Kas yra dalinio iškrovimo bandymas transformatoriuje?

1. Kas yra dalinis iškrovimas (PD)?

Norėdami suprasti testą, pirmiausia turite suprasti jo aptinkamą reiškinį.

Apibrėžimas: dalinis iškrovimas yra vietinė elektros iškrova, kuri tik iš dalies sujungia izoliaciją tarp laidininkų. Jis gali atsirasti tuštumose (dujų kišenėse) kietoje izoliacijoje, skirtingų izoliacinių medžiagų ribose arba skystos izoliacijos (alyvos) burbuluose.

Problema, kurią ji sukelia: nors kiekviena atskira PD yra labai maža kibirkštis, laikui bėgant ji ardo izoliaciją. Šių išmetimų energija suardo izoliacinės medžiagos (popieriaus, alyvos, dervos) cheminius ryšius:

Šiluminis stresas: šiluma iš kibirkšties.

Cheminis skilimas: susidaro ozonas ir azoto rūgštys (ore) arba vandenilis ir metanas (naftoje).

Fizinė erozija: tiesiogine prasme sudegina mažytes medžiagos duobutes.
Šis lėtas, kaupiamasis pažeidimas laipsniškai silpnina izoliaciją, kol ji nebegali atlaikyti elektros įtempių, todėl visiškai pradurta (gedimas) ir katastrofiškai sugenda transformatorius.

2. Kodėl PD testas toks svarbus?

Ankstyvas gedimų aptikimas: tai vienas jautriausių testų, leidžiančių aptikti prasidedančius (besivystančius) izoliacijos sistemos gedimus labai ankstyvoje stadijoje, dažnai prieš kelerius metus iki gedimo.

Apsaugo nuo katastrofiškų gedimų: anksti nustačius silpną izoliaciją, techninę priežiūrą ar remontą galima planuoti aktyviai, išvengiant neplanuotų gedimų, brangaus remonto ir galimų pavojų saugai.

Kokybės užtikrinimas: tai privalomas įprastinis naujų transformatorių bandymas prieš jiems išvažiuojant iš gamyklos, siekiant užtikrinti, kad jie atitiktų aukščiausius kokybės standartus ir nebūtų didelių gamybos defektų.

Vertina būklę eksploatacijos metu: lauke naudojamiems transformatoriams periodinis PD bandymas yra pagrindinė būkle{0}}pagrįstos priežiūros programos dalis, padedanti nustatyti likusį tarnavimo laiką ir alyvos apdorojimo ar išdžiovinimo poreikį.

3. Kaip veikia dalinio iškrovimo testas?

Bandymas atliekamas į jo apvijas įvedant didesnę nei įprasta transformatoriaus darbinę įtampą, bet mažesnę nei galios{0}}dažnio atsparumo bandymo įtampa. Tikslas yra pakankamai įtempti izoliaciją, kad būtų sužadinti visi esami defektai, nesukeliant naujų pažeidimų.

Pagrindinis principas yra tas, kad kai atsiranda PD, jis beveik vienu metu sukuria tris išmatuojamus reiškinius:

Elektriniai impulsai: labai greitas, mažas{0}}srovės impulsas (nuo nanosekundžių iki mikrosekundžių) teka bandymo grandinėje.

Elektromagnetinės bangos: impulsas skleidžia elektromagnetinę energiją, įskaitant radijo dažnio (RF) signalus.

Akustinės bangos: mažytė kibirkštis sukuria ultragarso „spragtelėjimą“ arba garso bangą transformatoriaus bake.

Bandymo sąranka apima:

Aukštos{0}}įtampos šaltinis: transformatoriui įjungti.

Sujungimo kondensatorius: suteikia mažą{0}}impedanso kelią matuotini PD impulsams.

PD detektorius / matavimo sistema: sudėtingas prietaisas, kuris fiksuoja, filtruoja ir analizuoja impulsus.

Jutikliai: Tai gali būti:

Elektriniai jutikliai: tiesiogiai matuoti srovės impulsus.

Aukšto-dažnio srovės transformatoriai (HFCT): suspausti aplink įžeminimo jungtį, kad būtų galima priimti RF signalus.

Ultra{0}}Aukšto dažnio (UHF) jutikliai: antenos, įdėtos transformatoriaus viduje (per alyvos vožtuvus) arba išorėje, kad aptiktų elektromagnetines bangas GHz diapazone. Tai labai populiarus, nes yra atsparus išoriniam elektros triukšmui.

Akustinės emisijos (AE) jutikliai: Mikrofonai, patalpinti transformatoriaus bako išorėje, kad „klausytų“ PD ultragarso garsus. Tai puikiai tinka norint nustatyti PD šaltinį.

4. Pagrindiniai matavimai ir aiškinimas

PD detektorius ne tik aptinka iškrovą; jis kiekybiškai įvertina jį keliais pagrindiniais parametrais:

Tariamasis krūvis (q): svarbiausias dydis. Jis išreiškiamas pikokulonais (pC). Kadangi tikrasis iškrovimas yra izoliacijos viduje ir jo negalima išmatuoti tiesiogiai, „akivaizdinis krūvis“ yra kalibruotas įkrovos matas, kuris, įpurškus akimirksniu tarp transformatoriaus gnybtų, turėtų tokį patį poveikį kaip vidinis PD. Mažesnės vertės yra geresnės.

PD pradinė įtampa (PDIV): įtampa, kuriai esant PD pradeda atsirasti, kai bandymo įtampa pakeliama.

PD užgesimo įtampa (PDEV): įtampa, kuriai esant PD nutrūksta, kai sumažėja bandomoji įtampa.

Aiškinimas: inžinieriai ne tik ieško PD; jie analizuoja impulsų modelį, dydį (pc) ir fazių ryšį. Įvairių tipų defektai (tuštumų, paviršinių iškrovų, plūduriuojančių komponentų) sukuria unikalius „pirštų atspaudus“ ant įtampos bangos formos.

Standartai ir priimtinos ribos

Tarptautiniai standartai (pvz., IEC 60270) apibrėžia bandymo procedūras ir priimtinus PD lygius. Naujam transformatoriui įprastas priėmimo kriterijus yra tas, kad PD lygis esant nurodytai bandymo įtampai neturi viršyti ****

100 pC iki 500 pC

100 pC yra įprastas ir labai griežtas aukštos įtampos{1}}įrangos apribojimas. Eksploatuojamų transformatorių atveju gali būti toleruojami aukštesni lygiai, jei būtų parengtas stebėjimo ir intervencijos planas.