Dalinė iškrova yra elektros iškrova, atsirandanti mažame izoliacijos plote, kur elektrinio lauko stipris viršija medžiagos skilimo stiprumą. Jis gali atsirasti tuštumose kietoje izoliacijoje, išilgai izoliacinės medžiagos paviršiaus, skystos izoliacijos dujų burbuliukų viduje.
Dalinio iškrovimo priežastys
Pagal tarptautinių standartų apibrėžimą, dalinė iškrova yra elektros iškrova, kuri lokaliai šuntuoja izoliaciją atskiroje konstrukcijos dalyje.
Šis procesas vyksta dėl dujų arba skysto dielektriko jonizacijos ir gali vykti dviejų terpių sąsajoje ir izoliacijos viduje. Atsiradimas ir plėtra priklauso nuo dielektriko tipo ir objekto izoliacijos konstrukcinių ypatybių. Daliniai išlydžiai izoliacijoje yra nehomogeniškumo dielektriko struktūroje ir jį veikiančios įtampos charakteristikų pasekmė. Tokiais nehomogeniškumais gali būti įvairios priemaišos ir priemaišos, dujų ertmės, drėkinimo zonos. Tokie defektai susidaro izoliacijos konstrukcijoje, kaip taisyklėdėl jo gamybos proceso pažeidimo ir įrangos eksploatavimo metu (veikiant mechaniniams poveikiams, deformacijai, vibracijai).
Kas yra medžiai ir jų formavimasis izoliacinės medžiagos struktūroje
Izoliacinėje medžiagoje iš joje esančios ertmės susidaro į medį panaši struktūra – medžiai. Dalinės iškrovos susidaro medžių šakose. Veikiant elektriniam laukui ir iškrovoms, medžiai didėja ir didėja, todėl didėja polimerinės medžiagos skilimo laipsnis. Dendritai padidino laidumą ir sukelia laipsnišką dielektriko sunaikinimą.
Kadangi daliniam iškrovimui dujinėje terpėje reikalinga žemesnė įtampa nei bet kokiam poveikiui skystoje ar kietoje pašalinėje intarpe, tokie izoliacijos defektai gali būti labiausiai tikėtina šios izoliacijos sunaikinimo priežastis. medžiaga. Taip yra dėl to, kad ertmėje, užpildytoje dujomis, elektrinio lauko stipris yra didesnis nei kietoje ar skystoje vietoje, o dujinės terpės elektrinis stiprumas yra mažesnis nei kitų izoliacijos frakcijų.
Medžių tipai
Elektrinės kilmės stygos susidaro veikiant kintamajai ir impulsinei įtampai, taip pat esant labai didelėms reikšmėms. Įrenginio veikimo metu šios vertės nesukelia tiesioginio izoliacijos gedimo, tačiau gali išprovokuoti dujų jonizacijąnehomogeniškumo. Jei medžiagos struktūroje nėra pakankamai didelių ertmių, dendritai gali vystytis gana ilgą laiką.
Dėl didelių burbuliukų atsiranda dalinis iškrovimas, kai kabelis naudojamas esant vardinei įtampai.
Vandens medžiai susidaro, kai drėgmės patenka į izoliacijos vidų dėl difuzijos arba per medžiagos mikroįtrūkimus.
Drėgmei kondensuojant inkliuzus, čia susidaro dendritai, po kurių prasideda intensyvus jų formavimasis ir augimas dėl papildomų tuštumų atsiradimo. Dėl to sumažėja dielektriko elektrinis stiprumas ir sugenda kabelis.
Pagrindinės izoliacijos pablogėjimo priežastys yra elektros senėjimas dėl dalinių iškrovų, atsirandančių inkliuzuose esant viršįtampiui ir vardiniam veikimo režimui, ir medžiagos terminis senėjimas.
Dalinių iškrovų įtakoje prasideda izoliacijos ardymo procesas, didėja paveiktos vietos dydis.
Dalinių iškrovų atsiradimo sąlygos priklauso nuo izoliacinės konstrukcijos elektromagnetinio lauko formos ir konkrečios medžiagos zonos elektrinių savybių.
Dalinės iškrovos paprastai nesuardo izoliacijos, tačiau sukelia dielektriko struktūros pokyčius ir, pakankamai ilgai veikiant sistemai, gali sukelti izoliacijos gedimą. sluoksnis. Jų atsiradimas visada rodo vietinį nevienalytiškumą.dielektrinis. Dalinių iškrovų charakteristikos leidžia gana gerai spręsti apie izoliacinės konstrukcijos defektų laipsnį.
