Partial Discharge (PD) i transformatorer refererer til et fenomen der lokalisert dielektrisk sammenbrudd oppstår i en liten del av isolasjonssystemet under høy spenningsspenning. Disse utladningene bygger ikke bro over elektrodene, men forekommer kun i områder med svakheter i isolasjonen. PD er vanligvis svært svak og kan ikke oppdages av menneskelige sanser, og krever spesialisert måleutstyr.
Årsaker til delvis utladning i transformatorer
Årsakene til delvis utladning i transformatorer er mangefasetterte, og omfatter flere aspekter:
1. Isolasjonsmateriale og struktur:
Defekter som bobler, urenheter og sprekker: Disse defektene svekker materialets isolasjonsevne, noe som fører til delvis utladning.
Lavere dielektrisk konstant for bobler: Bobler tåler høyere elektrisk feltstyrke sammenlignet med det tilstøtende isolasjonsmaterialet, noe som gjør dem mer utsatt for sammenbrudd og utladning.
Urimelig design av isolasjonsstruktur: For høy mellomlags- eller svingfeltstyrke i tørrtransformatorer på grunn av dårlig design kan forårsake delvis utladning.
Skarpe kanter og grader: Isolerende og metalliske komponenter med skarpe kanter eller grader kan forårsake lokal elektrisk feltkonsentrasjon, som utløser delvis utladning.
2. Operasjonelle faktorer:
Langsiktig drift og lastvariasjoner: Disse faktorene fører til aldring og slitasje på transformatorens innvendige isolasjonsmaterialer, reduserer deres isolasjonsegenskaper og forårsaker delvis utladning.
Overspenning: Overspenning i kraftsystemet, forårsaket av eksterne faktorer (som lyn) eller interne faktorer (som koblingsoperasjoner), kan overstige sammenbruddsspenningen til materialer, og føre til delvis utladning.
3. Installasjons- og prosessfaktorer:
Mangelfulle produksjonsprosesser: Dårlig vakuumkontroll under tørking, utilstrekkelig tørketid og temperaturkrav kan etterlate restgass i spolene.
Installasjonsskader: Isolasjonen kan bli skadet under installasjonen, eller lange tomgangsperioder kan øke fuktighetsinnholdet i isolasjonsmaterialene og påvirke utslippsnivåene.
Feil vikling og monteringsprosesser: Problemer som grader på høy- og lavspentledninger eller uriktige avstander under montering kan påvirke partielle utladningsnivåer.
Farer ved delvis utladning
Selv om delvis utladning i transformatorer er lokalisert og svak, utgjør den betydelige langsiktige farer, først og fremst gjennom skade på isolasjonsmaterialer:
1.Direkte skade på isolasjonen: Kontinuerlig delvis utladning eroderer gradvis isolasjonen, noe som kan føre til fullstendig sammenbrudd over tid. Elektrokjemiske effekter produserer reaktive gasser som ozon og nitrogenoksid, og korroderer isolasjonen ytterligere.
2. Lokal oppvarming: Delvis utladning genererer varme, som kan øke den lokale temperaturen til dielektrikumet, til og med forårsake karbonisering.
Deteksjonsmetoder for delvis utladning
Deteksjonsmetoder for delvis utladning inkluderer vanligvis elektriske, ultralyd- og kjemiske teknikker:
1. Elektriske metoder: Bruk av oscilloskop, detektorer for delvis utladning eller radiointerferensmålere for å observere utladningsbølgeformer eller radiointerferensnivåer.
2. Ultralydmetoder: Oppdage ultralydbølger generert av utladning og konvertere disse bølgene til elektriske signaler for analyse.
3. Kjemiske metoder: Analysere innholdet og variasjonsmønstrene til forskjellige gasser oppløst i olje, vanligvis kjent som "kromatografisk analyse."
Forebyggende tiltak for delvis utslipp
For å unngå farene ved delvis utslipp, kan flere forebyggende tiltak tas:
1. Velge isolasjonsmaterialer av høy kvalitet.
2. Regelmessig inspeksjon og vedlikehold: Rettidig utskifting av gamle og sterkt slitte komponenter.
3. Installere overspenningsbeskyttelsesenheter: For å oppdage og undertrykke overspenningsforhold.
4. Installere temperaturovervåkingsenheter: Kontroller regelmessig temperaturendringer på transformatorens overflate.
Disse tiltakene forhindrer og reduserer effektivt forekomsten av delvis utladning, og sikrer sikker og stabil drift av transformatorer.
