Osittainen purkaus on sähköpurkaus, joka tapahtuu pienellä eristysalueella, jossa sähkökentän voimakkuus ylittää materiaalin läpilyöntivoimakkuuden. Sitä voi esiintyä kiinteän eristeen sisällä olevissa onteloissa, eristemateriaalin pinnalla, nestemäisen eristeen kaasukuplien sisällä.
Osittaisten vuotojen syyt
Kansainvälisten standardien määritelmän mukaan osapurkaus on sähköpurkaus, joka paikallisesti ohittaa eristyksen erillisessä rakenteen osassa.
Tämä prosessi johtuu kaasun tai nestemäisen eristeen ionisaatiosta ja voi tapahtua kahden väliaineen rajapinnassa ja eristeen sisällä. Syntyminen ja kehitys riippuu eristeen tyypistä ja kohteen eristyksen suunnitteluominaisuuksista. Eristeen osittaiset purkaukset ovat seurausta epähomogeenisuuksista eristeen rakenteessa ja siihen vaikuttavan jännitteen ominaisuuksista. Tällaisia epähomogeenisuuksia voivat olla erilaiset epäpuhtaudet ja epäpuhtaudet, kaasuontelot, kostutusvyöhykkeet. Tällaiset viat muodostuvat yleensä eristysrakenteessasen valmistusprosessin rikkomisen ja laitteiden käytön aikana (mekaanisten vaikutusten, muodonmuutosten, tärinän vaikutuksen alaisena).
Mitä ovat puut ja niiden muodostuminen eristemateriaalin rakenteessa
Eristemateriaaliin, siinä olevasta ontelosta, muodostuu puumainen rakenne - puusto. Osittaisia virtauksia kehittyy puiden oksiin. Sähkökentän ja purkausten vaikutuksesta puusto kasvaa kooltaan ja määrältään, mikä lisää polymeerimateriaalin hajoamisastetta. Dendriiteillä on lisääntynyt johtavuus ja ne johtavat eristeen asteittaiseen tuhoutumiseen.
Koska osittainen purkaus kaasumaisessa väliaineessa vaatii pienemmän jännitteen kuin mikään vaikutus nestemäisessä tai kiinteässä vierasaineessa, tällaisten vikojen esiintyminen eristeessä voi olla todennäköisin syy tämän tuhoutumisen alkamiseen. materiaalia. Tämä johtuu siitä, että kaasulla täytetyssä ontelossa sähkökentän voimakkuus on suurempi kuin kiinteällä tai nestemäisellä alueella ja kaasumaisen väliaineen sähköinen voimakkuus on pienempi kuin muilla eristefraktioilla.
Puiden tyypit
Sähköistä alkuperää olevia joustoja muodostuu, kun ne altistetaan vaihto- ja impulssijännitteelle sekä erittäin korkeille arvoille. Laitteen käytön aikana nämä arvot eivät aiheuta välitöntä eristeen rikkoutumista, mutta voivat aiheuttaa kaasun ionisaatiotaepähomogeenisuus. Jos materiaalin rakenteessa ei ole riittävän suuria onteloita, dendriittiä voi kehittyä suhteellisen pitkään.
Ylisuuret kuplat johtavat osittaisiin purkauksiin, kun kaapelia käytetään nimellisjännitteellä.
Vesipuut muodostuvat, kun kosteutta pääsee eristeen sisään diffuusion seurauksena tai materiaalissa olevien mikrohalkeamien kautta.
Kosteuden tiivistyessä inkluusiot, dendriitit muodostuvat tänne, minkä jälkeen niiden intensiivinen muodostuminen ja kasvu alkaa ylimääräisten tyhjien ilmaantumisen vuoksi. Tämä johtaa eristeen sähköisen lujuuden heikkenemiseen ja kaapelin rikkoutumiseen.
Tärkeimmät syyt eristeen huonontumiseen ovat sekä sähköinen vanheneminen, joka johtuu sulkeutumissa ylijännitteellä ja nimelliskäyttötilassa tapahtuvista osittaisista purkauksista, että materiaalin terminen vanheneminen.
Osittaisten purkausten vaikutuksesta eristeen tuhoutumisprosessi alkaa, vaurioalueen koko kasvaa.
Osittainen purkausten esiintymisen olosuhteet riippuvat eristävän rakenteen sähkömagneettisen kentän muodosta ja materiaalin tietyn alueen sähköisistä ominaisuuksista.
