Descărcarea parțială (PD) în transformatoare se referă la un fenomen în care defalcarea dielectrică localizată are loc într-o mică parte a sistemului de izolație sub tensiune de înaltă tensiune. Aceste descărcări nu unesc electrozii, ci apar numai în zonele slabe ale izolației. PD este de obicei foarte slabă și nu poate fi detectată de simțurile umane, necesitând echipamente de măsurare specializate.
Cauzele descărcărilor parțiale în transformatoare
Cauzele descărcărilor parțiale în transformatoare sunt multiple, cuprinzând mai multe aspecte:
1. Material și structură izolatoare:
Defecte precum bule, impurități și fisuri: Aceste defecte afectează performanța de izolație a materialului, ducând la descărcare parțială.
Constanta dielectrică inferioară a bulelor: Bulele suportă o intensitate mai mare a câmpului electric în comparație cu materialul de izolație adiacent, făcându-le mai susceptibile la defalcare și descărcare.
Design nerezonabil al structurii de izolație: Intercalarea excesivă sau intensitatea câmpului de viraj în transformatoarele de tip uscat, din cauza designului slab, poate cauza descărcare parțială.
Margini ascuțite și bavuri: Componentele izolatoare și metalice cu muchii ascuțite sau bavuri pot provoca concentrarea locală a câmpului electric, declanșând descărcarea parțială.
2. Factori operaționali:
Funcționare pe termen lung și variații de sarcină: Acești factori duc la îmbătrânirea și uzura materialelor izolatoare interioare ale transformatorului, reducându-le proprietățile izolante și provocând descărcări parțiale.
Supratensiune: Supratensiunea din sistemul de alimentare, cauzată de factori externi (cum ar fi fulgerul) sau de factori interni (cum ar fi operațiunile de comutare), poate depăși tensiunea de rupere a materialelor, ducând la descărcare parțială.
3. Factori de instalare și proces:
Procese de fabricație inadecvate: Controlul slab al vidului în timpul uscării, timpul de uscare inadecvat și cerințele de temperatură pot lăsa gaz rezidual în serpentine.
Deteriorări la instalare: Izolația poate fi deteriorată în timpul instalării sau perioadele lungi de inactivitate pot crește conținutul de umiditate din materialele izolatoare, afectând nivelurile de descărcare.
Procese de înfășurare și asamblare necorespunzătoare: Probleme precum bavurile pe cablurile de înaltă și joasă tensiune sau distanțele necorespunzătoare în timpul asamblarii pot afecta nivelurile de descărcare parțială.
Pericole de descărcare parțială
Deși descărcarea parțială a transformatoarelor este localizată și slabă, ea prezintă pericole semnificative pe termen lung, în primul rând prin deteriorarea materialelor de izolație:
1.Deteriorarea directă a izolației: Descărcarea parțială continuă erodează treptat izolația, ceea ce poate duce la o defecțiune completă în timp. Efectele electrochimice produc gaze reactive precum ozonul și oxidul nitric, corodând și mai mult izolația.
2. Încălzire locală: Descărcarea parțială generează căldură, care poate crește temperatura locală a dielectricului, provocând chiar carbonizare.
Metode de detectare pentru descărcarea parțială
Metodele de detectare pentru descărcarea parțială includ, în general, tehnici electrice, ultrasonice și chimice:
1. Metode electrice: Utilizarea de osciloscoape, detectoare de descărcare parțială sau contoare de interferență radio pentru a observa formele de undă de descărcare sau nivelurile de interferență radio.
2. Metode cu ultrasunete: Detectarea undelor ultrasonice generate de descărcare și conversia acestor unde în semnale electrice pentru analiză.
3. Metode chimice: Analizând conținutul și modelele de variație ale diferitelor gaze dizolvate în ulei, cunoscute în mod obișnuit ca „analiza cromatografică”.
Măsuri preventive pentru descărcarea parțială
Pentru a evita pericolele descărcării parțiale, pot fi luate câteva măsuri preventive:
1.Selectarea materialelor de izolare de înaltă calitate.
2. Inspecție și întreținere regulată: Înlocuirea la timp a componentelor învechite și foarte uzate.
3. Instalarea dispozitivelor de protecție la supratensiune: Pentru a detecta și suprima condițiile de supratensiune.
4. Instalarea dispozitivelor de monitorizare a temperaturii: Verificarea regulată a schimbărilor de temperatură de pe suprafața transformatorului.
Aceste măsuri previn și atenuează eficient apariția descărcărilor parțiale, asigurând funcționarea sigură și stabilă a transformatoarelor.