Jie kelia didžiausią pavojų, kai įranga veikia naudojant kintamąją ir impulsinę įtampą.
Fizikiniai reiškiniai, lydintys dalines iškrovas izoliacijoje
Izoliacijos perkaitimas pagreitina jos sunaikinimo procesą, nes padidėja taškų, kuriuose atsiranda naujų defektų, skaičius, todėl padidėja dendritų skaičius ir tūris. Tai padidina įtampą šios srities laukuose.
Dalinė elektros iškrova turi šiluminį poveikį izoliacijai, taip pat ją sunaikina įkrautomis dalelėmis ir reaktyviais produktais, atsirandančiais dėl iškrovos.
Be to, dalinės iškrovos sukelia impulsinių srovių atsiradimą kanaluose, kuriuos jie sukuria. Gedimo metu visa tai lydi elektromagnetinė spinduliuotė, smūginės bangos, šviesos blyksniai ir izoliacijos skilimas molekuliniu lygmeniu.
Dalinės iškrovos yra viena iš pagrindinių aukštos įtampos įrangos pažeidimo priežasčių. Tai paaiškinama tuo, kad dalinių iškrovų atsiradimas yra pradinis daugelio aukštos įtampos izoliacijos defektų vystymosi etapas.
Dėl šių procesų susidaro sąlygos izoliacijos gedimui.
Iškrovimo etapai
Kai tam tikra įtampos riba viršijama, nustatykite konkrečiąizoliacinės medžiagos, joje gali būti inicijuojami daliniai iškrovimai, dėl kurių izoliacija iš karto neperdega, todėl gali būti gana priimtina. Jie gavo pavadinimą – inicialus.
Toliau didėjant įtampai, didėjant inkliuzų dydžiui ir skaičiui, medžių skaičiui nuolatinio įrenginio veikimo procese, smarkiai padidėja dalinių iškrovų intensyvumas. Jų atsiradimas smarkiai sumažina izoliacijos galiojimo laiką ir gali sukelti jos gedimą. Tokios iškrovos vadinamos kritinėmis.
Išmetimų konstrukcijoje poveikis įrangai
Vienas pagrindinių transformatorių ir elektros mašinų dizaino elementų yra apvijų izoliacija. Jį nuolat veikia tokie destruktyvūs veiksniai kaip: terminis poveikis dėl ilgo srovių srauto; vibracijos apkrovos, atsirandančios dėl magnetinės grandinės (transformatoriams) ir pavaros mechanizmo (elektros mašinoms) veikimo; įsijungimo srovių ir trumpojo jungimo srovių pasekmės.
Visi šie veiksniai sukelia izoliacijos pažeidimus ir dalinius iškrovimus. Elektrinių mašinų atveju tai yra dažniausia gedimų priežastis, o transformatorių gedimas dėl apvijos izoliacijos pažeidimo yra antroje vietoje po įvorių pažeidimo.
Kodėl reikia matuoti iškrovas
Išmatuoti procesus, vykstančius, kai įvyksta dalinės iškrovos, būtina užkirsti kelią izoliacijos gedimui ir juos sumažinti.intensyvumas izoliacinėse medžiagose.
Dėl XLPE izoliacijos naudojimo elektros kabelių, elektros įrangos, aukštos įtampos transformatorių, oro linijų statybose, būtina nuolat stebėti dalinius iškrovimus, turinčius įtakos jų eksploatavimo saugai.
Izoliacijos gedimo prevencija ir bandymo metodai
Būtina patikrinti izoliacinės medžiagos būklę eksploatacijos metu, kad būtų galima nustatyti besivystančią žalą ir išvengti atsitiktinių gedimų dėl dalinio įrangos iškrovimo.
Norint kontroliuoti aukštos įtampos įrangos izoliacijos defektų laipsnį, yra:
- Bandymai su padidinta įtampa, dydžiu lygiaverčiai galimam jos padidėjimui veikimo metu. Tai būtina norint nustatyti izoliacijos dielektrinio stiprio reikšmes trumpalaikio įtampos padidėjimo metu.
- Neardomieji bandymo metodai, skirti nustatyti jo veikimo trukmę.
