Djelomično pražnjenje izolirano: postupak parcijalnog pražnjenja

Djelomično pražnjenje je električno pražnjenje koje se javlja u malom području izolacije, pri čemu čvrstoća električnog polja prelazi čvrstoću raspada materijala. Može se pojaviti u prazninama unutar čvrste izolacije, duž površine izolacijskog materijala, unutar mjehurića plina u tekućoj izolaciji.

Uzroci djelomičnih ispuštanja

Po definiciji, usvojenim međunarodnim standardima, djelomično pražnjenje je električno pražnjenje, lociranje izolacije na zasebnom dijelu strukture.

Ovaj proces proizlazi iz ionizacije plina ili tekućine dielektrične i može se pojaviti na sučelju između dva medija i unutar izolacije. Porijeklo i razvoj ovise o vrsti dielektrične i strukturalne značajke izolacije objekta. Djelomična ispuštanja u izolaciji su posljedica prisutnosti nehomogenosti u strukturi dielektričnog i karakteristika napona koji djeluje na nju. Takve heterogenosti mogu biti različite vanjske nečistoće i zagađivače, plinske šupljine, zone vlaženja. Takvi se nedostaci formiraju u strukturi izolacije, u pravilu, kao rezultat poremećaja procesa njegove proizvodnje i tijekom rada opreme (pod utjecajem mehaničkih utjecaja, deformacija, vibracija).

Što su triande i njihovo oblikovanje u strukturi izolacijskog materijala

U izolacijski materijal Iz šupljine koja se nalazi u njemu formira se stabla slična struktura - trijaža. Djelomični ispusti razvijaju se u granama trijema. Pod utjecajem električnog polja i ispuštanja, triande povećavaju veličinu i količinu, čime se povećava stupanj degradacije polimernog materijala. Dendriti imaju povećanu vodljivost i dovode do progresivnog uništavanja dielektričnog.

Budući da je pojava djelomičnog pražnjenja u plinovitom mediju zahtijeva napon manji nego za sličan učinak u tekućem ili krutom strane tvari, prisutnost takvih nedostataka u izolaciju može biti najvjerojatniji razlog početka loma materijala. To je zbog činjenice da je šupljina ispunjen plinom, jakost električnog polja je veća nego u krutom ili tekućem dijela i dielektrične čvrstoće plinovitog medija ima vrijednost nižu od druge izolacije frakcije.

Vrste ispitivanja

Električno potaknute triande formiraju se djelovanjem izmjeničnih i pulsirajućih napona, a također i po vrlo visokim vrijednostima. Tijekom rada opreme, ove vrijednosti ne uzrokuju neposredan slom izolacije, ali mogu izazvati ionizaciju plina u nehomogenosti. Ako struktura materijala nema dovoljno velike šupljine, dendriti se mogu razviti relativno dugo.

Prisutnost mjehurića povećane veličine dovodi do pojave djelomičnih pražnjenja kada kabel radi na nazivnom naponu.

Ispitivanja vode nastaju kada vlaga ulazi u unutrašnjost izolacije kao posljedica difuzije ili mikroskopom u materijalu.

Kod kondenzacije vlage u inkluzijama formira se dendriti, nakon čega njihova intenzivna formacija i rast počinju zbog pojave dodatnih praznina. To dovodi do smanjenja dielektrične čvrstoće i sloma kabela.

Glavni razlozi za degradacije izolacije uključuju i električni starenje zbog djelomičnog pražnjenja nastaju u inkluzija prenapona u nominalnom režimu rada, i termičkog starenja materijala.

Pod utjecajem djelomičnih ispusta, započinje proces uništavanja izolacije, povećava se veličina zahvaćene površine.

Uvjeti za pojavljivanje djelomičnih ispusta ovise o obliku elektromagnetskog polja izolacijske strukture i električnim svojstvima određene zone materijala.

Djelomična ispuštanja obično ne dovode do proboja izolacije, ali uzrokuju promjenu strukture dielektričnog, a ako sustav radi dugo, to može uzrokovati slom izolacijskog sloja. Njihov izgled uvijek ukazuje na lokalnu nehomogenost dielektričnog. Karakteristike djelomičnih ispuštanja dovoljno su dobre da se procijeni stupanj neispravnosti izolacijske strukture.

