Частичният разряд (PD) в трансформаторите се отнася до явление, при което възниква локализиран диелектричен пробив в малка част от изолационната система при напрежение с високо напрежение. Тези разряди не свързват електродите, а се появяват само в области със слабост на изолацията. PD обикновено е много слаб и не може да бъде открит от човешките сетива, което изисква специализирано измервателно оборудване.
Причини за частичен разряд в трансформатори
Причините за частичен разряд в трансформаторите са многостранни, обхващащи няколко аспекта:
1. Изолационен материал и структура:
Дефекти като мехурчета, примеси и пукнатини: Тези дефекти влошават изолационните характеристики на материала, което води до частичен разряд.
По-ниска диелектрична константа на мехурчета: Мехурчетата издържат на по-висока сила на електрическото поле в сравнение със съседния изолационен материал, което ги прави по-податливи на разрушаване и разреждане.
Неразумно проектиране на изолационна конструкция: Прекомерната напрегнатост на междинния слой или полето на обръщане в сухи трансформатори поради лош дизайн може да причини частичен разряд.
Остри ръбове и неравности: Изолационни и метални компоненти с остри ръбове или неравности могат да причинят локална концентрация на електрическо поле, предизвиквайки частичен разряд.
2. Оперативни фактори:
Дългосрочна работа и промени в натоварването: Тези фактори водят до стареене и износване на вътрешните изолационни материали на трансформатора, намалявайки техните изолационни свойства и причинявайки частичен разряд.
Пренапрежение: Пренапрежението в енергийната система, причинено от външни фактори (като мълния) или вътрешни фактори (като превключващи операции), може да надвиши напрежението на пробив на материалите, което води до частично разреждане.
3. Инсталация и фактори на процеса:
Неадекватни производствени процеси: Лошият контрол на вакуума по време на сушене, неподходящото време за сушене и температурните изисквания могат да оставят остатъчен газ в намотките.
Повреда на инсталацията: Изолацията може да се повреди по време на монтажа или дългите периоди на бездействие могат да повишат съдържанието на влага в изолационните материали, което да повлияе на нивата на разреждане.
Неправилни процеси на навиване и сглобяване: Проблеми като неравности по проводници за високо и ниско напрежение или неправилни разстояния по време на сглобяване могат да повлияят на нивата на частичен разряд.
Опасности от частично разреждане
Въпреки че частичното разреждане в трансформаторите е локализирано и слабо, то представлява значителни дългосрочни опасности, главно чрез увреждане на изолационните материали:
1.Пряко увреждане на изолацията: Непрекъснатият частичен разряд постепенно разяжда изолацията, което потенциално води до пълно разрушаване с течение на времето. Електрохимичните ефекти произвеждат реактивни газове като озон и азотен оксид, които допълнително разяждат изолацията.
2. Локално парно: Частичният разряд генерира топлина, която може да повиши локалната температура на диелектрика, дори причинявайки карбонизация.
Методи за откриване на частичен разряд
Методите за откриване на частичен разряд обикновено включват електрически, ултразвукови и химически техники:
1. Електрически методи: Използване на осцилоскопи, детектори за частичен разряд или измервателни уреди за радиосмущения за наблюдение на вълните на разряда или нивата на радиосмущения.
2. Ултразвукови методи: Откриване на ултразвукови вълни, генерирани от разряд, и преобразуване на тези вълни в електрически сигнали за анализ.
3. Химични методи: Анализиране на съдържанието и вариационните модели на различни газове, разтворени в масло, известно като "хроматографски анализ".
Превантивни мерки за частично освобождаване от отговорност
За да се избегнат опасностите от частичен разряд, могат да се предприемат няколко превантивни мерки:
1. Избор на висококачествени изолационни материали.
2. Редовна проверка и поддръжка: Навременна подмяна на остарели и силно износени компоненти.
3. Инсталиране на устройства за защита от пренапрежение: За откриване и потискане на условия на пренапрежение.
4. Инсталиране на устройства за следене на температурата: Редовна проверка на температурните промени на повърхността на трансформатора.
Тези мерки ефективно предотвратяват и смекчават появата на частичен разряд, като осигуряват безопасна и стабилна работа на трансформаторите.