Tai leidžia atlikti patikimą veikiančios įrangos diagnostiką, nenutraukiant įrangos, taigi, pašalinami ekonominiai nuostoliai.
Esami dalinių iškrovų diagnozavimo metodai leidžia aptikti defektą ankstyvame jo vystymosi etape ir taip išvengti brangaus remonto ar sugedusios įrangos pakeitimo.
Kai kurie metodai leidžia nustatyti defekto vietą ir bus taisomos tik pažeistos vietosizoliacija.
Bandant įrangą su aukšta įtampa, izoliacijos kokybė pablogėja dėl įtampos, kelis kartus didesnės už darbines vertes.
Diagnostikos metodai, skirti aptikti dalinę iškrovą, leidžia tiksliausiai įvertinti įrangos likutinio veikimo laipsnį, nedarant destruktyvaus poveikio jos izoliacijai. Dalinių iškrovų diagnostiką eksploatacijos metu apsunkina tai, kad dažniausiai aplink tikrinamą objektą yra kita įranga, kuri yra trukdžių š altinis. Šie signalai parametrais gali nesiskirti nuo norimo objekto signalų, nes jie gali būti ir daliniai iškrovimai.
Todėl, norėdami atskirti trukdžių signalus ir išmatuotą dalinį iškrovimą, pirmiausia turite išmatuoti trikdžių signalus, kai bandomame objekte išjungta įtampa, o tada išmatuoti jį darbo režimu.
Šiuo atveju bus įrašyta dalinio iškrovimo signalų ir fono suma.
Šių matavimų skirtumas parodys PD signalo reikšmę.
Gautos charakteristikos leidžia įvertinti defektų pobūdį ir patį iškrovimą.
Dalinės iškrovos metodas nepažeidžia izoliacijos ir yra plačiai naudojamas, nes bandymo procese nenaudojama aukšta įtampa, kuri neigiamai paveiktų izoliaciją.
Elektros iškrovos metodas
Šis metodas reikalauja, kad matavimo prietaisas kontaktuotų su izoliacija.
Jis leidžia apibrėžti daugybę dalinio iškrovimo charakteristikų.
Tai pats tiksliausias iš visųdalinio iškrovimo matavimo metodai.
Akustinės registracijos metodas
Šis metodas pagrįstas mikrofonų, kurie paima garso signalus iš tiesioginės įrangos, naudojimu.
Jutikliai montuojami sudėtinguose skirstomuosiuose įrenginiuose ir kitoje elektros energijos įrangoje ir veikia nuotoliniu būdu.
Trūkumas: nedidelio dydžio daliniai išleidimai neužfiksuojami.
Elektromagnetinis arba nuotolinis metodas
Dalinių iškrovų aptikimas naudojant mikrobangų metodą yra paprastas ir efektyvus procesas. Tam naudojamas kryptinės antenos įtaisas.
Šio metodo trūkumas yra tai, kad neįmanoma išmatuoti išmetimų dydžio.
Specialios iškrovos transformatoriuose
Galingi galios transformatoriai yra elektros sistemų dalis, šalia jų sumontuota aukštos įtampos įranga, kurioje gali būti dalinių iškrovų. Signalai iš jų įvairiais būdais siunčiami į valdomą transformatorių.
Jei transformatorius prijungtas prie oro linijų, kurias veikia žaibas, iš jų gaunami signalai bus registruojami matuojant dalinio iškrovimo transformatoriaus izoliacijoje charakteristikas.
Kai transformatorius yra atviroje pastotėje, jo išorinėse srovę nešančiose dalyse periodiškai atsiranda vainikinių iškrovų, priklausomai nuo temperatūros, drėgmės ir kitų veiksnių.
Apkrovos pokytis ir įtaisų buvimas transformatoriuose, kurie reguliuoja jų parametrus veikimo metu, pavyzdžiui, įrenginių, kuriereguliuojant veikimą esant apkrovai, keičiasi dalinių iškrovų charakteristikos, kurios gali mažėti arba padidėti.
Visi šie veiksniai lemia tai, kad daugelis transformatorių matavimų gali parodyti iškreiptą izoliacijos būklės vaizdą.
Birdomo transformatoriaus rodmenys bus padengti šalia esančios įrangos triukšmo impulsais.
Tokiais atvejais būtina naudoti tinkamai parinktą matavimo metodą, kad būtų išvengta trukdžių įtakos gaunamiems dalinių iškrovų transformatoriuose duomenims.