Najveća opasnost koju oni predstavljaju kada oprema radi na izmjeničnom i pulsnom naponu.

Fizički fenomeni koji prate djelomična ispuštanja u izolaciji

Pregrijavanje dovodi do izolacije ubrzati svoje uništenje povećanjem broja bodova na kojima se nalaze nove nedostatke koji dovode do povećanja broja i volumena dendrita. To dovodi do povećanja intenziteta na terenu u ovoj regiji.

Parcijalno električno pražnjenje vrši toplinsko djelovanje na izolaciju, a također ga uništava napunjenim česticama i kemijski aktivnim proizvodima nastalim uslijed pražnjenja.

Osim toga, djelomična ispuštanja uzrokuju pojavu impulsnih struja u kanalima koje su im stvorili. U slučaju kvara, sve to prati elektromagnetsko zračenje, udarni valovi, svjetlosni bljeskovi i slom izolacije na molekularnoj razini.

Djelomična ispuštanja su glavni uzroci oštećenja visokonaponske opreme. Razlog tome je da je pojava djelomičnog pražnjenja je početni stadij razvoja većina nedostataka u izolaciji visokog napona.

Kao rezultat ovih procesa stvaraju se uvjeti za pojavu loma.

Faze ispuštanja

Kada prelazi određeni prag napona postavljen na određenu izolacijskog materijala, može se pokrenuti od strane djelomičnog pražnjenja koje ne dovode do trenutnog izgaranja izolacije, i stoga može biti vrlo prihvatljivo. Imali su ime - početni.

Daljnje povećanje napona, povećanje veličine i broja inkluzija, broj ispitivanja u procesu kontinuiranog rada opreme dovodi do oštrog povećanja intenziteta djelomičnih ispuštanja. Njihova pojava dramatično smanjuje rok trajanja izolacije i može dovesti do njegovog sloma. Takvi ispusti nazivaju se kritičnim.

Učinak ispuštanja u strukturu na opremi

Jedan od glavnih strukturnih elemenata transformatora i električnih strojeva je izolacija namota. Ona stalno izložena destruktivnim faktorima, kao što su: toplinskih učinaka zbog duljeg cijeđenjem tokov- vibracijske opterećenja uslijed djelovanja magnetskog kruga (transformatora) i pogonski mehanizam (za električna vozila) - ocijeđena efekata udarnih struja i struja kratkog spoja.

Svi ovi čimbenici dovode do oštećenja izolacije i pojave djelomičnih ispuštanja. Kod električnih strojeva to je najčešći uzrok neuspjeha, a kod transformatora neuspjeh zbog oštećenja izolacije namota drugi je samo zbog oštećenja usisa.

Zašto trebate mjeriti ispuštanja

Mjerenje procesa koji se javljaju pri djelovanju parcijalnih ispušnih plinova je neophodno kako bi se postigla mogućnost spriječavanja kvarova izolacije i minimizira njihov intenzitet u izolacijskim materijalima.

U vezi s uporabom izolacije XLPE u izgradnji energetskih kabela, električne opreme, visokonaponskih transformatora, nadzemnih vodova, neophodno je stalno nadzirati djelomična ispuštanja koja utječu na sigurnost njihovog rada.

Sprječavanje kvarova izolacije i metoda ispitivanja

Potrebno je provjeriti stanje izolacijskog materijala tijekom rada kako bi se otkrili prijelomi razvija i spriječili kvarove u slučaju nužde uslijed djelomičnih ispusta na opremi.

Za kontrolu stupnja neispravnosti izolacije visokonaponske opreme, postoje:

• Ispitivanje s povećanim naponom, ekvivalentne veličinama do mogućeg povećanja tijekom rada. To je neophodno za utvrđivanje vrijednosti električne čvrstoće izolacije tijekom kratkotrajnih podizanja napona.
• Nerazorne metode ispitivanja za određivanje vremenskog resursa njegova rada.