Osittainen purkaukset eivät yleensä johda eristeen läpimurtoon, mutta ne aiheuttavat muutoksia eristeen rakenteessa ja riittävän pitkällä järjestelmän toiminnalla ne voivat aiheuttaa eristeen läpimurtoa kerros. Niiden esiintyminen osoittaa aina paikallista heterogeenisyyttä.dielektrinen. Osapurkausten ominaisuudet mahdollistavat eristävän rakenteen viallisuusasteen arvioimisen melko hyvin.
Ne aiheuttavat suurimman vaaran, kun laitteita käytetään vaihto- ja impulssijännitteellä.
Fysikaaliset ilmiöt, jotka liittyvät eristeen osittaisiin purkauksiin
Eristeen ylikuumeneminen nopeuttaa sen tuhoutumisprosessia lisäämällä uusien vikojen ilmaantumista, mikä johtaa dendriittien määrän ja tilavuuden kasvuun. Tämä johtaa lisääntyneeseen jännitteeseen alueen kentillä.
Osittaisella sähköpurkauksella on lämpövaikutus eristykseen, ja se myös tuhoaa sen varautuneilla hiukkasilla ja purkauksesta johtuvilla reaktiivisilla tuotteilla.
Lisäksi osittaiset purkaukset aiheuttavat pulssivirtojen esiintymisen luomissaan kanavissa. Vian aikana tähän kaikkeen liittyy sähkömagneettista säteilyä, shokkia altoja, valon välähdyksiä ja eristeen hajoamista molekyylitasolla.
Osittainen purkaukset ovat yksi tärkeimmistä suurjännitelaitteiden vaurioitumissyistä. Tämä selittyy sillä, että osittaisten purkausten ilmaantuminen on alkuvaihe useimpien korkeajänniteeristyksen vikojen kehittymisessä.
Näiden prosessien seurauksena luodaan olosuhteet eristeen rikkoutumisen esiintymiselle.
Tyhjennysvaiheet
Kun tietty jännitekynnys ylittyy, aseta tietylleeristysmateriaalia, siinä voidaan käynnistää osittaisia purkauksia, jotka eivät johda eristeen välittömään palamiseen, joten ne voivat olla melko hyväksyttäviä. He saivat nimen - alkukirjain.
Jännitteen lisäys, sulkeumien koon ja lukumäärän kasvu, puiden lukumäärä laitteiston jatkuvassa käytössä johtaa osittaispurkausten voimakkuuden jyrkkään kasvuun. Niiden esiintyminen lyhentää jyrkästi eristeen säilyvyyttä ja voi johtaa sen rikkoutumiseen. Tällaisia purkauksia kutsutaan kriittisiksi.
Rakenteessa olevien päästöjen vaikutus laitteisiin
Yksi muuntajien ja sähkökoneiden tärkeimmistä suunnitteluelementeistä on käämien eristys. Se on jatkuvasti alttiina sellaisille tuhoaville tekijöille kuin: lämpövaikutukset, jotka johtuvat pitkästä virtauksesta; magneettipiirin (muuntajille) ja käyttömekanismin (sähkökoneille) toiminnasta johtuvat tärinäkuormat; käynnistysvirtojen ja oikosulkuvirtojen seuraukset.
Kaikki nämä tekijät johtavat eristysvaurioihin ja osittaisiin purkauksiin. Sähkökoneissa tämä on yleisin vian syy, ja muuntajilla käämin eristyksen vaurioitumisesta johtuva vika on toisella sijalla läpivientien vaurioiden jälkeen.
Miksi päästöt pitää mitata
Osittaisten purkausten yhteydessä tapahtuvien prosessien mittaaminen on välttämätöntä eristeen rikkoutumisen estämiseksi ja niiden minimoimiseksiintensiteetti eristysmateriaaleissa.
XLPE-eristeen käytön yhteydessä voimakaapeleiden, voimalaitteiden, suurjännitemuuntajien, ilmajohtojen rakentamisessa on tarpeen seurata jatkuvasti osapurkauksia, jotka vaikuttavat niiden toiminnan turvallisuuteen.
Eristevaurioiden ehkäisy ja testausmenetelmät
Eristemateriaalin kunto on tarkastettava käytön aikana, jotta havaitaan kehittyvät vauriot ja vältetään vahingossa tapahtuvat häiriöt, jotka johtuvat laitteiden osittaisista purkauksista.
Korkeajännitelaitteiden eristyksen vikaasteen hallitsemiseksi:
- Testaa kohonneella jännitteellä, joka vastaa suuruudeltaan sen mahdollista nousua käytön aikana. Tämä on tarpeen eristyksen dielektrisen lujuuden arvojen määrittämiseksi lyhytaikaisten jännitteen nousujen aikana.
- Tuhoamattomat testimenetelmät sen toiminnan keston määrittämiseksi.
