פריקה חלקית בבידוד: תהליך השחרור החלקי

פריקה חלקית היא פריקה חשמלית המתרחשת באזור קטן של בידוד, שבו כוחו של השדה החשמלי עולה על כוח ההתמוטטות של החומר. זה יכול להתרחש בחללים בתוך בידוד מוצק, על פני השטח של חומר בידוד, בתוך בועות גז בידוד נוזלי.

הגורמים לפריקות חלקיות

בהגדרה, שאומצה על ידי סטנדרטים בינלאומיים, פריקה חלקית נקראת פריקה חשמלית, באופן מקומי shunting את בידוד על חלק נפרד של המבנה.

תהליך זה נובע יינון של גז או דיאלקטרי נוזלי יכול להתרחש בממשק בין שני התקשורת בתוך בידוד. מוצא ופיתוח תלוי בסוג של דיאלקטרי התכונות המבניות של בידוד של האובייקט. הפרשות חלקיות בבידוד הן תוצאה של נוכחות של inhomogeneities במבנה של דיאלקטרי המאפיינים של המתח פועל על זה. הטרוגניות מסוג זה יכול להיות זיהומים שונים מזהמים שונים, חללי גז, אזורי לחות. פגמים אלה נוצרים במבנה הבידוד, ככלל, כתוצאה משיבוש בתהליך ייצורו ובהפעלת הציוד (בהשפעת השפעות מכניות, עיוותים, רטט).

מה הם triands ואת היווצרותם של המבנה של חומר בידוד

בחומר הבידוד , נוצר מבנה דמוי עץ מן החלל בהווה, משולש. פריקות חלקיות מתפתחות בענפי המשולשים. בהשפעת השדה החשמלי וההפרשות, גדלים התדרים בכמות ובכמות, ובכך מגדילים את מידת השפלת חומר הפולימר. הדנדריטים הגבירו את המוליכות והובילו להרס פרוגרסיבי של הדיאלקטריה.

מאחר והשחרור של פריקה חלקית במדיום הגזי דורש מתח נמוך מזה של אותו אפקט בנוזל או בהכללה זרה מוצקה, נוכחותם של פגמים אלה בבידוד יכולה להיות הגורם הסביר ביותר להתחלת החורבן. זאת בשל העובדה כי חלל מלא בגז כוח השדה החשמלי גבוה יותר מאשר באזור מוצק או נוזלי ואת הכוח החשמלי של מדיום הגז נמוך יותר מאשר שברי בידוד אחרים.

סוגי הטיעונים

חשמלי- Induced Triands נוצרים על ידי פעולה של מתח משתנה ו פעמו, כמו גם על ערכים גבוהים מאוד. במהלך הפעולה של הציוד, ערכים אלה אינם גורמים התמוטטות מיידית של בידוד, אבל יכול לעורר יינון של גז inhomogeneities. אם המבנה של החומר אין חללים גדולים מספיק, דנדריטים יכולים להתפתח במשך זמן רב יחסית.

נוכחות בועות בגודל מוגבר גורמת להתרחשות הפרשות חלקיות כאשר הכבל פועל במתח המדורג.

מים trings נוצרות כאשר לחות נכנס הפנים של בידוד כתוצאה של דיפוזיה או באמצעות microcracks בחומר.

כאשר עיבוי של לחות בתכלילים, דנדריטים נוצרים, לאחר מכן היווצרות אינטנסיבית שלהם צמיחה בשל המראה של חללים נוספים. זה מוביל לירידה כוח דיאלקטרי כדי התמוטטות של הכבל.

הסיבות העיקריות להידרדרות הבידוד כוללות הן הזדקנות חשמלית עקב פריקות חלקיות המתרחשות בתכלילים במהלך overvoltage והן במצב ההפעלה המדורג, כמו גם ההזדקנות התרמית של החומר.

תחת ההשפעה של הפרשות חלקיות, תהליך של הרס של בידוד מתחיל, גודל השטח המושפע מגביר.

