Ako dodávateľ plne utesnených transformátorov ponorených do oleja je detekcia čiastočného výboja nanajvýš dôležitá. Čiastočný výboj v úplne utesnenom transformátore ponorenom do oleja môže viesť k degradácii izolácie, čo môže v konečnom dôsledku viesť k poruche transformátora. V tomto blogu sa podelím o niektoré účinné metódy a úvahy na detekciu čiastočného výboja v týchto transformátoroch.
Pochopenie čiastočného vybitia v úplne uzavretom oleji - ponorené transformátory
Pred ponorením sa do metód detekcie je nevyhnutné pochopiť, čo je čiastočný výboj. Čiastočný výboj nastane, keď elektrické napätie v izolácii transformátora presiahne dielektrickú pevnosť malej časti izolačného materiálu. To spôsobí lokalizovaný elektrický výboj, ktorý nepremostí celú izoláciu medzi vodičmi. V plne utesnenom transformátore ponorenom do oleja pozostáva izolácia z oleja a pevných izolačných materiálov, ako je papier a lepenka.
Existuje niekoľko faktorov, ktoré môžu prispieť k čiastočnému vybitiu v týchto transformátoroch. Patria sem výrobné chyby, ako sú dutiny alebo nečistoty v izolácii, mechanické namáhanie počas inštalácie alebo prevádzky a starnutie izolačných materiálov v priebehu času.
Detekčné metódy
Elektrické metódy
Metóda pulzného prúdu
Metóda pulzného prúdu je jednou z najčastejšie používaných techník na detekciu čiastočného výboja. Meria prechodné prúdové impulzy generované čiastočnými výbojmi. Pri tejto metóde je paralelne s vinutím transformátora zapojený väzbový kondenzátor. Keď dôjde k čiastočnému výboju, vo väzobnom kondenzátore sa indukuje prúdový impulz, ktorý je možné detekovať a merať detektorom čiastočného výboja.
Výhodou metódy pulzného prúdu je jej vysoká citlivosť. Dokáže odhaliť veľmi malé čiastočné výboje. Je však citlivý aj na vonkajšie elektromagnetické rušenie. Aby sa minimalizovalo rušenie, meranie by sa malo vykonávať v tienenom prostredí alebo s použitím vhodných filtračných techník.
Rádiofrekvenčná metóda
Rádiofrekvenčná (RF) metóda deteguje elektromagnetické vlny generované čiastočnými výbojmi v rozsahu rádiových frekvencií. RF senzory sú inštalované okolo transformátora na zachytenie týchto elektromagnetických signálov. Táto metóda má tú výhodu, že je schopná detegovať čiastočné výboje bez priameho elektrického pripojenia k vinutiu transformátora. Do určitej miery môže poskytnúť aj informácie o umiestnení zdroja čiastočného výboja.
Metóda RF je však ovplyvnená aj vonkajším RF rušením, ako je rádiové vysielanie a elektrické zariadenia v blízkosti. Na rozlíšenie signálov čiastočného výboja od šumu pozadia sú potrebné špeciálne techniky filtrovania a spracovania signálu.
Chemické metódy
Analýza rozpusteného plynu (DGA)
Analýza rozpustených plynov je výkonný nástroj na detekciu čiastočného výboja v olejových transformátoroch. Keď sa v oleji vyskytnú čiastočné výboje, spôsobujú rozklad molekúl oleja, čo vedie k tvorbe rôznych plynov, ako je vodík (H2), metán (CH4), etán (C2H₆), etylén (C2H4) a acetylén (C2H2). Analýzou koncentrácie a pomeru týchto plynov v oleji môžeme určiť, či dochádza k čiastočnému výboju a odhadnúť jeho závažnosť.
Napríklad zvýšenie koncentrácie vodíka a metánu je často známkou čiastočného vybitia. Informácie o druhu poruchy môže poskytnúť aj pomer rôznych plynov. DGA je neinvazívna metóda a dokáže odhaliť začínajúce poruchy skôr, ako spôsobia značné poškodenie transformátora.
DGA má však určité obmedzenia. Dokáže zistiť iba kumulatívny účinok čiastočných výbojov v priebehu času a nemusí byť schopný zistiť náhle alebo prerušované čiastočné výboje. Interpretácia výsledkov DGA si tiež vyžaduje odborné znalosti a skúsenosti.
