Delvis utladning er en elektrisk utladning som oppstår i et lite område med isolasjon der den elektriske feltstyrken overstiger materialets nedbrytningsstyrke. Det kan oppstå i hulrom i fast isolasjon, langs overflaten av isolasjonsmateriale, inne i gassbobler i flytende isolasjon.
Årsaker til delvis utslipp
I henhold til definisjonen vedtatt av internasjonale standarder, er en delvis utladning en elektrisk utladning som lok alt shunter isolasjonen i en egen del av strukturen.
Denne prosessen skjer på grunn av ionisering av et gass- eller flytende dielektrikum og kan oppstå ved grensesnittet mellom to medier og inne i isolasjonen. Fremveksten og utviklingen avhenger av typen dielektrisk og designfunksjonene til isolasjonen til objektet. Delvis utladning i isolasjon er en konsekvens av tilstedeværelsen av inhomogeniteter i strukturen til dielektrikumet og egenskapene til spenningen som virker på den. Slike inhomogeniteter kan være forskjellige urenheter og urenheter, gasshulrom, fuktingssoner. Slike defekter dannes i isolasjonsstrukturen, som regel isom et resultat av brudd på produksjonsprosessen og under drift av utstyr (under påvirkning av mekanisk påvirkning, deformasjon, vibrasjon).
Hva er trær og deres dannelse i strukturen til et isolasjonsmateriale
I isolasjonsmaterialet, fra hulrommet som finnes i det, dannes det en trelignende struktur - tredannelse. Delvis utslipp utvikles i grener av trær. Under påvirkning av et elektrisk felt og utladninger øker tredannelser i størrelse og mengde, og øker dermed graden av nedbrytning av polymermaterialet. Dendritter har økt ledningsevne og fører til progressiv ødeleggelse av dielektrikumet.
Siden en delvis utladning i et gassformig medium krever en spenning som er lavere enn for noen effekt i en flytende eller fast fremmedinneslutning, kan tilstedeværelsen av slike defekter i isolasjonen være den mest sannsynlige årsaken til utbruddet av ødeleggelse av denne materiale. Dette skyldes det faktum at i et hulrom fylt med gass er den elektriske feltstyrken høyere enn i et fast eller flytende område og den elektriske styrken til det gassformige mediet har en lavere verdi enn andre isolasjonsfraksjoner.
Typer treeings
Tringer av elektrisk opprinnelse dannes når de utsettes for veksel- og impulsspenning, samt ved svært høye verdier. Under drift av utstyret forårsaker disse verdiene ikke en umiddelbar sammenbrudd av isolasjonen, men kan provosere gassionisering iinhomogeniteter. Hvis det ikke er tilstrekkelig store hulrom i materialets struktur, kan dendritter utvikle seg i relativt lang tid.
Tilstedeværelsen av overdimensjonerte bobler fører til delvise utladninger når kabelen drives med merkespenning.
Vanntrær dannes når det kommer fukt inn i isolasjonen som følge av diffusjon eller gjennom mikrosprekker i materialet.
Når fuktighet kondenserer i inneslutninger, dannes dendritter her, hvoretter deres intensive dannelse og vekst begynner på grunn av tilsynekomsten av ytterligere hulrom. Dette fører til en reduksjon i den elektriske styrken til dielektrikumet og til sammenbrudd av kabelen.
Hovedårsakene til isolasjonsforringelse inkluderer både elektrisk aldring på grunn av delvise utladninger som oppstår i inneslutninger ved overspenning og i nominell driftsmodus, og termisk aldring av materialet.
Under påvirkning av partielle utslipp starter prosessen med ødeleggelse av isolasjon, størrelsen på det berørte området øker.
Betingelsene for forekomsten av partielle utladninger avhenger av formen på det elektromagnetiske feltet til den isolerende strukturen og de elektriske egenskapene til en bestemt sone i materialet.
