Делумно празнење кај трансформатори потопени во масло: Природа и вообичаени причини за прекумерни нивоа на PD

01 Вовед

Делумно празнење (PD) во масло потопено Трансформатори за енергија останува глобално признат предизвик во индустријата за трансформатори. Бројни производители претрпеа значителни загуби поради дефекти поврзани со PD.

Надминувања на PD може да се појават за време на фабричко тестирање, инспекции од трети страни или на локациите на клиентите. Лоцирањето на изворите на PD често е како „наоѓање игла во пласт сено“, што доведува до преработка што трае со денови или дури месеци, предизвикувајќи значителни загуби во квалитетот за производителите или крајните корисници.

Затоа, научното дијагностицирање и брзото идентификување на причините за прекумерна Паркинсонова болест е од клучно значење.

02 Дефиниција и природа

Иако не постои официјална дефиниција, авторот ја дефинира Паркинсоновата болест како:
[Празнење што се јавува на локализирани позиции во рамките на трансформаторот, а кое сè уште не предизвикало моментално дефект на изолацијата или прелевање.]

Сценаријата за Паркинсонова болест варираат во голема мера, но имаат заедничка суштина:
[Структурните, материјалните или производствените дефекти во изолациониот систем предизвикуваат локализирано нарушување на електричното поле што ја надминува диелектричната јачина во таа точка, што резултира со повторувачко, микроскално, непродорно јонизирачко распаѓање.]

Накратко, природата на PD лежи во локализирана концентрација на електрично поле што ја надминува јачината на почетното поле на PD.

03 Примарни причини

Врз основа на PD механизмите, секој фактор што предизвикува прекумерни локализирани електрични полиња може да предизвика надминувања на PD.

3.1 Локации на PD
ПД може да потекнува од:

Вдлабнатини

 

OLTC/DETC менувачи на славини

 

Лидови

 

Намотки

 

Компоненти за заземјување

 

Изолациски површини/внатрешни дефекти

 

Трансформаторско масло

Најранливи места:Воздушни празнини во цврста изолација или гасни меурчиња во масло.
Причина:Под напонски стрес, интензитетот на електричното поле е обратно пропорционален на диелектричната константа (ε).

Хартиена изолација ε ≈ 4,4

 

Воздушни празнини ε ≈ 2,0
→ Воздушните празнини доживуваат ≈2,2× поголема јачина на полето.
Со ниска отпорност на распаѓање (Наизменична струја ≈2kV/mm), празнините/меурчињата стануваат слаби точки за иницијација на Паркинсонова болест.

3.2 Видови на PD
Вообичаени типови на Паркинсонова болест кај Трансформатор потопен во маслос:

Испуштање на гасни меурчиња

 

Испуштање предизвикано од влага(влажна изолација)

 

Остро празнење на електродата(врвови за високонапонска/заземјувачка електрода)

 

Пловечко потенцијално празнење

 

Испуштање на масло во облик на клин

 

Испуштање од метални/загадувачки честички

 

Лепливи дефекти(прекумерно/лепило со слаб квалитет во стегачките плочи/крајните прстени)

Клучен увид:

Надминувањата на PD ретко се поврзани со дизајнот (≈0,5% веројатност).
95%+ произлегуваат од дефекти во материјалот, процесот или производството.

Образложение:Кога пренапоните (LI, LIC, SI, LTAC) се претвораат во еквивалентен 1-минутен отпорен напон на моќност-фреквенција (DIL конверзија), сите го надминуваат PD тестниот напон (IVPD). Главната/лонгитудиналната изолација е дизајнирана за сценарио со највисок пренапон.

Не.	PD тип	Локација	Механизам	Чести случаи
1	Остро празнење на електродата	Делови за стегање, резервоар, подигнувачка чаура, оловни кримпинг терминали	Мал радиус на закривеност → висока густина на полнеж → екстремна концентрација на поле	Незаштитени завртки во близина на високонапонски електроди; остри рабови на магнетна заштита
2	Меурчиња од гас/празнина	Меурчиња во масло / празнини во цврста изолација	Ниска диелектрична константа (ε≈1) → висок напон на полето + мала јачина на распаѓање (2kV/mm)	Нецелосен вакуум; брзо полнење со масло; прекумерно/слабо лепило во крајните прстени/изедначувачки сфери
3	Испуштање предизвикано од влага	Намотки, изолација на јадрото, кабли	Влагата ја намалува диелектричната јачина за 60-70%	Несоодветно сушење на јадрото; прекумерна изложеност на амбиентален воздух за време на склопувањето
4	Пловечко потенцијално празнење	Пресборник, оловни потпори, магнетни шантови	Акумулација на полнеж → ненадеен импулс на празнење	Незаземјена магнетна заштита; слабо поврзани електростатски прстени
5	Испуштање на загадувачи	Вода/влакна/метални честички во масло	Искривувањето на полето + водата го зголемува напрегањето на полето 2,9×	Несоодветна филтрација на масло; контаминирано јадро; навлегување на влага

04 Перспектива

Разбирањето на вообичаените типови на Паркинсонова болест, механизми, локации и студии на случаи е од суштинско значење за целно решавање на проблеми.

Во комбинација со принципите на поврзување на трансформаторот, структурниот дизајн, карактеристиките на PD брановите форми, локализацијата на поларитетот и дијагностичките тестови, ова знаење овозможува брза идентификација на основната причина и ги минимизира загубите во квалитетот.