התנאים להופעת הפרשות חלקיות תלויים בצורת השדה האלקטרומגנטי של המבנה המבודד ובמאפיינים החשמליים של אזור מסוים של חומר.

הפרשות חלקיות בדרך כלל אינן מובילות לפריצת דרך של בידוד, אלא הן הגורם לשינויים במבנה הדיאלקטרי, ואם המערכת מופעלת במשך זמן רב למדי, היא עלולה לגרום להתמוטטות של שכבת הבידוד. המופע שלהם תמיד מצביע על אינמוגניות מקומית של הדיאלקטרי. מאפייני ההפרשות החלקיות מספיק טובים כדי לשפוט את מידת הפגם של המבנה בידוד.

הסכנה הגדולה ביותר שהם מייצגים כאשר הציוד פועל במתח מתח משתנה.

תופעות פיסיקליות המלוות הפרשות חלקיות בבידוד

התחממות יתר של בידוד מובילה להאצת תהליך ההרס שלה עקב עלייה במספר הנקודות בהן מופיעים פגמים חדשים, מה שמוביל לעלייה בכמות והיקף הדנדריטים. הדבר מוביל לעלייה בעוצמת השדה בתחום זה.

פריקה חשמלית חלקית מפעילה אפקט תרמי על בידוד, וגם הורסת אותו על ידי חלקיקים טעונים ומוצרים תגובתי שנוצר כתוצאה של פריקה.

בנוסף, הפרשות חלקיות גורמות ליצירת זרמי דחף בערוצים שנוצרו על ידם. במקרה של התמוטטות, כל זה מלווה קרינה אלקטרומגנטית, גלי הלם, הבזקים אור ואת ריקבון של בידוד ברמה המולקולרית.

פריקות חלקיות הן בין הגורמים העיקריים לנזק לציוד מתח גבוה. זה מוסבר על ידי העובדה כי המראה של פריקה חלקית היא השלב הראשוני של הפיתוח של רוב הפגמים בידוד מתח גבוה.

כתוצאה מתהליכים אלה, נוצרים תנאים להתרחשות של הפרדת בידוד.

שלבי הפריקה

אם סף מתח מסוים מוגדר עבור חומר בידוד מסוים הוא עלה, פריקות חלק יכול להיות מופעל בו, אשר לא להוביל לשחיקה מיידית של בידוד, ולכן ניתן לסבול לחלוטין. הם קיבלו את השם - ראשוני.

עלייה נוספת במתח, הגדלת גודל ומספר תכלילים, מספר ניסיונות בתהליך רציף של ציוד מוביל לעלייה חדה בעוצמת הפרשות חלקיות. המופע שלהם מפחית באופן דרמטי את חיי המדף של בידוד ויכול להוביל להתמוטטותה. הפרשות כאלה נקראים קריטיים.

השפעת הפרשות במבנה על הציוד

אחד המרכיבים העיקריים של העיצוב של שנאים ומכונות חשמל הוא בידוד של פיתולים. הוא נתון ללא הרף לגורמים הרסניים כגון: השפעות תרמיות עקב זרימה ממושכת של זרמים; עומסי רטט בשל המעגל המגנטי (עבור השנאים) ומנגנון הכונן (למכונות חשמל); השלכות של דליפה של זרמים מתחילים וזרמים קצרים.

כל הגורמים הללו גורמים לנזק לבידוד ולהפרשות חלקיות. עבור מכונות חשמל, זהו הגורם השכיח ביותר לכישלון, ועל השנאים, כישלון כתוצאה מפגיעה בבידוד של פיתולים הוא השני רק נזק התשומות.

למה אתה צריך למדוד הפרשות

מדידת התהליכים המתרחשים בעת פריקה חלקית נחוצה כדי להשיג את האפשרות למנוע את התמוטטות הבידוד ואת הירידה המרבית בעוצמתם בחומרי בידוד.

