جرقه هشدار اولیه ترانسفورماتور: درک تخلیه جزئی

مقدمه

یک لوله آب با ترک مویی را تصور کنید. در ابتدا هیچ آبی بیرون نمی زند، اما نشت آهسته و مداوم شکاف را تا زمانی که لوله در نهایت ترکد می کند. در داخل یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا، یک "نشت" مشابه در برق اتفاق می افتد: تخلیه جزئی (PD) . این یک جرقه کوچک و موضعی در داخل عایق است که (هنوز) فاصله بین هادی ها را پر نمی کند. در طول ماه ها یا سال ها، آن جرقه به طور بی صدا عایق را فرسایش می دهد تا زمانی که یک خرابی واقعی رخ دهد. برای یک مبتدی، PD را به عنوان سرفه هشدار دهنده اولیه ترانسفورماتور در نظر بگیرید - اکنون آرام است، اما نشانه این است که چیزی اشتباه است.

چیست و انواع اصلی آن

PD هر جا که میدان الکتریکی به اندازه کافی قوی باشد که یک نقطه ضعیف کوچک در عایق را بشکند، ظاهر می شود، اما آنقدر قوی نیست که باعث اتصال کوتاه کامل شود. نقاط ضعیف معمولاً حفره‌ها (حفظه‌های هوا محبوس شده در عایق جامد)، آلودگی سطحی یا رطوبت روی عایق‌ها، یا لبه‌های هادی تیز در محل تمرکز میدان هستند. مهندسان سه نوع اصلی را طبقه بندی می کنند:

• تخلیه فضای خالی داخلی - یک جرقه در داخل یک حباب پر از گاز در داخل عایق جامد. مخرب ترین نوع است زیرا در آن مهر و موم شده است و به همان نقطه حمله می کند.

• تخلیه سطحی - جرقه ای که در امتداد یک سطح عایق می خزد که در آن کثیفی یا رطوبت یک مسیر رسانا را تشکیل داده است.

• تخلیه کرونا - درخشش ضعیف در یک نقطه با ولتاژ بالا در هوا؛ کمترین شدت، اما نشانه ای از درجه بندی ضعیف رشته است.

مهندسان چگونه آن را اندازه گیری می کنند

مرجع جهانی IEC 60270 است که نحوه اندازه‌گیری بار ظاهری در پیکوکولومب (pC) را تعریف می‌کند - یک پایه کالیبره شده برای شارژ واقعی (و غیرقابل دسترس) در خطا. یک ابزار کلیدی الگوی PRPD (تخلیه جزئی حل‌شده فاز) است که مقدار دبی را در برابر زاویه فاز ولتاژ AC ترسیم می‌کند. انواع مختلف نقص "اثر انگشت" متمایز از خود به جا می گذارند. مهندسان همچنین ولتاژ اولیه PD (PDIV) - ولتاژی که در آن فعالیت برای اولین بار ظاهر می شود - و ولتاژ خاموشی PD (PDEV) را ثبت می کنند. تشخیص می‌تواند آفلاین (تست‌های کارخانه‌ای کنترل‌شده) یا آنلاین (حسگرهایی مانند گیره‌های HFCT روی سیم‌های اتصال زمین و آنتن‌های UHF در داخل مخزن، تماشای واحد زنده) باشد.

برای ترانسفورماتورهای قدرت، راهنمایی پذیرش IEC 60076-3 اغلب به این صورت خلاصه می شود: کمتر از 100 pC برای یک واحد جدید با درجه بالای 72.5 کیلو ولت قابل قبول است. 100-500 pC نظارت دقیق‌تری را تضمین می‌کند. بالای 500 pC، یا یک روند صعودی سریع، نیاز به بررسی فوری دارد.

مثال کاربردی

یک ترانسفورماتور شبکه 20 MVA خوانش PD 30 pC را هنگام راه اندازی نشان می دهد که دو سال بعد به 120 pC افزایش می یابد. حتی اگر 120 pC زیر خط سخت "شکست" است، این روند زنگ خطر است: همراه با افزایش سطح استیلن از تجزیه و تحلیل گاز محلول، شرکت یک بازرسی داخلی را برنامه ریزی می کند و یک فضای خالی را در یک فاصله دهنده سیم پیچ پیدا می کند - مدت ها قبل از تبدیل شدن به آتش سوزی ثابت شده است.

تصور اشتباه رایج / واقعیت جالب

تصور اشتباه: "یک عدد PD به من می گوید که آیا ترانسفورماتور محکوم به فناست." در واقع، یک خواندن به معنای کمی است - صدای پس زمینه در یک آزمایشگاه محافظ می تواند حدود 2 pC باشد، و یک واحد جدید سالم دارای یک خط پایه کوچک است. آنچه مهم است روند و الگو است.

واقعیت جالب: همان فضای خالی کوچک همچنین نور، صدای تیک تاک ضعیف و ازن - "بوی رعد و برق" تولید می کند. PD اغلب پیش ماده شیمیایی است که تجزیه و تحلیل گاز محلول بعداً تشخیص می دهد، به همین دلیل است که این دو آزمایش بهتر است با هم استفاده شوند.