Částečný výboj (PD) v transformátorech označuje jev, kdy dochází k lokalizovanému průrazu dielektrika v malé části izolačního systému pod vysokým napětím. Tyto výboje nepřemosťují elektrody, ale vyskytují se pouze v oblastech se slabými izolacemi. PD je obvykle velmi slabá a nelze ji detekovat lidskými smysly, což vyžaduje specializované měřicí zařízení.
Příčiny částečného výboje v transformátorech
Příčiny částečného výboje v transformátorech jsou mnohostranné a zahrnují několik aspektů:
1. Izolační materiál a konstrukce:
Vady, jako jsou bubliny, nečistoty a praskliny: Tyto vady zhoršují izolační vlastnosti materiálu, což vede k částečnému vybití.
Nižší dielektrická konstanta bublin: Bubliny snášejí vyšší intenzitu elektrického pole ve srovnání s přilehlým izolačním materiálem, díky čemuž jsou náchylnější k průrazu a výboji.
Nerozumný návrh izolační konstrukce: Nadměrná síla mezivrstvy nebo otáčkového pole u suchých transformátorů kvůli špatné konstrukci může způsobit částečný výboj.
Ostré hrany a otřepy: Izolační a kovové součásti s ostrými hranami nebo otřepy mohou způsobit místní koncentraci elektrického pole a spustit částečný výboj.
2. Provozní faktory:
Dlouhodobý provoz a kolísání zatížení: Tyto faktory vedou ke stárnutí a opotřebení materiálů vnitřní izolace transformátoru, snižují jejich izolační vlastnosti a způsobují částečné vybíjení.
Přepětí: Přepětí v energetickém systému způsobené vnějšími faktory (např. bleskem) nebo vnitřními faktory (např. spínací operace), může překročit průrazné napětí materiálů, což vede k částečnému vybití.
3. Instalační a procesní faktory:
Neadekvátní výrobní procesy: Špatná regulace vakua během sušení, nedostatečná doba sušení a požadavky na teplotu mohou zanechat zbytkový plyn ve spirálách.
Poškození instalace: Izolace může být poškozena během instalace nebo dlouhé nečinnosti mohou zvýšit obsah vlhkosti v izolačních materiálech a ovlivnit úroveň vypouštění.
Nesprávné procesy navíjení a montáže: Úrovně částečného vybití mohou ovlivnit problémy, jako jsou otřepy na vysokonapěťových a nízkonapěťových vodičích nebo nesprávné vzdálenosti během montáže.
Nebezpečí částečného vybití
Přestože je částečný výboj v transformátorech lokalizovaný a slabý, představuje značná dlouhodobá nebezpečí, především poškozením izolačních materiálů:
1.Přímé poškození izolace: Nepřetržitý částečný výboj postupně narušuje izolaci, což může časem vést k úplnému poškození. Elektrochemické účinky produkují reaktivní plyny, jako je ozón a oxid dusnatý, což dále narušuje izolaci.
2. Lokální vytápění: Částečný výboj vytváří teplo, které může zvýšit místní teplotu dielektrika a dokonce způsobit karbonizaci.
Metody detekce částečného výboje
Metody detekce částečného výboje obecně zahrnují elektrické, ultrazvukové a chemické techniky:
1. Elektrické metody: Použití osciloskopů, detektorů částečného výboje nebo měřičů rádiového rušení k pozorování křivek výboje nebo úrovní rádiového rušení.
2. Ultrazvukové metody: Detekce ultrazvukových vln generovaných výbojem a převod těchto vln na elektrické signály pro analýzu.
3. Chemické metody: Analýza obsahu a vzorců variací různých plynů rozpuštěných v oleji, běžně známá jako "chromatografická analýza."
Preventivní opatření pro částečné vybití
Aby se předešlo nebezpečí částečného vybití, lze přijmout několik preventivních opatření:
1.Výběr vysoce kvalitních izolačních materiálů.
2. Pravidelná kontrola a údržba: Včasná výměna zastaralých a silně opotřebovaných součástí.
3. Instalace přepěťových ochran: Pro detekci a potlačení přepětí.
4. Instalace zařízení pro sledování teploty: Pravidelná kontrola teplotních změn na povrchu transformátoru.
Tato opatření účinně zabraňují a zmírňují výskyt částečného výboje a zajišťují bezpečný a stabilní provoz transformátorů.
