Делумно празнење во изолација: процесот на делумно празнење

Делумно празнење е електрично празнење кое се јавува во мала област на изолација, каде што јачината на електричното поле ја надминува јачината на разградување на материјалот. Тоа може да се случи во празнини во цврстата изолација, по површината на изолациониот материјал, внатре во гас меурчиња во течна изолација.

Причините за делумно испуштање

По дефиниција, прифатена со меѓународните стандарди, делумно ослободување се нарекува електричен испуст, локално ја избегнува изолацијата на посебен дел од структурата.

Овој процес произлегува од јонизација на гас или течен диелектрик и може да се појави на интерфејсот помеѓу два медиуми и внатре во изолацијата. Потеклото и развојот зависи од типот на диелектрик и структурните карактеристики на изолацијата на објектот. Делумните испуштања во изолацијата се последица на присуството на нехомогености во структурата на диелектрикот и на карактеристиките на напонот што делува на него. Таквите хетерогености можат да бидат разни надворешни нечистотии и загадувачи, гасовити шуплини, зони за увлажнување. Ваквите дефекти се формираат во структурата на изолацијата, како по правило, како резултат на нарушување во процесот на неговото производство и во работењето на опремата (под влијание на механички влијанија, деформации, вибрации).

Кои се триандите и нивното формирање во структурата на изолациониот материјал

Во изолациониот материјал се формира структура слична на дрво од празнината што се наоѓа во него, три-ин. Делумни испуштања се развиваат во гранките на триандите. Под влијание на електричното поле и испуштања, триандите се зголемуваат во големината и количеството, со што се зголемува степенот на деградација на полимерниот материјал. Дендритите имаат зголемена спроводливост и доведуваат до прогресивно уништување на диелектрикот.

Бидејќи празнењето на делумно празнење во гасовит медиум бара напон понизок отколку за било каков ефект во течноста или со солидна странска инклузија, присуството на такви дефекти во изолацијата може да биде најверојатната причина за почетокот на уништувањето на овој материјал. Ова се случува како резултат на фактот дека во шуплина наполнета со гас јачината на електричното поле е повисока отколку во цврста или течна област, а електричната јачина на гасовитиот медиум има пониска вредност од другите фракции на изолација.

Видови на триење

Електрично индуцираните триандови се формираат со дејство на наизменични и импулсни напони, како и при многу високи вредности. За време на работата на опремата, овие вредности не предизвикуваат непосреден прекин на изолацијата, но може да предизвикаат јонизација на гасот со неодходни карактеристики. Ако структурата на материјалот нема доволно големи шуплини, дендритите може да се развијат релативно долго време.

Присуството на меури со зголемена големина доведува до појава на делумни празнења кога кабелот работи на номиналниот напон.

Водовите се формираат кога влагата влегува во внатрешноста на изолацијата како резултат на дифузија или преку микротречини во материјалот.

Кога се кондензира влагата во подмножествата, се формираат дендрити, по што нивното интензивно формирање и раст започнува поради појавата на дополнителни празнини. Ова доведува до намалување на диелектричната јачина и до дефект на кабелот.

Главните причини за деградација на изолацијата вклучуваат и електрично стареење поради делумни празнења кои се појавуваат во подмножества при пренапон и во номинален работен режим, како и термичко стареење на материјалот.

Под влијание на парцијални испуштања започнува процесот на уништување на изолацијата, се зголемува големината на погодената област.

Условите за појава на делумни празнења зависат од обликот на електромагнетното поле на изолационата конструкција и електричните својства на одредена зона на материјал.

Делумните испуштања обично не доведуваат до прекумерна деформација на изолацијата, туку се причина за промени во структурата на диелектрикот, и ако системот работи подолго време, може да предизвика дефект на изолациониот слој. Нивната појава секогаш укажува на локална неомогеност на диелектрикот. Карактеристиките на делумните празнења се доволно добри за да се процени степенот на дефект на изолационата структура.

Најголемата опасност што ја претставуваат кога опремата работи на наизменичен и импулсен напон.

Физички појави кои придружуваат делумни испуштања во изолација

Прегревањето на изолацијата доведува до забрзување на процесот на негово уништување поради зголемување на бројот на поени во кои се појавуваат нови дефекти, што доведува до зголемување на количината и обемот на дендритите. Ова води до зголемување на интензитетот на полето во оваа област.

Делумно електрично празнење има термички ефект врз изолацијата, а исто така го уништува со наполнети честички и реактивни производи формирани како резултат на испуштањето.

Покрај тоа, делумните празнења предизвикуваат создавање импулсни струи во каналите создадени од нив. Во случај на дефект, сето ова е придружено со електромагнетно зрачење, ударни бранови, светлосни блесоци и распаѓање на изолацијата на молекуларно ниво.

Делумните испуштања се меѓу главните причини за оштетување на високонапонската опрема. Ова се објаснува со фактот дека појавата на парцијални испуштања е почетната фаза на развој на повеќето дефекти во високонапонската изолација.

Како резултат на овие процеси се создаваат услови за појава на дефект на изолацијата.

Фазите на испуштања

Ако се надмине одреден напонски праг за одреден изолациски материјал, во него може да се иницираат парцијални испуштања, што не доведува до итна изгорена изолација и затоа може целосно да се толерира. Го добија името - почетна.

Понатамошно зголемување на напонот, зголемување на големината и бројот на подмножества, број на триење во процесот на континуирано работење на опремата доведува до нагло зголемување на интензитетот на делумни празнења. Нивната појава драматично го намалува рокот на траење на изолацијата и може да доведе до негово распаѓање. Таквите испуштања се нарекуваат критични.

