Kısmi deşarj, elektrik alan kuvvetinin malzemenin kırılma mukavemetini aştığı küçük bir yalıtım alanında meydana gelen bir elektrik deşarjıdır. Katı yalıtım içindeki boşluklarda, yalıtım malzemesinin yüzeyi boyunca, sıvı yalıtımda gaz kabarcıklarının içinde oluşabilir.
Kısmi deşarjların nedenleri
Uluslararası standartlar tarafından benimsenen tanıma göre, kısmi deşarj, yapının ayrı bir bölümünde yalıtımı yerel olarak şant eden bir elektrik deşarjıdır.
Bu işlem, bir gaz veya sıvı dielektrik maddenin iyonlaşması nedeniyle oluşur ve iki ortam arasındaki arayüzde ve yalıtımın içinde meydana gelebilir. Ortaya çıkma ve gelişme, dielektrik tipine ve nesnenin yalıtımının tasarım özelliklerine bağlıdır. Yalıtımdaki kısmi deşarjlar, dielektrik yapısındaki homojensizliklerin varlığının ve üzerine etki eden voltajın özelliklerinin bir sonucudur. Bu tür homojen olmayanlar, çeşitli safsızlıklar ve safsızlıklar, gaz boşlukları, nemlendirme bölgeleri olabilir. Bu tür kusurlar, kural olarak, yalıtım yapısında oluşur.üretim sürecinin ihlali sonucu ve ekipmanın çalışması sırasında (mekanik etkiler, deformasyon, titreşim etkisi altında).
Yalıtım malzemesinin yapısında ağaçlar ve oluşumları nelerdir
Yalıtım malzemesinde, içinde bulunan boşluktan ağaç benzeri bir yapı oluşur - ağaçlandırma. Ağaçların dallarında kısmi boşalmalar gelişir. Bir elektrik alanı ve deşarjların etkisi altında, ağaçlandırmaların boyutu ve miktarı artar, böylece polimer malzemenin bozunma derecesi artar. Dendritler iletkenliği artırdı ve yalıtkanın aşamalı olarak yok olmasına yol açtı.
Gazlı bir ortamdaki kısmi deşarj, sıvı veya katı yabancı inklüzyondaki herhangi bir etkiden daha düşük bir voltaj gerektirdiğinden, yalıtımda bu tür kusurların varlığı, bu hasarın başlamasının en olası nedeni olabilir. malzeme. Bunun nedeni, gazla dolu bir boşlukta elektrik alan kuvvetinin katı veya sıvı bir alana göre daha yüksek olması ve gazlı ortamın elektrik kuvvetinin diğer yalıtım fraksiyonlarına göre daha düşük bir değere sahip olmasıdır.
Ağaç türleri
Alternatif ve darbe gerilimine maruz kaldığında ve ayrıca çok yüksek değerlerde elektriksel kaynaklı seğirmeler oluşur. Ekipmanın çalışması sırasında, bu değerler yalıtımın hemen bozulmasına neden olmaz, ancak gaz iyonizasyonuna neden olabilir.homojen olmama durumu. Malzemenin yapısında yeterince büyük boşluklar yoksa, dendritler nispeten uzun bir süre gelişebilir.
Aşırı büyüklükteki kabarcıkların varlığı, kablo nominal voltajda çalıştırıldığında kısmi deşarjlara yol açar.
Su ağaçları, difüzyon sonucu veya malzemedeki mikro çatlaklar yoluyla yalıtımın içine nem girdiğinde oluşur.
Nem inklüzyonlarda yoğunlaştığında, burada dendritler oluşur, ardından ek boşlukların ortaya çıkması nedeniyle yoğun oluşumları ve büyümeleri başlar. Bu, yalıtkanın elektriksel gücünün azalmasına ve kablonun bozulmasına yol açar.
Yalıtım bozulmasının ana nedenleri arasında hem aşırı gerilimde hem de nominal çalışma modunda inklüzyonlarda meydana gelen kısmi deşarjlar nedeniyle elektriksel yaşlanma ve malzemenin termal yaşlanması yer alır.
Kısmi deşarjların etkisi altında izolasyon tahribatı süreci başlar, etkilenen alanın boyutu artar.
Kısmi deşarjların meydana gelme koşulları, yalıtkan yapının elektromanyetik alanının şekline ve malzemenin belirli bir bölgesinin elektriksel özelliklerine bağlıdır.
Kısmi deşarjlar genellikle yalıtımın tamamen bozulmasına yol açmaz, ancak dielektrik yapısında değişikliklere neden olurlar ve sistemin yeterince uzun süre çalışması ile yalıtımın tamamen bozulmasına neden olabilirler. katman. Onların oluşumu her zaman yerel heterojenliği gösterir.dielektrik. Kısmi deşarjların özellikleri, yalıtım yapısının kusur derecesini oldukça iyi değerlendirmeyi mümkün kılar.
