Делимично пражњење у трансформаторима уроњеним у уље: Природа и уобичајени узроци прекомерних нивоа делимичног пражњења

01 Увод

Делимично пражњење (PD) у уљним бочицама Трансформатори снаге остаје глобално препознат изазов у ​​индустрији трансформатора. Бројни произвођачи су претрпели значајне губитке због кварова повезаних са частим парама.

Прекорачења ПД могу се десити током фабричких испитивања, инспекција треће стране или на локацијама купаца. Лоцирање извора ПД је често као „тражење игле у пласту сена“, што доводи до преправки које трају данима или чак месецима, узрокујући значајне губитке квалитета за произвођаче или крајње кориснике.

Стога је научно дијагностиковање и брзо идентификовање узрока прекомерне Паркинсонове болести кључно.

02 Дефиниција и природа

Иако не постоји званична дефиниција, аутор дефинише ПД као:
[Пражњење које се јавља на локализованим позицијама унутар трансформатора, а које још није изазвало тренутни пробој изолације или пребој.]

ПД сценарији се веома разликују, али имају заједничку суштину:
[Структурни, материјални или производни дефекти у изолационом систему узрокују локализовано изобличење електричног поља које прелази диелектричну чврстоћу у тој тачки, што резултира понављајућим, микроскопским, непродорним јонизационим пробојем.]

Укратко, природа частичног поремећаја лежи у локализованој концентрацији електричног поља која прелази јачину почетног поља частичног поремећаја.

03 Примарни узроци

На основу механизама частичног поремећаја, сваки фактор који изазива прекомерна локализована електрична поља може изазвати прекорачења частичног поремећаја.

3.1 Локације ПД
ПД може потицати од:

Чауре

 

OLTC/DETC мењачи одвода

 

Потенцијални клијенти

 

Намотаји

 

Компоненте за уземљење

 

Изолационе површине/унутрашњи дефекти

 

Трансформаторско уље

Најрањивија места:Ваздушне шупљине у чврстој изолацији или мехурићи гаса у уљу.
Разлог:Под напоном, интензитет електричног поља је обрнуто пропорционалан диелектричној константи (ε).

Папирна изолација ε ≈ 4,4

 

Ваздушне шупљине ε ≈ 2,0
→ Ваздушне шупљине имају ≈2,2× већу јачину поља.
Са ниском чврстоћом на пробој (AC ≈2kV/mm), шупљине/мехурићи постају слабе тачке за покретање ПД.

3.2 Врсте ПД
Уобичајене врсте ПД у Трансформатор уроњен у уљес:

Пражњење гасних мехурића

 

Пражњење изазвано влагом(изолација од влаге)

 

Оштро пражњење електроде(врхови високонапонских/уземљивачких електрода)

 

Плутајући потенцијал пражњења

 

Клинасто обликовано пражњење уљног отвора

 

Испуштање металних/контаминантних честица

 

Дефекти лепка(прекомерно/лошег квалитета лепка у стезним плочама/завршним прстеновима)

Кључни увид:

Прекорачења PD вредности ретко су повезана са пројектовањем (вероватноћа ≈0,5%).
Више од 95% потиче од грешака у материјалу, процесу или производњи.

Образложење:Када се пренапони (LI, LIC, SI, LTAC) конвертују у еквивалентни 1-минутни издржљиви напон мрежне фреквенције (DIL конверзија), сви прелазе напон испитивања пренапона (IVPD). Главна/уздужна изолација је пројектована за сценарио највишег пренапона.

Не.	Тип ПД	Локација	Механизам	Уобичајени случајеви
1	Оштро пражњење електроде	Стезни делови, резервоар, успонска чаура, терминали за кримповање жица	Мали радијус закривљености → велика густина наелектрисања → екстремна концентрација поља	Незаштићени вијци близу високонапонских електрода; оштре ивице на магнетном штиту
2	Испуштање гасних мехурића/празнине	Мехурићи у уљу / шупљине у чврстој изолацији	Ниска диелектрична константа (ε≈1) → високо пољско напрезање + ниска пробојна чврстоћа (2kV/mm)	Непотпун вакуум; брзо пуњење уљем; прекомерно/лоше лепило у крајњим прстеновима/изједначујућим сферама
3	Пражњење изазвано влагом	Намотаји, изолација језгра, водичи	Влага смањује диелектричну чврстоћу за 60-70%	Недовољно сушење језгра; прекомерно излагање околном ваздуху током монтаже
4	Плутајуће потенцијално пражњење	Пресована плоча, носачи олова, магнетни шантови	Акумулација наелектрисања → изненадни импулс пражњења	Неуземљена магнетна заштита; лоше повезани електростатички прстенови
5	Испуштање загађивача	Вода/влакна/металне честице у уљу	Дисторзија поља + вода повећава напрезање поља 2,9×	Неадекватна филтрација уља; контаминирано језгро; продор влаге

04 Изгледи

Разумевање уобичајених типова, механизама, локација и студија случаја ПП је неопходно за циљано решавање проблема.

У комбинацији са принципима повезивања трансформатора, структурним дизајном, карактеристикама таласног облика частичатог поремећаја, локализацијом поларитета и дијагностичким тестовима, ово знање омогућава брзу идентификацију узрока и минимизира губитке квалитета.