Ultrazvukové metódy
Ultrazvuková metóda detekuje akustické vlny generované čiastočnými výbojmi. Keď dôjde k čiastočnému výboju, vytvorí v okolitom médiu mechanickú rázovú vlnu, ktorá sa šíri ako ultrazvuková vlna. Ultrazvukové senzory sú inštalované na povrchu nádrže transformátora na detekciu týchto ultrazvukových signálov.
Výhodou ultrazvukovej metódy je jej schopnosť presne lokalizovať zdroj čiastočného výboja. Pomocou viacerých snímačov a triangulačných techník je možné určiť polohu čiastočného výboja v transformátore. Ultrazvukové signály však môžu byť zoslabené olejom a pevnými izolačnými materiálmi a sú tiež ovplyvnené hlukom pozadia z prevádzky transformátora, ako sú chladiace ventilátory a čerpadlá.
Úvahy počas detekcie
Podmienky prostredia
Podmienky prostredia môžu mať významný vplyv na presnosť detekcie čiastočného výboja. Vysoká vlhkosť, zmeny teploty a elektromagnetické rušenie môžu ovplyvniť výsledky merania. Napríklad vysoká vlhkosť môže zvýšiť vodivosť povrchu izolácie, čo vedie k falošným signálom čiastočného výboja. Preto je dôležité počas procesu detekcie čo najviac kontrolovať podmienky prostredia.
Kalibrácia detekčného zariadenia
Pravidelná kalibrácia zariadenia na detekciu čiastočného výboja je nevyhnutná na zabezpečenie presných výsledkov merania. Kalibrácia by sa mala vykonať podľa príslušných noriem a postupov. To pomáha udržiavať spoľahlivosť a konzistentnosť detekčného systému.
Frekvencia detekcie
Frekvencia detekcie čiastočného výboja závisí od veku, prevádzkových podmienok a kritickosti transformátora. Pri nových transformátoroch by sa počas výrobného procesu a pred inštaláciou mali vykonať počiatočné skúšky čiastočného vybitia. Po inštalácii by sa malo vo vhodných intervaloch vykonávať pravidelné monitorovanie. V prípade transformátorov v kritických aplikáciách alebo tých, ktoré majú v minulosti problémy s izoláciou, môže byť potrebná častejšia detekcia.
Dôležitosť používania pokročilého testovacieho zariadenia
Na zabezpečenie presnej a spoľahlivej detekcie čiastočného výboja je nevyhnutné používať pokročilé testovacie zariadenie. Napríklad,Automatický tester odporu slučkymožno použiť na meranie odporu slučky vinutia transformátora, čo môže poskytnúť cenné informácie o integrite elektrických spojení. TheUltranízkofrekvenčný tester výdržného napätiamožno použiť na testovanie izolačnej pevnosti transformátora pod kontrolovaným napätím, čo môže pomôcť odhaliť potenciálne slabé miesta izolácie. TheOtvorte Tester bodu vzplanutiamožno použiť na meranie bodu vzplanutia transformátorového oleja, čo je dôležitý parameter súvisiaci s bezpečnosťou a kvalitou oleja.
Záver
Detekcia čiastočného výboja v plne utesnených transformátoroch ponorených do oleja je zložitá, ale kľúčová úloha. Použitím kombinácie elektrických, chemických a ultrazvukových metód a zohľadnením podmienok prostredia, kalibrácie zariadení a frekvencie detekcie dokážeme efektívne detekovať čiastočné výboje a predchádzať poruchám transformátora.
Ako dodávateľ plne utesnených transformátorov ponorených do oleja sa zaväzujeme poskytovať vysokokvalitné produkty a spoľahlivé riešenia detekcie čiastočného výboja. Ak máte záujem o naše produkty alebo potrebujete viac informácií o detekcii čiastočného vybitia, neváhajte nás kontaktovať pre obstarávanie a ďalšie diskusie.
Referencie
- Norma IEEE C57.106 – Príručka pre akceptáciu a údržbu izolačného oleja v zariadeniach
- IEC 60270 – Vysokonapäťové testovacie techniky – Merania čiastočného výboja
- ASTM D3612 - Štandardné testovacie metódy na analýzu plynov rozpustených v elektroizolačnom oleji plynovou chromatografiou
