O descărcare parțială a izolației: procesul de apariție a descărcărilor parțiale

O descărcare parțială este o descărcare electrică, care are loc într-o porțiune mică a izolației unde intensitatea câmpului electric depășește rezistența defalcare a materialului. Ea poate apărea în golurile în izolația solidă pe suprafața materialului izolator din interiorul bule de gaz în izolația lichidă.

Cauzele descărcărilor parțiale

Conform definiției adoptate de standardele internaționale, este numit de descărcare parțială a descărcării electrice punte la nivel local a izolației pe o porțiune separată a structurii.

Acest proces are loc din cauza ionizarea gazului sau dielectric lichid și poate avea loc la interfața dintre două medii și în interiorul izolației. Apariția și dezvoltarea depinde de tipul de caracteristici dielectrice și structurale ale obiectului de izolare. descărcărilor parțiale în izolația sunt consecința prezenței neomogenități în structura și caracteristicile dielectrice ale tensiunii care acționează pe ea. Astfel de neomogenități pot fi diferite impurități și contaminare, carii de gaz, zona umezirea. Aceste defecte sunt formate în structura de izolare, de obicei, ca urmare a unor perturbații ale procesului de fabricație și în timpul funcționării echipamentului (sub influența solicitărilor mecanice, tulpina, vibrații).

Ce arborescența și formarea lor în structura materialului izolant

Materialul izolant din prezent se formează o structură de cavitate copac - la arborescență. Ramurile dezvoltă ARBORESCENȚĂ descărcărilor parțiale. Sub influența unui câmp și descărcărilor electrice creșterea dendritelor de marime si cantitate, sporind astfel gradul de degradare a materialului polimeric. Dendritele au o conductivitate crescută și poate conduce la distrugerea progresivă a dielectricului.

Deoarece apariția unei descărcări parțiale în mediul gazos necesită tensiune mai mică decât cea pentru un efect similar în materie străină lichidă sau solidă, prezența unor astfel de defecte în izolația poate fi cauza cea mai probabilă a declanșării fracturii materialului. Acest lucru se datorează faptului că cavitatea umplută cu gaz, intensitatea câmpului electric este mai mare decât într-o porțiune solidă sau lichidă și rigidității dielectrice a mediului gazos are o valoare mai mică decât cealaltă fracțiune de izolație.

tipuri de arborescența

origine arborescența electrică formată prin expunerea AC impuls de tensiune, precum și valorile sale foarte mari. În timpul funcționării, aceste valori sunt echipamentul nu provoacă defalcare imediată a izolației, dar poate provoca ionizare a gazului în neregulile. În cazul în care structura materialului nu este suficient de mare pentru mărimea cavităților, dendritele poate crește un timp relativ lung.

Prezența bulelor de mărime crescută conduce la descărcărilor parțiale în timpul funcționării cablului la tensiunea nominală.

arborescențe apei formate în contact cu umezeala în interiorul izolației prin difuziune prin sau microfisuri în material.

Dacă condensarea umezelii în incluziuni, se formează dendrite, după care începe formarea rapidă a acestora și de creștere ca urmare a apariției unor goluri suplimentare. Acest lucru duce la o scădere a rezistenței dielectrice și defalcarea cablului.

Principalele motive pentru degradarea izolare includ atât îmbătrânire electrică datorită descărcărilor parțiale care apar în incluziunile supratensiune în modul de funcționare nominal și îmbătrânire termică a materialului.

Sub influența procesului de descărcare parțială începe defect de izolație, dimensiunea afectate crește zona.

Condiții pentru apariția descărcărilor parțiale depind de forma structurii câmpului electromagnetic izolator și proprietățile electrice ale materialului miezului particular.

descărcărilor parțiale nu conduc în mod obișnuit la prin cădere de izolație, dar provoacă modificări în structura dielectric, un sistem de operare suficient de mult timp poate cauza descompunerea prin stratul izolator. Aspectul lor este întotdeauna un indicator al neomogenitățile dielectrice locale. Caracteristici PD suficient de bun pentru a ne permite să judece gradul de imperfecțiune a structurii de izolare.