Ekipman alternatif ve darbeli voltajda çalıştırıldığında en büyük tehlikeyi oluştururlar.
Yalıtımda kısmi deşarjlara eşlik eden fiziksel olaylar
Yalıtımın aşırı ısınması, yeni kusurların ortaya çıktığı noktaların sayısını artırarak yıkım sürecini hızlandırır ve dendritlerin sayısında ve hacminde bir artışa yol açar. Bu, bölgedeki alanlarda artan gerilime yol açar.
Kısmi elektrik boşalması, yalıtım üzerinde termal bir etkiye sahiptir ve ayrıca boşalmadan kaynaklanan yüklü parçacıklar ve reaktif ürünler ile onu yok eder.
Ayrıca kısmi deşarjlar oluşturdukları kanallarda darbeli akımların görünmesine neden olur. Bir arıza sırasında, tüm bunlara elektromanyetik radyasyon, şok dalgaları, ışık parlamaları ve moleküler düzeyde yalıtımın bozulması eşlik eder.
Kısmi deşarjlar, yüksek voltajlı ekipmanlara verilen hasarın ana nedenleri arasındadır. Bu, kısmi deşarjların ortaya çıkmasının, yüksek voltaj yalıtımındaki çoğu kusurun gelişiminde ilk aşama olduğu gerçeğiyle açıklanır.
Bu işlemler sonucunda izolasyon arızasının oluşması için koşullar yaratılır.
Deşarj aşamaları
Belirli bir voltaj eşiği aşıldığında, belirli bir voltaj eşiği için ayarlayın.yalıtım malzemesi, içinde yalıtımın hemen yanmasına yol açmayan kısmi deşarjlar başlatılabilir, bu nedenle oldukça kabul edilebilir olabilirler. Adını aldılar - ilk.
Gerilimdeki daha fazla artış, büyüklük ve kapanım sayısındaki artış, ekipmanın sürekli çalışması sürecindeki ağaç sayısı, kısmi deşarjların yoğunluğunda keskin bir artışa yol açar. Oluşmaları, yalıtımın raf ömrünü önemli ölçüde az altır ve bozulmasına neden olabilir. Bu tür deşarjlara kritik denir.
Yapıdaki deşarjların ekipman üzerindeki etkisi
Transformatörlerin ve elektrik makinelerinin ana tasarım öğelerinden biri sargı yalıtımıdır. Sürekli olarak aşağıdaki gibi yıkıcı faktörlere maruz kalır: uzun akım akışı nedeniyle termal etkiler; manyetik devrenin (trafolar için) ve tahrik mekanizmasının (elektrikli makineler için) çalışmasından kaynaklanan titreşim yükleri; ani akımların ve kısa devre akımlarının sonuçları.
Bu faktörlerin tümü, yalıtım hasarına ve kısmi deşarjlara neden olur. Elektrikli makineler için bu en yaygın arıza nedenidir ve transformatörler için sargı yalıtımının hasar görmesi nedeniyle oluşan arıza, buşing hasarından sonra ikinci sıradadır.
Deşarjları neden ölçmeniz gerekiyor
İzolasyonun bozulmasını önlemek ve en aza indirebilmek için kısmi deşarjlar meydana geldiğinde meydana gelen süreçlerin ölçülmesi gereklidir.yalıtım malzemelerinde yoğunluk.
Güç kablolarının, güç ekipmanlarının, yüksek voltajlı transformatörlerin, havai elektrik hatlarının yapımında XLPE yalıtımının kullanımıyla bağlantılı olarak, çalışma güvenliğini etkileyen kısmi deşarjları sürekli olarak izlemek gerekir.
İzolasyonun bozulmasını önleme ve test yöntemleri
Ekipmanlarda meydana gelen kısmi boşalmalar nedeniyle gelişen hasarları tespit etmek ve kazara arızaları önlemek için çalışma sırasında yalıtım malzemesinin durumunu kontrol etmek gerekir.
Yüksek voltajlı ekipman yalıtımının kusur derecesini kontrol etmek için şunlar vardır:
- Çalışma sırasında olası artışına eşdeğer büyüklükte artan voltajla testler. Bu, kısa süreli voltaj artışları sırasında yalıtımın dielektrik dayanımının değerlerini belirlemek için gereklidir.
- Çalışma ömrünü belirlemek için tahribatsız test yöntemleri.
Bu, ekipmanı devreden çıkarmadan çalışan ekipman üzerinde güvenilir tanılama yapılmasını ve dolayısıyla ekonomik kayıpların ortadan kaldırılmasını mümkün kılar.