To omogućuje provođenje pouzdane dijagnostike na operativnoj opremi bez uklanjanja opreme i zbog toga isključujući ekonomske gubitke.

Postojeće metode za dijagnosticiranje djelomičnih ispuštanja mogu otkriti nedostatak u ranoj fazi razvoja i time sprečavati skupe popravke ili zamjenu neuspjelih uređaja.

Neke metode omogućuju lokalizaciju područja kvarova, a samo oštećena područja izolacije bit će podložna popravku.

Kod ispitivanja opreme visokog napona, kvaliteta izolacije se pogoršava zbog naprezanja nekoliko puta veća od radnih vrijednosti.

Dijagnostičke metode za otkrivanje parcijalnog pražnjenja omogućuju najtočniju procjenu stupnja preostalih performansi opreme bez da destruktivno utječe na njegovu izolaciju. Dijagnostika djelomičnih ispuštanja tijekom rada komplicira je činjenica da je obično oko objekta koji se pregledava druga oprema koja je izvor smetnji. Ovi se signali ne mogu razlikovati u parametrima od signala željenog objekta, jer oni također mogu biti djelomični ispusti.

Dakle, za odvajanje ometaju signale i izmjerenog djelomičnog izboja, treba prvo izmjeriti signal smetnje bez struje na test objekt, a zatim izvršiti mjerenje na njega u radu.

U tom slučaju zabilježit će se zbroj parcijalnih pražnjenja i pozadinskih signala.

Razlika u rezultatima tih mjerenja će pokazati vrijednost signala djelomičnog pražnjenja.

Dobivene karakteristike omogućuju procjenu karaktera oštećenja i samog pražnjenja.

Metoda djelomičnog pražnjenja nije štetna za izolaciju i široko se koristi, jer test ne koristi povećani napon, što negativno utječe na izolaciju.

Metoda električnog pražnjenja

Metoda zahtijeva prisutnost kontakta mjerila s izolacijom.

Omogućuje određivanje velikog broja svojstava djelomičnog pražnjenja.

Ovo je najtočnije od svih metode mjerenja djelomična ispuštanja.

Akustična metoda snimanja

Ova metoda temelji se na korištenju mikrofona koji prima audio signale iz operativne opreme.

Senzori se instaliraju u složenim postrojenjima i drugoj električnoj opremi i rade na daljinu.

Nedostatak: djelomični ispusti male veličine nisu fiksni.

Elektromagnetska ili daljinska metoda

Detekcija djelomičnih ispuštanja pomoću mikrovalne metode je jednostavan i učinkovit proces. U tu svrhu koristi se usmjereni antenski uređaj.

Nedostatak ove metode je nemogućnost mjerenja veličina ispuštanja.

Specifičnost ispuštanja u transformatorima

Snažni energetski transformatori su dijelovi energetskih sustava, a blizu njih nalaze se visokonaponska oprema u kojoj mogu postojati djelomična ispuštanja. Signali iz njih dolaze na različite načine na promatrani transformator.

Ako su nadzemne vodove podvrgnute munjevitom ispustu spojene na transformator, signali od njih će se zabilježiti prilikom mjerenja karakteristika parcijalnog pražnjenja u izolaciji transformatora.

Kada se transformator nalazi u otvorenoj podstanici, ispusti korona javljaju se povremeno na vanjskim dijelovima, ovisno o temperaturi, vlažnosti i drugim čimbenicima.

Promjena opterećenja i prisutnost uređaja koji reguliraju njihove parametre tijekom rada, na primjer, uređaji koji reguliraju rad pod opterećenjem, u transformatorima dovode do promjene karakteristika djelomičnih ispuštanja, što može smanjiti ili povećati.

Svi ovi čimbenici dovode do činjenice da mnoga mjerenja na transformatorima mogu pokazati iskrivljenu sliku o stanju izolacije.

Čitanja koja se preuzimaju iz ispitivanog transformatora bit će impulsi ometanja rada opreme u blizini.

U takvim slučajevima potrebno je koristiti ispravno odabranu tehniku ​​mjerenja kako bi se isključio utjecaj smetnji na dobivene podatke o djelomičnim ispuštanjima u transformatorima.