Čiastočný výboj (PD) v transformátoroch sa týka javu, pri ktorom dochádza k lokalizovanému dielektrickému prierazu v malej časti izolačného systému pod vysokým napätím. Tieto výboje nepremosťujú elektródy, ale vyskytujú sa len v oblastiach so slabou izoláciou. PD je zvyčajne veľmi slabá a nemôže byť detekovaná ľudskými zmyslami, čo si vyžaduje špeciálne meracie zariadenie.
Príčiny čiastočného vybitia v transformátoroch
Príčiny čiastočného výboja v transformátoroch sú mnohostranné a zahŕňajú niekoľko aspektov:
1. Izolačný materiál a štruktúra:
Chyby, ako sú bubliny, nečistoty a praskliny: Tieto chyby zhoršujú izolačné vlastnosti materiálu, čo vedie k čiastočnému vybitiu.
Nižšia dielektrická konštanta bublín: Bubliny znášajú vyššiu intenzitu elektrického poľa v porovnaní s priľahlým izolačným materiálom, vďaka čomu sú náchylnejšie na rozpad a výboj.
Nerozumný návrh izolačnej konštrukcie: Nadmerná medzivrstva alebo intenzita otočného poľa v suchých transformátoroch v dôsledku zlej konštrukcie môže spôsobiť čiastočný výboj.
Ostré hrany a otrepy: Izolačné a kovové komponenty s ostrými hranami alebo ostrapmi môžu spôsobiť lokálnu koncentráciu elektrického poľa a spustiť čiastočný výboj.
2. Prevádzkové faktory:
Dlhodobá prevádzka a kolísanie zaťaženia: Tieto faktory vedú k starnutiu a opotrebovaniu materiálov vnútornej izolácie transformátora, čím sa znižujú ich izolačné vlastnosti a dochádza k čiastočnému vybitiu.
Prepätie: Prepätie v napájacom systéme spôsobené vonkajšími faktormi (ako je blesk) alebo vnútornými faktormi (ako sú spínacie operácie), môže prekročiť prierazné napätie materiálov, čo vedie k čiastočnému vybitiu.
3. Inštalačné a procesné faktory:
Neadekvátne výrobné procesy: Nedostatočná kontrola vákua počas sušenia, nedostatočný čas sušenia a požiadavky na teplotu môžu zanechať zvyškový plyn vo zvitkoch.
Poškodenie inštalácie: Izolácia sa môže poškodiť počas inštalácie alebo dlhé obdobia nečinnosti môžu zvýšiť obsah vlhkosti v izolačných materiáloch a ovplyvniť úroveň vypúšťania.
Nesprávne procesy navíjania a montáže: Úrovne čiastočného vybitia môžu ovplyvniť problémy, ako sú otrepy na vysokonapäťových a nízkonapäťových kábloch alebo nesprávne vzdialenosti počas montáže.
Nebezpečenstvo čiastočného vybitia
Hoci čiastočný výboj v transformátoroch je lokalizovaný a slabý, predstavuje značné dlhodobé nebezpečenstvo, predovšetkým v dôsledku poškodenia izolačných materiálov:
1.Priame poškodenie izolácie: Nepretržitý čiastočný výboj postupne narušuje izoláciu, čo môže časom viesť k úplnému rozpadu. Elektrochemické účinky vytvárajú reaktívne plyny, ako je ozón a oxid dusnatý, čo ďalej koroduje izoláciu.
2. Lokálne vykurovanie: Čiastočný výboj vytvára teplo, ktoré môže zvýšiť lokálnu teplotu dielektrika, dokonca spôsobiť karbonizáciu.
Metódy detekcie čiastočného výboja
Metódy detekcie čiastočného výboja vo všeobecnosti zahŕňajú elektrické, ultrazvukové a chemické techniky:
1. Elektrické metódy: Využívanie osciloskopov, detektorov čiastočného výboja alebo meračov rádiového rušenia na pozorovanie výbojových kriviek alebo úrovní rádiového rušenia.
2. Ultrazvukové metódy: Detekcia ultrazvukových vĺn generovaných výbojom a konverzia týchto vĺn na elektrické signály na analýzu.
3. Chemické metódy: Analýza obsahu a vzorcov variácií rôznych plynov rozpustených v oleji, bežne známa ako „chromatografická analýza“.
Preventívne opatrenia pri čiastočnom prepustení
Aby sa predišlo nebezpečenstvu čiastočného vybitia, je možné prijať niekoľko preventívnych opatrení:
1.Výber kvalitných izolačných materiálov.
2. Pravidelná kontrola a údržba: Včasná výmena zastaraných a silne opotrebovaných komponentov.
3. Inštalácia zariadení na ochranu pred prepätím: Na detekciu a potlačenie podmienok prepätia.
4. Inštalácia zariadení na monitorovanie teploty: Pravidelná kontrola zmien teploty na povrchu transformátora.
Tieto opatrenia účinne zabraňujú a zmierňujú výskyt čiastočných výbojov a zabezpečujú bezpečnú a stabilnú prevádzku transformátorov.