Kısmi deşarjları teşhis etmek için mevcut yöntemler, bir kusuru gelişiminin erken bir aşamasında tespit etmeyi mümkün kılar ve böylece maliyetli onarımları veya arızalı ekipmanın değiştirilmesini önler.
Bazı yöntemler, kusurlu bölgeyi belirlemenize olanak tanır ve yalnızca hasarlı alanlar onarıma tabi tutuluryalıtım.
Yüksek voltajlı ekipmanı test ederken, çalışma değerlerinden birkaç kat daha yüksek voltajlara maruz kalmanın bir sonucu olarak yalıtım kalitesi bozulur.
Kısmi deşarjı tespit etmeye yönelik tanı yöntemleri, yalıtımı üzerinde yıkıcı bir etki yaratmadan ekipmanın artık performans derecesinin en doğru şekilde değerlendirilmesini sağlar. Çalışma sırasında kısmi deşarjların teşhisi, genellikle kontrol edilen nesnenin etrafında bir girişim kaynağı olan başka ekipmanların bulunması gerçeğiyle engellenir. Bu sinyaller, kısmi boşalmalar da olabileceğinden, istenen nesnenin sinyallerinden parametrelerde farklılık göstermeyebilir.
Bu nedenle, parazit sinyallerini ve ölçülen kısmi deşarjı ayırmak için, önce test edilen nesne üzerindeki voltaj kapalıyken parazit sinyallerini ölçmeli ve ardından çalışma modunda ölçmelisiniz.
Bu durumda, kısmi deşarj sinyallerinin ve arka planın toplamı kaydedilecektir.
Bu ölçümler arasındaki fark, PD sinyalinin değerini gösterecektir.
Elde edilen özellikler, kusurların doğasını ve deşarjın kendisini değerlendirmemizi sağlar.
Kısmi deşarj yöntemi izolasyona zarar vermez ve test işlemi izolasyonu olumsuz yönde etkilemek için yüksek voltaj kullanmadığından yaygın olarak kullanılır.
Elektrik deşarj yöntemi
Yöntem, yalıtım ile ölçüm cihazının temasını gerektirir.
Çok sayıda kısmi deşarj özelliği tanımlamanıza olanak tanır.
Bu hepsinden daha doğrukısmi deşarj ölçüm yöntemleri.
Akustik kayıt yöntemi
Bu yöntem, canlı ekipmandan ses sinyallerini alan mikrofonların kullanımına dayanır.
Sensörler, karmaşık ş alt cihazlarına ve diğer elektrikli güç ekipmanlarına kurulur ve uzaktan çalışır.
Dezavantaj: küçük büyüklükteki kısmi deşarjlar kaydedilmez.
Elektromanyetik veya uzak yöntem
Mikrodalga yöntemini kullanarak kısmi deşarjların tespiti basit ve etkili bir işlemdir. Bunun için yönlü anten cihazı kullanılır.
Bu yöntemin dezavantajı, deşarjların büyüklüğünü ölçmenin imkansız olmasıdır.
Transformatörlerde belirli deşarjlar
Güçlü güç transformatörleri, güç sistemlerinin bir parçasıdır ve yanlarında kısmi deşarjların olabileceği yüksek voltajlı ekipman kurulur. Onlardan gelen sinyaller kontrollü transformatöre çeşitli şekillerde gönderilir.
Trafo, yıldırıma maruz kalan havai enerji hatlarına bağlıysa, trafo yalıtımında kısmi deşarjın özellikleri ölçülürken bunlardan gelen sinyaller kaydedilir.
Bir transformatör açık bir trafo merkezine yerleştirildiğinde, sıcaklık, nem ve diğer faktörlere bağlı olarak harici akım taşıyan parçalarında periyodik olarak korona deşarjları meydana gelir.
Yükteki değişim ve transformatörlerde çalışma sırasında parametrelerini düzenleyen cihazların varlığı, örneğin,yük altında çalışmanın düzenlenmesi, kısmi deşarjların özelliklerinde azalan veya artabilen bir değişikliğe yol açar.
Bütün bu faktörler, transformatörler üzerindeki birçok ölçümün yalıtım durumunun bozuk bir resmini gösterebilmesine neden olur.
Test edilen transformatörden alınan okumalar, yakındaki ekipmanlardan gelen gürültü darbeleri tarafından üst üste bindirilecektir.
Bu gibi durumlarda, transformatörlerdeki kısmi deşarjlarda alınan veriler üzerindeki parazit etkisini dışlamak için uygun şekilde seçilmiş bir ölçüm tekniği kullanmak gerekir.