Влијание на испуштањата во структурата на опремата

Еден од главните елементи на дизајнот на трансформатори и електрични машини е изолацијата на намотките. Постојано е предмет на такви деструктивни фактори како: термички ефекти поради пролонгиран проток на струења; Вибрациски оптоварувања поради магнетното коло (за трансформатори) и погонскиот механизам (за електрични машини); Последици од истекување на почетните струи и струи на куса врска.

Сите овие фактори доведуваат до оштетување на изолацијата и појава на делумни празнења. За електрични машини, ова е најчеста причина за неуспех, а за трансформаторите, неуспехот како резултат на оштетување на изолацијата на намотките е втор само за оштетување на влезовите.

Зошто треба да се измери испуштањата

Мерењето на процесите што се случуваат кога се случуваат делумни празнења е неопходно за да се добие можноста за спречување на распаѓањето на изолацијата и максималното намалување на нивниот интензитет во изолационите материјали.

Во врска со употребата на XLPE изолација во изградбата на енергетски кабли, електрична опрема, високонапонски трансформатори, надземни преносни линии, неопходно е постојано да се следат делумните испуштања кои влијаат врз безбедноста на нивното работење.

Превенција на дефекти на изолацијата и методи за тестирање

Неопходно е да се провери состојбата на изолациониот материјал за време на операцијата, со цел да се детектираат фрактурите што се развиваат и да се спречат неуспеси при итни случаи поради делумни празнења на опремата.

За контрола на степенот на дефект на изолацијата на високонапонската опрема, постојат:

• Тестови со зголемен напон, еквивалентен по големина до нејзиното можно зголемување за време на операцијата. Ова е потребно за да се утврдат вредностите на електричната јачина на изолацијата за време на краткорочни напонски зголемувања.
• Недеструктивни методи на тестирање за одредување на временскиот ресурс на неговото функционирање.

Ова овозможува да се спроведе сигурна дијагностика на оперативната опрема, без отстранување на опремата од работењето, и оттука, со исклучок на економски загуби.

Постоечките методи за дијагностицирање на делумни празнења можат да детектираат дефект во раните фази на нејзиниот развој и со тоа да спречат скапи поправки или замена на неуспешната опрема.

Некои методи овозможуваат локализација на дефектната област, а само оштетените области на изолација ќе бидат предмет на поправка.

При тестирање на опремата со висок напон, квалитетот на изолацијата се влошува како резултат на притисоците неколкупати повисоки од работните вредности.

Дијагностичките методи за откривање на делумни празнења овозможуваат најточна проценка на степенот на резидуалната изведба на опремата без да предизвикаат деструктивен ефект врз неговата изолација. Дијагностиката на делумните празнења за време на операцијата е комплицирана од фактот дека вообичаено околу објектот што се проверува е друга опрема која е извор на пречки. Овие сигнали може да не се разликуваат во параметрите од сигналите на посакуваниот објект, бидејќи тие исто така можат да бидат делумни испуштања.

Затоа, за да ги одделите сигналите за мешање и измерениот делумен празнење, прво мора да ги измените сигналите за пречки со прекинот на напонот на тестираниот објект, а потоа да го измените во режимот на работа.

Во овој случај, збирот на сигналите за делумно празнење и позадината ќе биде снимен.

Разликата во резултатите од овие мерења ќе ја покаже вредноста на делумниот празнечки сигнал.

Добиените карактеристики овозможуваат да се процени карактерот на дефектите и самиот исцедок.

Методот на делумно празнење не е штетен за изолацијата и е широко користен, бидејќи тестот не користи зголемен напон, што негативно влијае на изолацијата.

Метод на електрично празнење

Методот бара присуство на контакт на мерни инструменти со изолација.

Тоа овозможува да се одреди голем број на карактеристики на делумно ослободување.

Ова е најточна од сите методи за мерење на делумни празнења.

Метод на акустична снимка

Овој метод се базира на употребата на микрофони кои примаат аудио сигнали од оперативната опрема.

Сензорите се инсталирани во сложени постројки и друга електрична опрема и работат од далечина.

Недостаток: делумните испуштања од мала големина не се фиксни.

Електромагнетна или далечинска метода

Откривањето на делумните испуштања користејќи микробранова метода е едноставен и ефективен процес. За ова, се користи насочен антена.

Недостаток на овој метод е неможноста за мерење на големината на испуштањата.

Специфичност на испуштањата во трансформатори

Моќните енергетски трансформатори се дел од електроенергетските системи, а во нив се инсталира високонапонска опрема, во која може да постојат делумни празнења. Сигналите од нив доаѓаат на различни начини на следениот трансформатор.

Ако надземните далноводи подложени на молња празнења се поврзани со трансформаторот, сигнали од нив ќе бидат забележани при мерење на парцијалните празнење карактеристики во изолација на трансформаторот.

Кога трансформаторот се наоѓа на отворена трафостаница, коронските празнења се случуваат периодично на неговите надворешни делови, во зависност од температурата, влажноста и другите фактори.

Промената на товарот и присуството во трансформаторите на уреди кои ги регулираат нивните параметри за време на работа, на пример, уредите кои ја регулираат работата под оптоварување, доведуваат до промена на карактеристиките на парцијалните празнења, кои можат да се намалат или зголемат.

Сите овие фактори доведуваат до фактот дека многу мерења на трансформаторите може да покажат искривена слика за состојбата на изолацијата.

Читањата од трансформаторот што се тестираат ќе бидат импулси на мешање од работата на блиската опрема.

Во такви случаи, неопходно е да се користи правилно избраната мерна техника за да се исклучи влијанието на интерференција врз добиените податоци за парцијалните испуштања во трансформаторите.