Mi az a részleges kisülési teszt a transzformátorban?

1. Mi az a részleges kisülés (PD)?

A teszt megértéséhez először meg kell értenie az észlelt jelenséget.

Definíció: A részleges kisülés olyan helyi elektromos kisülés, amely csak részben hidalja át a vezetők közötti szigetelést. Előfordulhat a szilárd szigetelésen belüli üregekben (gázzsebekben), a különböző szigetelőanyagok határain, vagy a folyékony szigetelésen (olaj) belüli buborékokban.

Az általa okozott probléma: Bár minden egyes PD nagyon kicsi szikra, idővel erodálja a szigetelést. Az ezekből a kisülésekből származó energia lebontja a kémiai kötéseket a szigetelőanyagban (papír, olaj, gyanta):

Hőfeszültség: A szikrából származó hő.

Kémiai lebomlás: ózon és salétromos savak (levegőben) vagy hidrogén és metán (olajban) képződése.

Fizikai erózió: Szó szerint elégeti az apró gödröket az anyagban.
Ez a lassú, halmozott károsodás fokozatosan gyengíti a szigetelést, amíg az már nem képes ellenállni az elektromos igénybevételnek, ami teljes defekthez (lebontáshoz) és a transzformátor katasztrofális meghibásodásához vezet.

2. Miért olyan fontos a PD-teszt?

Korai hibafelismerés: Ez az egyik legérzékenyebb teszt a szigetelési rendszer kezdődő (kifejlődő) hibáinak nagyon korai szakaszában, gyakran évekkel a meghibásodás előtt történő észlelésére.

Megakadályozza a katasztrofális meghibásodásokat: A gyenge szigetelés korai felismerésével a karbantartás vagy a javítás proaktívan ütemezhető, elkerülve a nem tervezett leállásokat, a drága javításokat és a potenciális biztonsági veszélyeket.

Minőségbiztosítás: Ez egy kötelező rutin teszt az új transzformátorok számára, mielőtt elhagyják a gyárat, biztosítva, hogy megfeleljenek a legmagasabb minőségi előírásoknak, és mentesek legyenek a jelentősebb gyártási hibáktól.

Felméri az állapotot a szervizelés során: A terepen használt transzformátorok esetében az időszakos PD-teszt az állapot{0}}alapú karbantartási program kulcsfontosságú része, amely segít meghatározni a hátralévő élettartamot, valamint az olajfeldolgozás vagy -szárítás szükségességét.

3. Hogyan működik a részleges kisülési teszt?

A tesztet úgy hajtják végre, hogy a transzformátor normál üzemi feszültségénél nagyobb feszültséget kapcsolnak a tekercseire, de alacsonyabb, mint a teljesítmény{0}}frekvencia-ellenállási tesztfeszültség. A cél az, hogy a szigetelést annyira megterheljük, hogy a meglévő hibákat gerjesztjük anélkül, hogy újabb károkat okoznánk.

Az alapelv az, hogy amikor a PD fellép, az három mérhető jelenséget generál szinte egyidejűleg:

Elektromos impulzusok: Nagyon gyors, kis{0}}áramimpulzus (nanoszekundumtól mikroszekundumig) folyik a tesztáramkörben.

Elektromágneses hullámok: Az impulzus elektromágneses energiát bocsát ki, beleértve a rádiófrekvenciás (RF) jeleket.

Akusztikus hullámok: Az apró szikra ultrahangos "kattanást" vagy hanghullámot hoz létre a transzformátor tartályában.

A tesztbeállítás a következőket tartalmazza:

Nagy{0}}feszültségű forrás: A transzformátor feszültség alá helyezéséhez.

Csatolókondenzátor: Alacsony{0}}impedancia utat biztosít a mérendő PD impulzusokhoz.

PD detektor/mérőrendszer: Kifinomult műszer, amely rögzíti, szűri és elemzi az impulzusokat.

Érzékelők: Ezek lehetnek:

Elektromos érzékelők: Az áramimpulzusok közvetlen mérésére.

Nagy-frekvenciás áramtranszformátorok (HFCT): A földelési csatlakozó körül rögzítve az RF jeleket.

Ultra-nagyfrekvenciás (UHF) érzékelők: A transzformátor belsejében (olajszelepeken keresztül) vagy kívül elhelyezett antennák a GHz-es tartományban lévő elektromágneses hullámok érzékelésére. Ez nagyon népszerű, mivel immunis a külső elektromos zajokra.

Akusztikus emissziós (AE) érzékelők: A transzformátor tartályának külső oldalán elhelyezett mikrofonok „hallgatják” a PD ultrahangos hangjait. Ez kiválóan alkalmas a PD forrásának meghatározására.

4. Főbb mérések és értelmezések

A PD detektor nem csak a kisülés jelenlétét érzékeli; számos kulcsparaméterrel számszerűsíti:

Látszólagos töltés (q): A legfontosabb mennyiség. PicoCoulomb-ban (pC) fejezzük ki. Mivel a tényleges kisülés a szigetelésen belül van, és nem mérhető közvetlenül, a "látszólagos töltés" a töltés kalibrált mértéke, amely a transzformátor kapcsai közé azonnal befecskendezve ugyanolyan hatással lenne, mint a belső PD. Az alacsonyabb értékek jobbak.

PD Inception Voltage (PDIV): Az a feszültség, amelyen a PD-k először megjelennek a tesztfeszültség emelésekor.

PD kioltási feszültség (PDEV): Az a feszültség, amelynél a PD-k megszűnnek, amikor a tesztfeszültség csökken.

Értelmezés: A mérnökök nem csak a PD jelenlétét keresik; elemzik az impulzusok mintázatát, nagyságát (pC-ben) és fázisviszonyát. A különböző típusú hibák (üregek, felületi kisülések, lebegő alkatrészek) egyedi "ujjlenyomatokat" hoznak létre a feszültség hullámformáján.

Szabványok és elfogadható határok

A nemzetközi szabványok (például az IEC 60270) meghatározzák a vizsgálati eljárásokat és az elfogadható PD-szinteket. Egy új transzformátor esetében a tipikus elfogadási feltétel az, hogy a PD szint meghatározott tesztfeszültség mellett ne haladja meg a ****

100 pC és 500 pC között

, ahol a 100 pC a nagyfeszültségű berendezések általános és nagyon szigorú határértéke-. Az üzemben lévő transzformátorok esetében a felügyeleti és beavatkozási tervvel magasabb szintek is elviselhetők.