Dellutladninger fører vanligvis ikke til et gjennombrudd av isolasjonen, men de forårsaker endringer i strukturen til dielektrikumet, og med tilstrekkelig lang drift av systemet kan de forårsake et gjennombrudd av isolasjonen lag. Deres forekomst indikerer alltid lokal heterogenitet.dielektrisk. Egenskapene til partielle utladninger gjør det mulig å bedømme graden av defekt i isolasjonskonstruksjonen ganske godt.
De utgjør den største faren når utstyr drives på veksel- og impulsspenning.
Fysiske fenomener som følger med delvise utslipp i isolasjon
Isolasjonsoveroppheting akselererer prosessen med dens ødeleggelse ved å øke antall punkter der nye defekter oppstår, noe som fører til en økning i antall og volum av dendritter. Dette fører til økt spenning i åkrene i området.
Delvis elektrisk utladning har en termisk effekt på isolasjonen, og ødelegger den også med ladede partikler og reaktive produkter som følge av utladningen.
I tillegg forårsaker delvise utladninger utseendet av pulserende strømmer i kanalene de lager. Under et sammenbrudd er alt dette ledsaget av elektromagnetisk stråling, sjokkbølger, lysglimt og nedbryting av isolasjon på molekylært nivå.
Delvis utladning er blant hovedårsakene til skade på høyspentutstyr. Dette forklares av det faktum at utseendet til partielle utladninger er det første stadiet i utviklingen av de fleste defekter i høyspentisolasjon.
Som et resultat av disse prosessene skapes betingelser for at det kan oppstå isolasjonsbrudd.
Utladningsstadier
Når en viss spenningsterskel overskrides, still inn for en spesifikkisolasjonsmateriale, kan partielle utslipp initieres i det, som ikke fører til umiddelbar utbrenning av isolasjonen, derfor kan de være ganske akseptable. De fikk navnet - initial.
Ytterligere økning i spenning, økning i størrelse og antall inneslutninger, antall trær i prosessen med kontinuerlig drift av utstyret, fører til en kraftig økning i intensiteten av partielle utladninger. Deres forekomst reduserer isolasjonens holdbarhet kraftig og kan føre til sammenbrudd. Slike utslipp kalles kritiske.
Effekt av utslipp i strukturen på utstyr
Et av hoveddesignelementene til transformatorer og elektriske maskiner er viklingsisolasjon. Det er kontinuerlig utsatt for slike ødeleggende faktorer som: termiske effekter på grunn av den lange strømmen av strømmer; vibrasjonsbelastninger på grunn av driften av den magnetiske kretsen (for transformatorer) og drivmekanismen (for elektriske maskiner); konsekvenser av innkoblingsstrømmer og kortslutningsstrømmer.
Alle disse faktorene fører til isolasjonsskader og delvise utslipp. For elektriske maskiner er dette den vanligste årsaken til svikt, og for transformatorer er svikt på grunn av skader på viklingsisolasjonen på andreplass etter skade på foringene.
Hvorfor du trenger å måle utslipp
Måling av prosessene som skjer når delutslipp skjer er nødvendig for å kunne forhindre isolasjonsbrudd og minimere demintensitet i isolasjonsmaterialer.
I forbindelse med bruk av XLPE-isolasjon ved konstruksjon av strømkabler, kraftutstyr, høyspenttransformatorer, luftledninger, er det nødvendig å hele tiden overvåke delutladninger som påvirker sikkerheten ved driften.
Forebygging av isolasjonssammenbrudd og testmetoder
Det er nødvendig å foreta kontroller av isolasjonsmaterialets tilstand under drift for å oppdage utviklende skader og forhindre utilsiktede feil på grunn av delvis utslipp på utstyr.
For å kontrollere graden av defekt av høyspenningsutstyrsisolasjon, er det:
- Tester med økt spenning, tilsvarende dens mulige økning under drift. Dette er nødvendig for å etablere verdiene for den dielektriske styrken til isolasjonen under kortvarige spenningsøkninger.
- Ikke-destruktive testmetoder for å bestemme levetiden til driften.