Tämä mahdollistaa luotettavan diagnosoinnin suorittamisen käytössä oleville laitteille ilman käytöstäpoistolaitteita ja siten taloudellisten tappioiden eliminoimisen.
Osittainen purkausdiagnoosin olemassa olevat menetelmät mahdollistavat vian havaitsemisen varhaisessa kehitysvaiheessa ja siten estävät kalliit korjaukset tai viallisten laitteiden vaihtamisen.
Joillakin menetelmillä voit paikantaa viallisen alueen, ja vain vahingoittuneet alueet voidaan korjataeristys.
Korkeajännitteisiä laitteita testattaessa eristyksen laatu heikkenee altistuessaan jännitteille, jotka ovat useita kertoja käyttöarvoja korkeammille jännitteille.
Osittaisen purkauksen havaitsemisen diagnostiset menetelmät mahdollistavat laitteiston jäännössuorituskyvyn tarkimman arvioinnin ilman, että niillä on tuhoisaa vaikutusta sen eristykseen. Käytön aikaisten osapurkausten diagnosointia vaikeuttaa se, että yleensä tarkastettavan kohteen ympärillä on muita laitteita, jotka aiheuttavat häiriöitä. Nämä signaalit eivät välttämättä eroa parametreiltään halutun kohteen signaaleista, koska ne voivat olla myös osittaisia purkauksia.
Siksi häiriösignaalien ja mitatun osittaispurkauksen erottamiseksi sinun on ensin mitattava häiriösignaalit testattavan kohteen jännitteen ollessa pois päältä, ja mitattava se sitten käyttötilassa.
Tässä tapauksessa osittaisen purkaussignaalin ja taustan summa tallennetaan.
Näiden mittausten välinen ero näyttää PD-signaalin arvon.
Saadun ominaisuudet antavat meille mahdollisuuden arvioida vikojen luonnetta ja itse purkausta.
Osittainen purkausmenetelmä ei vahingoita eristystä, ja sitä käytetään laaj alti, koska testausprosessissa ei käytetä suurjännitettä haitallisesti eristykseen.
Sähköpurkausmenetelmä
Menetelmä vaatii mittauslaitteen kosketuksen eristeeseen.
Sen avulla voit määrittää suuren määrän osittaisen purkauksen ominaisuuksia.
Tämä on tarkin kaikistaosittaisen purkauksen mittausmenetelmät.
Akustinen rekisteröintitapa
Tämä menetelmä perustuu mikrofonien käyttöön, jotka poimivat äänisignaaleja live-laitteista.
Anturit asennetaan monimutkaisiin kytkinlaitteisiin ja muihin sähkölaitteisiin ja ne toimivat etänä.
Haitta: pieniä osittaisia päästöjä ei kirjata.
Sähkömagneettinen tai etämenetelmä
Osittainen purkausten havaitseminen mikroa altomenetelmällä on yksinkertainen ja tehokas prosessi. Tätä varten käytetään suunta-antennilaitetta.
Tämän menetelmän haittana on se, ettei päästöjen suuruutta voida mitata.
Erityiset purkaukset muuntajissa
Tehokkaat tehomuuntajat ovat osa sähköjärjestelmiä ja niiden lähelle on asennettu suurjännitelaitteita, joissa voi esiintyä osapurkausta. Niiden signaalit lähetetään ohjattuun muuntajaan eri tavoin.
Jos muuntaja on kytketty ukkoselle alttiisiin ilmajohtoihin, niiden signaalit tallennetaan mitattaessa muuntajan eristyksen osapurkauksen ominaisuuksia.
Kun muuntaja sijaitsee avoimella sähköasemalla, sen ulkoisissa virtaa kuljettavissa osissa esiintyy ajoittain koronapurkausta lämpötilasta, kosteudesta ja muista tekijöistä riippuen.
Kuorman muutos ja muuntajien laitteiden läsnäolo, jotka säätelevät parametrejaan käytön aikana, esimerkiksi laitteet, jotkakuormituksen alaisen käytön säätely johtaa osittaispurkausten ominaisuuksien muutokseen, mikä voi pienentyä tai lisääntyä.
Kaikki nämä tekijät johtavat siihen, että monet muuntajien mittaukset voivat antaa vääristyneen kuvan eristyksen tilasta.
Testattavasta muuntajasta otetut lukemat näkyvät lähellä olevien laitteiden melupulssien päällä.
Tällaisissa tapauksissa on tarpeen käyttää oikein valittua mittaustekniikkaa, jotta voidaan sulkea pois häiriövaikutus vastaanotettuihin tietoihin muuntajien osapurkauksissa.
