Partial Discharge (PD) i transformere refererer til et fænomen, hvor lokaliseret dielektrisk nedbrydning forekommer i en lille del af isoleringssystemet under højspændingsbelastning. Disse udladninger danner ikke bro mellem elektroderne, men forekommer kun i områder med isolationssvagheder. PD er typisk meget svag og kan ikke detekteres af menneskelige sanser, hvilket kræver specialiseret måleudstyr.
Årsager til delvis udladning i transformere
Årsagerne til delvis udladning i transformere er mangefacetterede og omfatter flere aspekter:
1. Isoleringsmateriale og struktur:
Defekter såsom bobler, urenheder og revner: Disse defekter forringer materialets isoleringsevne, hvilket fører til delvis udledning.
Lavere dielektrisk konstant for bobler: Bobler tåler højere elektrisk feltstyrke sammenlignet med det tilstødende isoleringsmateriale, hvilket gør dem mere modtagelige for nedbrydning og afladning.
Urimeligt design af isoleringsstruktur: Overdreven mellemlag eller drejningsfeltstyrke i transformatorer af tør type på grund af dårligt design kan forårsage delvis afladning.
Skarpe kanter og grater: Isolerende og metalliske komponenter med skarpe kanter eller grater kan forårsage lokal elektrisk feltkoncentration, hvilket udløser delvis afladning.
2. Operationelle faktorer:
Langtidsdrift og belastningsvariationer: Disse faktorer fører til ældning og slid på transformatorens indvendige isoleringsmaterialer, hvilket reducerer deres isoleringsegenskaber og forårsager delvis afladning.
Overspænding: Overspænding i strømsystemet, forårsaget af eksterne faktorer (som lyn) eller interne faktorer (som koblingsoperationer), kan overstige materialernes gennembrudsspænding, hvilket fører til delvis afladning.
3. Installations- og procesfaktorer:
Utilstrækkelige fremstillingsprocesser: Dårlig vakuumkontrol under tørring, utilstrækkelig tørretid og temperaturkrav kan efterlade restgas i spolerne.
Installationsskader: Isolering kan blive beskadiget under installationen, eller lange tomgangsperioder kan øge fugtindholdet i isoleringsmaterialer, hvilket påvirker udledningsniveauet.
Ukorrekte viklings- og monteringsprocesser: Problemer som f.eks. grater på høj- og lavspændingsledninger eller ukorrekte afstande under samlingen kan påvirke partielle afladningsniveauer.
Farer ved delvis udledning
Selvom delvis udledning i transformatorer er lokaliseret og svag, udgør den betydelige langsigtede farer, primært gennem skader på isoleringsmaterialer:
1. Direkte beskadigelse af isolering: Kontinuerlig delvis udledning eroderer gradvist isoleringen, hvilket potentielt kan føre til fuldstændig nedbrydning over tid. Elektrokemiske effekter producerer reaktive gasser som ozon og nitrogenoxid, hvilket yderligere korroderer isoleringen.
2. Nærvarme: Delvis udladning genererer varme, som kan øge den lokale temperatur af dielektrikumet, endda forårsage forkulning.
Detektionsmetoder for delvis udledning
Detektionsmetoder til delvis afladning omfatter generelt elektriske, ultralyds- og kemiske teknikker:
1. Elektriske metoder: Brug af oscilloskoper, detektorer for delvis udladning eller radiointerferensmålere til at observere udladningsbølgeformer eller radiointerferensniveauer.
2. Ultralydsmetoder: Detektering af ultralydsbølger genereret ved udladning og konvertering af disse bølger til elektriske signaler til analyse.
3. Kemiske metoder: Analyse af indholdet og variationsmønstrene af forskellige gasser opløst i olie, almindeligvis kendt som "kromatografisk analyse."
Forebyggende foranstaltninger for delvis udledning
For at undgå farerne ved delvis udledning kan der træffes flere forebyggende foranstaltninger:
1.Valg af isoleringsmaterialer af høj kvalitet.
2. Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse: Rettidig udskiftning af gamle og stærkt slidte komponenter.
3. Installation af overspændingsbeskyttelsesanordninger: Til at detektere og undertrykke overspændingsforhold.
4. Installation af temperaturovervågningsenheder: Regelmæssig kontrol af temperaturændringer på transformatorens overflade.
Disse foranstaltninger forhindrer og afbøder effektivt forekomsten af delvis afladning, hvilket sikrer sikker og stabil drift af transformere.
