Hva er delvis utladningstest i transformator?

1. Hva er delvis utflod (PD)?

For å forstå testen må du først forstå fenomenet den oppdager.

Definisjon: Delvis utladning er en lokalisert elektrisk utladning som bare delvis bygger bro over isolasjonen mellom ledere. Det kan oppstå i hulrom (gasslommer) i fast isolasjon, ved grensene mellom forskjellige isolasjonsmaterialer, eller i bobler i flytende isolasjon (olje).

Problemet det forårsaker: Selv om hver enkelt PD er en veldig liten gnist, eroderer den isolasjonen over tid. Energien fra disse utslippene bryter ned de kjemiske bindingene i isolasjonsmaterialet (papir, olje, harpiks) gjennom:

Termisk stress: Varme fra gnisten.

Kjemisk nedbrytning: Produserer ozon og salpetersyrer (i luft) eller hydrogen og metan (i olje).

Fysisk erosjon: Bokstavelig talt brenner bort små groper i materialet.
Denne langsomme, kumulative skaden svekker gradvis isolasjonen til den ikke lenger tåler den elektriske belastningen, noe som fører til en fullstendig punktering (havari) og en katastrofal transformatorfeil.

2. Hvorfor er PD-testen så viktig?

Tidlig feildeteksjon: Det er en av de mest sensitive testene for å oppdage begynnende (utviklende) feil i isolasjonssystemet på et veldig tidlig stadium, ofte år før en feil.

Forhindrer katastrofale feil: Ved å identifisere svak isolasjon tidlig, kan vedlikehold eller reparasjoner planlegges proaktivt, og unngå uplanlagte driftsstans, dyre reparasjoner og potensielle sikkerhetsfarer.

Kvalitetssikring: Det er en obligatorisk rutinetest for nye transformatorer før de forlater fabrikken, og sikrer at de oppfyller de høyeste kvalitetsstandardene og er fri for store produksjonsfeil.

Vurderer tilstanden under service: For transformatorer i feltet er periodisk PD-testing en nøkkeldel av et tilstandsbasert-vedlikeholdsprogram, som hjelper til med å bestemme gjenværende levetid og behovet for oljebehandling eller uttørking-.

3. Hvordan fungerer en delvis utladningstest?

Testen utføres ved å påføre en spenning som er høyere enn transformatorens normale driftsspenning på viklingene, men lavere enn dens strøm-frekvens tåler testspenning. Målet er å stresse isolasjonen nok til å provosere eventuelle eksisterende defekter uten å forårsake ny skade.

Kjerneprinsippet er at når en PD oppstår, genererer den tre målbare fenomener nesten samtidig:

Elektriske pulser: En veldig rask, liten-strømpuls (nanosekunder til mikrosekunder) flyter i testkretsen.

Elektromagnetiske bølger: Pulsen sender ut elektromagnetisk energi, inkludert radiofrekvenssignaler (RF).

Akustiske bølger: Den lille gnisten skaper et ultralyd "klikk" eller lydbølge i transformatortanken.

Testoppsettet omfatter:

En høy-spenningskilde: For å gi strøm til transformatoren.

Koblingskondensator: Gir en lav-impedansbane for PD-pulsene som skal måles.

PD-detektor/målesystem: Et sofistikert instrument som fanger, filtrerer og analyserer pulsene.

Sensorer: Disse kan være:

Elektriske sensorer: For å måle strømpulsene direkte.

Høyfrekvente strømtransformatorer (HFCT): Festes rundt jordingsforbindelsen for å fange opp RF-signalene.

Ultra-High Frequency (UHF)-sensorer: Antenner plassert inne i transformatoren (gjennom oljeventiler) eller eksternt for å oppdage elektromagnetiske bølger i GHz-området. Dette er veldig populært da det er immun mot ekstern elektrisk støy.

Sensorer for akustisk emisjon (AE): Mikrofoner plassert på utsiden av transformatortanken for å "lytte" etter ultralydlydene til PD. Dette er utmerket for å lokalisere kilden til PD.

4. Nøkkelmålinger og tolkning

PD-detektoren oppdager ikke bare tilstedeværelsen av en utladning; den kvantifiserer det med flere nøkkelparametere:

Tilsynelatende ladning (q): Den viktigste mengden. Det uttrykkes i PicoCoulombs (pC). Siden den faktiske utladningen er inne i isolasjonen og ikke kan måles direkte, er den "tilsynelatende ladningen" et kalibrert mål på ladningen som, hvis den injiseres øyeblikkelig mellom transformatorterminalene, ville ha samme effekt som den interne PD. Lavere verdier er bedre.

PD Inception Voltage (PDIV): Spenningen som PD-er først begynner å oppstå ved når testspenningen økes.

PD Extinction Voltage (PDEV): Spenningen som PD-er opphører med når testspenningen senkes.

Tolkning: Ingeniører ser ikke bare etter tilstedeværelsen av PD; de analyserer mønsteret, størrelsen (i pC) og faseforholdet til pulsene. Ulike typer defekter (tomrom, overflateutladninger, flytende komponenter) produserer unike "fingeravtrykk" på spenningsbølgeformen.

Standarder og akseptable grenser

Internasjonale standarder (som IEC 60270) definerer testprosedyrene og akseptable PD-nivåer. For en ny transformator er det typiske akseptkriteriet at PD-nivået, under en spesifisert testspenning, ikke skal overstige ****

100 pC til 500 pC

, med 100 pC som en vanlig og veldig streng grense for-høyspentutstyr. For transformatorer i drift kan høyere nivåer tolereres med en plan for overvåking og intervensjon.