamezen PD zelo majhna iskra, sčasoma razjeda izolacijo. Energija iz teh razelektritev razbije kemične vezi v izolacijskem materialu (papir, olje, smola) z:

Toplotni stres: Toplota zaradi iskre.

Kemična razgradnja: nastajanje ozona in dušikove kisline (v zraku) ali vodika in metana (v olju).

Fizična erozija: dobesedno izgorevanje drobnih jamic v materialu.
Ta počasna, kumulativna poškodba postopoma oslabi izolacijo, dokler ne more več vzdržati električnih obremenitev, kar vodi v popolno predrtje (okvaro) in katastrofalno okvaro transformatorja.

2. Zakaj je PD test tako pomemben?

Zgodnje odkrivanje napak: je eden najbolj občutljivih testov za odkrivanje začetnih (nastajajočih) napak v izolacijskem sistemu v zelo zgodnji fazi, pogosto leta pred okvaro.

Preprečuje katastrofalne okvare: z zgodnjim odkrivanjem šibke izolacije je mogoče proaktivno načrtovati vzdrževanje ali popravilo, s čimer se izognete nenačrtovanim izpadom, dragim popravilom in morebitnim varnostnim nevarnostim.

Zagotavljanje kakovosti: To je obvezen rutinski test za nove transformatorje, preden zapustijo tovarno, s čimer se zagotovi, da izpolnjujejo najvišje standarde kakovosti in nimajo večjih proizvodnih napak.

Ocenjuje stanje med servisiranjem: za transformatorje na terenu je redno testiranje PD ključni del programa vzdrževanja-na podlagi stanja, ki pomaga določiti preostalo življenjsko dobo in potrebo po obdelavi olja ali-sušenju.

3. Kako poteka preizkus delne izpraznitve?

Preizkus se izvede z uporabo napetosti, ki je višja od normalne delovne napetosti transformatorja na njegova navitja, vendar nižja od njegove-preizkusne napetosti močnostne frekvence. Cilj je izolacijo dovolj obremeniti, da vzbudi morebitne obstoječe napake, ne da bi povzročil novo škodo.

Osnovno načelo je, da ko pride do PD, skoraj istočasno ustvari tri merljive pojave:

Električni impulzi: zelo hiter, majhen-tokovni impulz (od nanosekund do mikrosekund) teče v preskusnem vezju.

Elektromagnetni valovi: impulz oddaja elektromagnetno energijo, vključno z radiofrekvenčnimi (RF) signali.

Akustični valovi: Drobna iskra ustvari ultrazvočni "klik" ali zvočni val v rezervoarju transformatorja.

Testna postavitev vključuje:

Visok{0}}napetostni vir: za napajanje transformatorja.

Sklopni kondenzator: Zagotavlja pot z nizko-impedanco za impulze PD, ki jih je treba izmeriti.

PD detektor/merilni sistem: prefinjen instrument, ki zajema, filtrira in analizira impulze.

Senzorji: Ti so lahko:

Električni senzorji: Za neposredno merjenje tokovnih impulzov.

Visokofrekvenčni tokovni transformatorji (HFCT): pritrjeni okoli ozemljitvenega priključka za sprejem RF signalov.

Ultra{0}}visokofrekvenčni (UHF) senzorji: Antene, nameščene znotraj transformatorja (skozi oljne ventile) ali zunaj za zaznavanje elektromagnetnih valov v območju GHz. To je zelo priljubljeno, saj je odporno na zunanje električne motnje.

Senzorji akustične emisije (AE): Mikrofoni, nameščeni na zunanji strani rezervoarja transformatorja, da "poslušajo" ultrazvočne zvoke PD. To je odlično za lociranje vira PD.

4. Ključne meritve in razlaga

Detektor PD ne zazna le prisotnosti razelektritve; kvantificira ga z več ključnimi parametri:

Navidezni naboj (q): Najpomembnejša količina. Izražena je v pikokulonih (pC). Ker je dejanska razelektritev znotraj izolacije in je ni mogoče neposredno izmeriti, je "navidezni naboj" umerjena mera naboja, ki bi imel, če bi bil takoj vbrizgan med sponke transformatorja, enak učinek kot notranji PD. Nižje vrednosti so boljše.

Začetna napetost PD (PDIV): Napetost, pri kateri se začnejo pojavljati PD, ko se preskusna napetost dvigne.

PD Extinction Voltage (PDEV): Napetost, pri kateri PD prenehajo, ko se preskusna napetost zniža.

Razlaga: Inženirji ne iščejo samo prisotnosti PD; analizirajo vzorec, velikost (v pC) in fazno razmerje impulzov. Različne vrste napak (praznine, površinske razelektritve, plavajoče komponente) proizvajajo edinstvene "prstne odtise" na valovni obliki napetosti.

Standardi in sprejemljive meje

Mednarodni standardi (kot je IEC 60270) opredeljujejo preskusne postopke in sprejemljive ravni PD. Za nov transformator je tipično merilo sprejemljivosti, da raven PD pod določeno preskusno napetostjo ne sme preseči ****

100 pC do 500 pC

, pri čemer je 100 pC običajna in zelo stroga omejitev za visoko{1}}napetostno opremo. Za transformatorje v obratovanju so morda dovoljene višje ravni z načrtom za spremljanje in posredovanje.