Kas ir daļējas izlādes pārbaude transformatorā?

1. Kas ir daļēja izlāde (PD)?

Lai saprastu testu, vispirms ir jāsaprot tā atklātā parādība.

Definīcija: daļēja izlāde ir lokalizēta elektriskā izlāde, kas tikai daļēji savieno izolāciju starp vadītājiem. Tas var rasties tukšumos (gāzes kabatās) cietā izolācijā, pie robežām starp dažādiem izolācijas materiāliem vai burbuļos šķidrā izolācijā (eļļā).

Problēma, ko tā rada: lai gan katra atsevišķa PD ir ļoti maza dzirkstele, laika gaitā tā sabojā izolāciju. Enerģija no šīm izplūdēm sadala ķīmiskās saites izolācijas materiālā (papīrā, eļļā, sveķos), izmantojot:

Termiskais stress: siltums no dzirksteles.

Ķīmiskā noārdīšanās: veidojas ozons un slāpekļskābes (gaisā) vai ūdeņradis un metāns (eļļā).

Fiziskā erozija: burtiski sadedzina materiālā sīkas bedres.
Šis lēnais, kumulatīvais bojājums pakāpeniski vājina izolāciju, līdz tā vairs nespēj izturēt elektrisko spriegumu, izraisot pilnīgu pārduršanu (sabrukumu) un katastrofālu transformatora atteici.

2. Kāpēc PD tests ir tik svarīgs?

Agrīna defektu noteikšana: tas ir viens no visjutīgākajiem testiem, lai ļoti agrīnā stadijā, bieži vien vairākus gadus pirms atteices, atklātu siltināšanas sistēmas sākumposmus (attīstās).

Novērš katastrofālas kļūmes: savlaicīgi identificējot vāju izolāciju, apkopi vai remontu var ieplānot proaktīvi, izvairoties no neplānotiem pārtraukumiem, dārgiem remontdarbiem un iespējamiem drošības apdraudējumiem.

Kvalitātes nodrošināšana: tā ir obligāta kārtējā pārbaude jauniem transformatoriem pirms to izvešanas no rūpnīcas, nodrošinot, ka tie atbilst augstākajiem kvalitātes standartiem un tiem nav lielu ražošanas defektu.

Novērtē stāvokli ekspluatācijas laikā: transformatoriem uz lauka periodiska PD pārbaude ir galvenā{0}}kondīcijas apkopes programmas sastāvdaļa, kas palīdz noteikt atlikušo kalpošanas laiku un nepieciešamību pēc eļļas apstrādes vai izžūšanas.

3. Kā darbojas daļējas izlādes pārbaude?

Pārbaudi veic, tā tinumiem pieslēdzot spriegumu, kas ir lielāks par transformatora parasto darba spriegumu, bet zemāks par jaudas{0}}frekvences izturības pārbaudes spriegumu. Mērķis ir pietiekami noslogot izolāciju, lai izraisītu visus esošos defektus, neradot jaunus bojājumus.

Pamatprincips ir tāds, ka tad, kad rodas PD, tas gandrīz vienlaikus rada trīs izmērāmas parādības:

Elektriskie impulsi: testa ķēdē plūst ļoti ātrs, mazs{0}}strāvas impulss (no nanosekundēm līdz mikrosekundēm).

Elektromagnētiskie viļņi: impulss izstaro elektromagnētisko enerģiju, tostarp radiofrekvences (RF) signālus.

Akustiskie viļņi: mazā dzirkstele rada ultraskaņas "klikšķi" vai skaņas vilni transformatora tvertnē.

Testa iestatīšana ietver:

Augsta{0}}sprieguma avots: lai ieslēgtu transformatoru.

Savienojuma kondensators: nodrošina zemu{0}}pretestības ceļu mēramajiem PD impulsiem.

PD detektors/mērīšanas sistēma: sarežģīts instruments, kas uztver, filtrē un analizē impulsus.

Sensori: tie var būt:

Elektriskie sensori: lai tieši izmērītu strāvas impulsus.

Augstas-frekvences strāvas transformatori (HFCT): nostiprināti ap zemējuma savienojumu, lai uztvertu RF signālus.

Ultra-Augstas frekvences (UHF) sensori: antenas, kas novietotas transformatora iekšpusē (caur eļļas vārstiem) vai ārēji, lai noteiktu elektromagnētiskos viļņus GHz diapazonā. Tas ir ļoti populārs, jo tas ir imūns pret ārējiem elektriskiem trokšņiem.

Akustiskās emisijas (AE) sensori: Mikrofoni, kas novietoti transformatora tvertnes ārpusē, lai "klausītos" PD ultraskaņas skaņām. Tas ir lieliski piemērots PD avota noteikšanai.

4. Galvenie mērījumi un interpretācija

PD detektors ne tikai nosaka izlādes esamību; tas kvantificē to ar vairākiem galvenajiem parametriem:

Šķietamais lādiņš (q): vissvarīgākais daudzums. Tas ir izteikts pikokulonos (pC). Tā kā faktiskā izlāde atrodas izolācijas iekšpusē un to nevar izmērīt tieši, "šķietmais lādiņš" ir kalibrēts lādiņa mērījums, kas, ja to uzreiz ievadītu starp transformatora spailēm, radītu tādu pašu efektu kā iekšējam PD. Zemākas vērtības ir labākas.

PD sākuma spriegums (PDIV): spriegums, pie kura PD vispirms sāk parādīties, kad tiek paaugstināts testa spriegums.

PD dzēšanas spriegums (PDEV): spriegums, pie kura PD beidzas, kad testa spriegums tiek pazemināts.

Interpretācija: inženieri ne tikai meklē PD klātbūtni; viņi analizē impulsu modeli, lielumu (pc) un fāzes attiecības. Dažādu veidu defekti (tukšumi, virsmas izlādes, peldošie komponenti) rada unikālus "pirkstu nospiedumus" uz sprieguma viļņu formas.

Standarti un pieļaujamie ierobežojumi

Starptautiskie standarti (piemēram, IEC 60270) nosaka pārbaudes procedūras un pieņemamos PD līmeņus. Jaunam transformatoram tipiskais pieņemšanas kritērijs ir tāds, ka PD līmenis pie noteikta testa sprieguma nedrīkst pārsniegt ****

100 pc līdz 500 pc

, kur 100 pc ir izplatīts un ļoti stingrs ierobežojums augstsprieguma{1}}iekārtām. Ekspluatācijā esošiem transformatoriem var pieļaut augstākus līmeņus ar uzraudzības un iejaukšanās plānu.