Cel mai mare pericol îl prezintă pentru echipamentul cu AC și impuls de tensiune.

fenomene fizice care însoțesc evacuările parțiale în mod izolat

Supraîncălzirea duce la izolare accelera distrugerea acesteia prin creșterea numărului de puncte la care există noi defecte care conduc la o creștere a numărului și volumului de dendrite. Acest lucru duce la o creștere a tensiunii în zona câmpului.

Deversarea electric parțial are asupra efectului de izolare termică și distruge particulele sale încărcate și produse active chimic formate ca urmare a descărcării.

In plus, de descărcare parțială determină apariția naturii pulsatoriu a curenților create de ei în canalele. Când toate defalcare este însoțită de radiații electromagnetice, undele de șoc, flash-uri de lumină și dezintegrarea izolației la nivel molecular.

evacuările parțiale sunt principalele cauze de deteriorare a echipamentului de înaltă tensiune. Motivul este că apariția descărcărilor parțiale este etapa inițială de dezvoltare a majorității defectelor din izolația de înaltă tensiune.

Ca rezultat al acestor procese, condițiile de apariție a cedării izolației.

etapa de descărcare

Atunci când depășește un anumit prag de tensiune setat la un anumit material izolant, poate fi inițiată de evacuările parțiale care nu duc la arderea imediată-izolare, și, prin urmare, poate fi destul de acceptabil. Acestea sunt numite - inițiale.

Mai mult creșterea tensiunii, creșterea dimensiunii și a numărului de incluziuni, printre arborescența în timpul funcționării continue a echipamentului, ceea ce conduce la o creștere bruscă a descărcării parțiale. Aspectul lor reduce drastic durata de depozitare de izolare și poate duce la descompunerea acestuia. Acești biți sunt numite critice.

Efectul de biți în structura echipamentului

Unul dintre cele mai importante elemente structurale ale transformatoarelor și mașinilor electrice este izolația înfășurărilor. Acesta este expus continuu la factori distructivi cum ar fi: efectele termice datorate curenților de scurgere prelungite; vibratoare de sarcină datorită funcționării circuitului magnetic (transformator) și un mecanism de antrenare (pentru vehiculele electrice); efectele fluxului de curent pornire și a curenților de scurtcircuit.

Toți acești factori duc la deteriorarea izolației și apariția descărcărilor parțiale. Pentru mașinile electrice este cea mai frecventa cauza de esec, si este pe locul al doilea, după intrarea în eșecul transformatorului deteriorat ca urmare a deteriorării izolației înfășurării.

Care necesită măsurarea descărcărilor

procesele de măsurare care apar în timpul descărcărilor parțiale apar este necesară pentru a fi în măsură să prevină defalcarea izolației și scăderea maximă în intensitate în materialele izolante.

În legătură cu utilizarea cablurilor electrice XLPE în structurile de echipamente de putere, transformatoare de înaltă tensiune, linii aeriene, aveți nevoie pentru a menține în mod constant de control al PD, care afectează siguranța funcționării acestora.

Prevenirea defalcare izolației și metode de încercare

Este necesar să se inspecteze starea materialului izolant în timpul operației pentru a detecta fractura în curs de dezvoltare și pentru a preveni defecțiuni accidentale datorate descărcărilor parțiale pe echipament.

Pentru a controla gradul de defecte de izolare, există echipamente de înaltă tensiune:

• test de înaltă tensiune, echivalent în dimensiune posibilă creștere a acestuia în timpul funcționării. Este necesar să se determine valorile rezistenței dielectrice atunci când o creștere tranzitorie a tensiunii.
• Metode de încercare nedistructive pentru determinarea timpului său de exploatare a resursei.

Acest lucru face posibil de a efectua diagnostic precis pe echipamente sub tensiune fără a afișa arta de serviciu, și, prin urmare, excluderea pierderilor economice.