Dette gjør det mulig å utføre pålitelig diagnostikk på driftsutstyr, uten å avvikle utstyr, og dermed eliminere økonomiske tap.
Eksisterende metoder for å diagnostisere delvise utladninger gjør det mulig å oppdage en defekt på et tidlig stadium av dens utvikling og dermed forhindre kostbare reparasjoner eller utskifting av defekt utstyr.
Noen metoder lar deg lokalisere det defekte området, og bare skadede områder vil bli gjenstand for reparasjonisolasjon.
Ved testing av utstyr med høy spenning forringes isolasjonskvaliteten som følge av eksponering for spenninger som er flere ganger høyere enn arbeidsverdiene.
Diagnostiske metoder for å oppdage delvis utladning tillater den mest nøyaktige vurderingen av graden av gjenværende ytelse til utstyret uten å ha en ødeleggende effekt på isolasjonen. Diagnostikk av partielle utladninger under drift hemmes av det faktum at det vanligvis er annet utstyr rundt objektet som kontrolleres, som er en kilde til interferens. Disse signalene kan ikke avvike i parametere fra signalene til ønsket objekt, da de også kan være delvise utladninger.
Derfor, for å skille interferenssignalene og den målte partielle utladningen, må du først måle interferenssignalene med spenningen avslått på objektet som testes, og deretter måle det i driftsmodus.
I dette tilfellet vil summen av partielle utladningssignaler og bakgrunn bli registrert.
Forskjellen mellom disse målingene vil vise verdien av PD-signalet.
De oppnådde egenskapene gjør det mulig for oss å vurdere arten av defekter og selve utslippet.
Den delvise utladningsmetoden skader ikke isolasjonen og er mye brukt fordi testprosessen ikke bruker høyspenning for å påvirke isolasjonen negativt.
Elektrisk utladningsmetode
Metode krever måleinstrumentkontakt med isolasjon.
Den lar deg definere et stort antall partielle utladningsegenskaper.
Dette er det mest nøyaktige av allemålemetoder for delvis utslipp.
Akustisk registreringsmetode
Denne metoden er basert på bruk av mikrofoner som fanger opp lydsignaler fra direktesendt utstyr.
Sensorer er installert i komplekse koblingsanlegg og annet elektrisk kraftutstyr og opererer eksternt.
Uempe: delvise utslipp av liten størrelse registreres ikke.
Elektromagnetisk eller ekstern metode
Deteksjon av partielle utladninger ved hjelp av mikrobølgemetoden er en enkel og effektiv prosess. Til dette brukes en retningsantenneenhet.
Ulempen med denne metoden er umuligheten av å måle størrelsen på utslippene.
Spesifikke utladninger i transformatorer
Kraftige krafttransformatorer er en del av kraftsystemene, og det er installert høyspentutstyr i nærheten av dem, hvor det kan forekomme delvise utladninger. Signalene fra dem sendes til den kontrollerte transformatoren på ulike måter.
Dersom transformatoren er koblet til luftledninger som er utsatt for lynnedslag, vil signalene fra disse registreres ved måling av karakteristikk av delvis utladning i transformatorisolasjonen.
Når en transformator er plassert i en åpen transformatorstasjon, oppstår det periodisk koronautladninger på dens eksterne strømførende deler, avhengig av temperatur, fuktighet og andre faktorer.
Endring i belastning og tilstedeværelse av enheter i transformatorer som regulerer parametrene deres under drift, for eksempel enheter somregulering av drift under belastning, fører til en endring i egenskapene til partielle utslipp, som kan reduseres eller øke.
Alle disse faktorene fører til at mange målinger på transformatorer kan vise et forvrengt bilde av tilstanden til isolasjonen.
Avlesningene tatt fra transformatoren som testes vil bli overlagret av støypulser fra utstyr i nærheten.
I slike tilfeller er det nødvendig å bruke en riktig valgt måleteknikk for å utelukke påvirkning av interferens på mottatte data på partielle utladninger i transformatorer.
