Η Μερική Εκφόρτιση (PD) σε μετασχηματιστές αναφέρεται σε ένα φαινόμενο όπου συμβαίνει τοπική διηλεκτρική βλάβη σε ένα μικρό τμήμα του συστήματος μόνωσης υπό τάση υψηλής τάσης. Αυτές οι εκκενώσεις δεν γεφυρώνουν τα ηλεκτρόδια αλλά εμφανίζονται μόνο σε περιοχές με αδυναμίες μόνωσης. Η PD είναι συνήθως πολύ αδύναμη και δεν μπορεί να ανιχνευθεί από τις ανθρώπινες αισθήσεις, απαιτώντας εξειδικευμένο εξοπλισμό μέτρησης.
Αιτίες μερικής εκφόρτισης σε μετασχηματιστές
Οι αιτίες της μερικής εκφόρτισης στους μετασχηματιστές είναι πολύπλευρες και περιλαμβάνουν διάφορες πτυχές:
1. Μονωτικό Υλικό και Δομή:
Ελαττώματα όπως φυσαλίδες, ακαθαρσίες και ρωγμές: Αυτά τα ελαττώματα βλάπτουν την απόδοση μόνωσης του υλικού, οδηγώντας σε μερική αποφόρτιση.
Κατώτερη διηλεκτρική σταθερά φυσαλίδων: Οι φυσαλίδες αντέχουν υψηλότερη ένταση ηλεκτρικού πεδίου σε σύγκριση με το παρακείμενο μονωτικό υλικό, καθιστώντας τις πιο επιρρεπείς στη διάσπαση και την εκκένωση.
Παράλογος σχεδιασμός μονωτικών δομών: Η υπερβολική ένταση του ενδιάμεσου στρώματος ή του πεδίου στροφής σε μετασχηματιστές ξηρού τύπου λόγω κακής σχεδίασης μπορεί να προκαλέσει μερική εκφόρτιση.
Αιχμηρές άκρες και γρέζια: Μονωτικά και μεταλλικά εξαρτήματα με αιχμηρά άκρα ή γρέζια μπορεί να προκαλέσουν τοπική συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου, προκαλώντας μερική εκφόρτιση.
2. Λειτουργικοί Παράγοντες:
Μακροχρόνια λειτουργία και διακυμάνσεις φορτίου: Αυτοί οι παράγοντες οδηγούν σε γήρανση και φθορά των εσωτερικών μονωτικών υλικών του μετασχηματιστή, μειώνοντας τις μονωτικές τους ιδιότητες και προκαλώντας μερική εκφόρτιση.
Υπέρταση: Η υπέρταση στο σύστημα ισχύος, που προκαλείται από εξωτερικούς παράγοντες (όπως κεραυνούς) ή εσωτερικούς παράγοντες (όπως λειτουργίες μεταγωγής), μπορεί να υπερβεί την τάση διάσπασης των υλικών, οδηγώντας σε μερική εκφόρτιση.
3. Παράγοντες εγκατάστασης και διαδικασίας:
Ανεπαρκείς διαδικασίες παραγωγής: Ο κακός έλεγχος του κενού κατά το στέγνωμα, ο ανεπαρκής χρόνος στεγνώματος και οι απαιτήσεις θερμοκρασίας μπορεί να αφήσουν υπολειμματικά αέρια στα πηνία.
Βλάβη εγκατάστασης: Η μόνωση μπορεί να καταστραφεί κατά την εγκατάσταση ή οι μεγάλες περίοδοι αδράνειας μπορεί να αυξήσουν την περιεκτικότητα σε υγρασία στα μονωτικά υλικά, επηρεάζοντας τα επίπεδα εκκένωσης.
Ακατάλληλες διαδικασίες περιέλιξης και συναρμολόγησης: Ζητήματα όπως γρέζια σε καλώδια υψηλής και χαμηλής τάσης ή ακατάλληλες αποστάσεις κατά τη συναρμολόγηση μπορεί να επηρεάσουν τα επίπεδα μερικής εκφόρτισης.
Κίνδυνοι μερικής εκκένωσης
Αν και η μερική εκφόρτιση στους μετασχηματιστές είναι εντοπισμένη και ασθενής, ενέχει σημαντικούς μακροπρόθεσμους κινδύνους, κυρίως λόγω της βλάβης στα μονωτικά υλικά:
1.Άμεση ζημιά στη μόνωση: Η συνεχής μερική εκφόρτιση διαβρώνει σταδιακά τη μόνωση, οδηγώντας ενδεχομένως σε πλήρη βλάβη με την πάροδο του χρόνου. Τα ηλεκτροχημικά αποτελέσματα παράγουν αντιδραστικά αέρια όπως το όζον και το μονοξείδιο του αζώτου, διαβρώνοντας περαιτέρω τη μόνωση.
2. Τοπική θέρμανση: Η μερική εκφόρτιση παράγει θερμότητα, η οποία μπορεί να αυξήσει την τοπική θερμοκρασία του διηλεκτρικού, προκαλώντας ακόμη και ενανθράκωση.
Μέθοδοι ανίχνευσης για μερική εκκένωση
Οι μέθοδοι ανίχνευσης για μερική εκφόρτιση περιλαμβάνουν γενικά ηλεκτρικές, υπερηχητικές και χημικές τεχνικές:
1. Ηλεκτρικές Μέθοδοι: Χρησιμοποιώντας παλμογράφους, ανιχνευτές μερικής εκφόρτισης ή μετρητές ραδιοπαρεμβολών για την παρατήρηση των κυματομορφών εκφόρτισης ή των επιπέδων ραδιοπαρεμβολών.
2. Μέθοδοι Υπερήχων: Ανίχνευση υπερηχητικών κυμάτων που παράγονται από εκφόρτιση και μετατροπή αυτών των κυμάτων σε ηλεκτρικά σήματα για ανάλυση.
3. Χημικές Μέθοδοι: Ανάλυση της περιεκτικότητας και των μοτίβων διακύμανσης διαφόρων αερίων διαλυμένων σε λάδι, κοινώς γνωστή ως «χρωματογραφική ανάλυση».
Προληπτικά Μέτρα για Μερική Απαλλαγή
Για την αποφυγή των κινδύνων της μερικής εκκένωσης, μπορούν να ληφθούν διάφορα προληπτικά μέτρα:
1.Επιλογή υψηλής ποιότητας μονωτικών υλικών.
2. Τακτική επιθεώρηση και συντήρηση: Έγκαιρη αντικατάσταση παλαιών και πολύ φθαρμένων εξαρτημάτων.
3. Εγκατάσταση διατάξεων προστασίας από υπέρταση: Για τον εντοπισμό και την καταστολή συνθηκών υπέρτασης.
4. Εγκατάσταση συσκευών παρακολούθησης θερμοκρασίας: Ελέγχετε τακτικά τις αλλαγές θερμοκρασίας στην επιφάνεια του μετασχηματιστή.
Αυτά τα μέτρα αποτρέπουν και μετριάζουν αποτελεσματικά την εμφάνιση μερικής εκφόρτισης, διασφαλίζοντας την ασφαλή και σταθερή λειτουργία των μετασχηματιστών.