Metodele de diagnostic PD existente pot detecta un defect în primele stadii ale dezvoltării sale și, prin urmare, pentru a preveni reparații costisitoare sau înlocuirea echipamentelor defecte.

Unele metode permit să localizeze zona de defect, și va fi supus pentru a repara doar părțile deteriorate ale izolației.

Atunci când de înaltă tensiune teste de echipamente, calitatea izolației se deteriorează ca urmare a stresului de impact care depășește de mai multe ori valorile de funcționare.

Metode de diagnosticare pentru detectarea de descărcare parțială permite estimarea cât mai exactă a gradului de eficiență reziduală a echipamentului, fără să exercite acțiuni distructive asupra izolației. Diagnosticul de PD în funcționarea unei pierderi, care este, de obicei, în jurul obiectului care urmează să fie inspectată este un alt echipament, care este sursa de interferență. Aceste semnale nu pot fi diferite în parametrii semnalelor obiectelor dorite, deoarece acestea pot fi evacuările prea parțiale.

De aceea, pentru separarea semnalelor de interferență și evacuarea parțială măsurată, trebuie să măsoare mai întâi semnalele de interferență fără putere asupra obiectului de test, apoi efectuați măsurarea pe ea în funcțiune.

În acest caz, semnalele vor fi înregistrate cantitatea de descărcare parțială și de fond.

Diferența dintre rezultatele acestor măsurători arată o valoare parțială a semnalului de evacuare.

Caracteristica obținută permite evaluarea naturii defectelor și descărcarea în sine.

Metoda PD nu deteriora izolația și este utilizat pe scară largă, deoarece nu utilizează o tensiune mai mare, un efect negativ asupra izolației în procesul de verificare.

Metoda de descărcare electrică

Metoda necesită prezența unui contact cu dispozitive de măsurare a izolației.

Acesta permite definirea unui număr mare de caracteristici de descărcare parțială.

Aceasta este cea mai exactă a tuturor metodelor de măsurare a descărcărilor parțiale.

Metoda de detecție acustică

Această metodă se bazează pe utilizarea microfonului care primește semnale sonore echipament de operare.

Senzori instalate în comutație complexe și alte echipamente de putere și lucreze de la distanță.

Dezavantaj: evacuările parțiale cantități mici nu sunt fixe.

Metoda electromagnetică sau de la distanță

Detectarea descărcărilor parțiale utilizând metoda de frecvențe de microunde este un proces simplu și eficient. În acest scop, directivitate antena dispozitivului.

Dezavantajul acestei metode - incapacitatea de a măsura valorile biților.

Specificitatea evacuărilor în transformatoare

transformatoare de putere puternice sunt piese de rețele și vecinătatea acestora este setat echipamente de înaltă tensiune, în care pot exista evacuări parțiale. Semnalele de la aceste căi diferite ajung la transformator controlat.

Dacă sunteți conectat la liniile de transformare aeriene expuse fulger, semnalele de la acestea vor fi înregistrate în măsurarea caracteristicilor descărcării parțiale în izolația transformatorului.

Când găsirea posturi de transformare în aer liber, pe părțile sale conductive exterioare sunt periodic, în funcție de temperatură, umiditate și alți factori, au loc descărcări corona.

Schimbarea încărcăturii și prezența transformatoarelor dispozitive reglează parametrii acestora în timpul funcționării, de exemplu, dispozitivele de reglare a sarcinii de lucru determină o modificare a caracteristicilor de descărcare parțială, care poate scădea sau crește.

Toți acești factori conduc la faptul că multe dintre măsurătorile pe transformatoare pot afișa o imagine distorsionată a stării izolației.

Citirile sunt luate din transformator de testare se vor suprapune impulsuri de zgomot de la echipamentele din apropiere.

In astfel de cazuri este necesară utilizarea metodei de măsurare potrivite corect pentru a elimina influența zgomotului asupra datelor obținute prin evacuări parțiale în transformatoare.