Какво е тест за частично разреждане в трансформатор?

1. Какво е частично разреждане (PD)?

За да разберете теста, първо трябва да разберете явлението, което открива.

Определение: Частичният разряд е локализиран електрически разряд, който само частично свързва изолацията между проводниците. Може да се появи в кухини (газови джобове) в твърда изолация, на границите между различни изолационни материали или в мехурчета в течна изолация (масло).

Проблемът, който причинява: Въпреки че всеки отделен PD е много малка искра, той разяжда изолацията с течение на времето. Енергията от тези разряди разрушава химическите връзки в изолационния материал (хартия, масло, смола) чрез:

Термичен стрес: Топлина от искрата.

Химическо разграждане: Произвеждане на озон и азотиста киселина (във въздуха) или водород и метан (в маслото).

Физическа ерозия: Буквално изгаряне на малки ями в материала.
Тази бавна, кумулативна повреда прогресивно отслабва изолацията, докато вече не може да издържи на електрическото напрежение, което води до пълно пробиване (повреда) и катастрофална повреда на трансформатора.

2. Защо PD тестът е толкова важен?

Ранно откриване на неизправности: Това е един от най-чувствителните тестове за откриване на начални (развиващи се) неизправности в изолационната система на много ранен етап, често години преди повреда.

Предотвратява катастрофални повреди: Чрез ранно идентифициране на слаба изолация поддръжката или ремонтът могат да бъдат планирани проактивно, като се избягват непланирани прекъсвания, скъпи ремонти и потенциални опасности за безопасността.

Осигуряване на качеството: Това е задължителен рутинен тест за нови трансформатори, преди да напуснат фабриката, като се гарантира, че отговарят на най-високите стандарти за качество и нямат големи производствени дефекти.

Оценява състоянието по време на обслужване: За трансформатори в полеви условия периодичното PD тестване е ключова част от-базирана на състоянието програма за поддръжка, която помага да се определи оставащият живот и необходимостта от обработка на маслото или-изсушаване.

3. Как работи тестът за частичен разряд?

Тестът се извършва чрез прилагане на напрежение, по-високо от нормалното работно напрежение на трансформатора към неговите намотки, но по-ниско от неговото изпитателно напрежение на мощност-честота. Целта е изолацията да се натовари достатъчно, за да възбуди всички съществуващи дефекти, без да причинява нови щети.

Основният принцип е, че когато се появи PD, той генерира три измерими явления почти едновременно:

Електрически импулси: Много бърз, малък-токов импулс (наносекунди до микросекунди) протича в тестовата верига.

Електромагнитни вълни: Импулсът излъчва електромагнитна енергия, включително радиочестотни (RF) сигнали.

Акустични вълни: Малката искра създава ултразвуково „щракване“ или звукова вълна в резервоара на трансформатора.

Настройката на теста включва:

Източник-на високо напрежение: За захранване на трансформатора.

Свързващ кондензатор: Осигурява път с нисък-импеданс за PD импулсите, които трябва да бъдат измерени.

PD детектор/система за измерване: усъвършенстван инструмент, който улавя, филтрира и анализира импулсите.

Сензори: Те могат да бъдат:

Електрически сензори: За директно измерване на токовите импулси.

Високо{0}}честотни токови трансформатори (HFCT): Захванати около заземяващата връзка, за да улавят RF сигналите.

Свръх{0}}високочестотни (UHF) сензори: Антени, поставени вътре в трансформатора (чрез маслени клапани) или отвън за откриване на електромагнитни вълни в диапазона GHz. Това е много популярно, тъй като е имунизирано срещу външен електрически шум.

Сензори за акустична емисия (AE): Микрофони, поставени от външната страна на резервоара на трансформатора, за да "слушат" ултразвуковите звуци на PD. Това е отлично за локализиране на източника на PD.

4. Ключови измервания и интерпретация

PD детекторът не открива само наличието на разряд; той го определя количествено с няколко ключови параметъра:

Привиден заряд (q): Най-важното количество. Изразява се в пикокулони (pC). Тъй като действителният разряд е вътре в изолацията и не може да бъде измерен директно, "привидният заряд" е калибрирана мярка на заряда, който, ако се инжектира мигновено между клемите на трансформатора, ще има същия ефект като вътрешния PD. По-ниските стойности са по-добри.

Начално напрежение на PD (PDIV): Напрежението, при което PD започват да се появяват за първи път, когато тестовото напрежение се повиши.

PD Extinction Voltage (PDEV): Напрежението, при което PD престават, когато тестовото напрежение се понижи.

Тълкуване: Инженерите не търсят само наличието на PD; те анализират модела, големината (в pC) и фазовата връзка на импулсите. Различни типове дефекти (кухини, повърхностни разряди, плаващи компоненти) произвеждат уникални "пръстови отпечатъци" върху формата на вълната на напрежението.

Стандарти и допустими граници

Международните стандарти (като IEC 60270) определят тестовите процедури и приемливите нива на PD. За нов трансформатор типичният критерий за приемане е, че нивото на PD при определено изпитвателно напрежение не трябва да надвишава ****

100 pC до 500 pC

, като 100 pC е обичайна и много стриктна граница за-оборудване с високо напрежение. За трансформатори в експлоатация по-високи нива могат да бъдат толерирани с план за наблюдение и намеса.