בקשר עם השימוש בידוד XLPE בבניית כבלי חשמל, ציוד חשמלי, מתח גבוה שנאים, קווי תמסורת יתר, יש צורך לפקח ללא הרף על הפרשות חלקי המשפיעים על הבטיחות של פעולתם.

מניעת תקלות בידוד ושיטות בדיקה

יש לבדוק את מצבו של חומר הבידוד במהלך הפעולה על מנת לזהות את השברים המתפתחים ולמנוע תקלות חירום עקב פריקות חלקיות על הציוד.

כדי לשלוט על מידת הפגם של בידוד של ציוד מתח גבוה, יש:

• בדיקות עם מתח מוגבר, שווה ערך לגודל אפשרי שלה במהלך המבצע. זה הכרחי כדי לקבוע את הערכים של כוח חשמלי של בידוד במהלך מתח לטווח קצר עולה.
• שיטות בדיקה לא הורסות לקביעת משאב הזמן של פעולתו.

זה מאפשר לבצע אבחון אמין על ציוד תפעולי, מבלי להסיר ציוד מהפעולה, ולכן, ללא הפסדים כלכליים.

שיטות קיימות לאבחון הפרשות חלקיות יכולות לזהות פגם בשלבים המוקדמים של התפתחותו, ובכך למנוע תיקון יקר או החלפה של ציוד שנכשלה.

שיטות מסוימות לאפשר לוקליזציה אזור פגם, ורק אזורים פגומים של בידוד יהיה כפוף לתיקון.

כאשר בודקים ציוד עם מתח גבוה, איכות הבידוד מתדרדרת כתוצאה מלחצים גבוהים פי כמה מהערכים התפעוליים.

שיטות אבחון לאיתור הפרשות חלקיות מאפשרות את האומדן המדויק ביותר של מידת הביצועים השיוריים של הציוד, מבלי לגרום להשפעה הרסנית על בידודו. האבחון של פריקות חלקיות במהלך הפעולה מסובך על ידי העובדה כי בדרך כלל סביב אובייקט נבדק הוא ציוד אחר, כי הוא מקור של הפרעה. אותות אלה עשויים להיות שונים בפרמטרים מן האותות של האובייקט הרצוי, שכן הם יכולים גם להיות פריקות חלקית.

לכן, כדי להפריד את אותות ההפרעה ואת הפרשות החלקיות הנמדדות, יש למדוד תחילה את אותות ההפרעה עם המתח המנותק באובייקט הנבדק ולאחר מכן למדוד אותו במצב ההפעלה.

במקרה זה, יירשם סכום ההפרשות החלקיות והרקע הרקע.

ההבדל בתוצאות המדידות יראה את הערך של אות פריקה חלקית.

המאפיינים המתקבלים מאפשרים לאמוד את אופי הפגמים וההפרשות עצמן.

שיטת הפריקה החלקית אינה מזיקה לבידוד ונמצאת בשימוש נרחב, שכן הבדיקה אינה משתמשת במתח מוגבר, המשפיע לרעה על הבידוד.

שיטת פריקה חשמלית

השיטה דורשת נוכחות של איש קשר של מכשירי מדידה עם בידוד.

זה מאפשר לקבוע מספר רב של מאפיינים של פריקה חלקית.

זה מדויק ביותר של כל שיטות למדידת הפרשות חלקיות.

שיטת הקלטה אקוסטית

שיטה זו מבוססת על שימוש במיקרופונים המקבלים אותות שמע מציוד הפעלה.

חיישנים מותקנים בבוררי מתח מורכבים וציוד חשמלי אחר ופועלים מרחוק.

חסרון: פריקות חלקיות בגודל קטן אינן קבועות.

שיטה אלקטרומגנטית או מרחוק

איתור הפרשות חלקיות בשיטת המיקרוגל הוא תהליך פשוט ויעיל. לשם כך, נעשה שימוש בהתקן אנטנה כיוונית.

החסרון של שיטה זו הוא חוסר האפשרות למדוד את הגודל של הפרשות.

ספציפיות של הפרשות השנאים

שנאי כוח רבי עוצמה הם חלקים של מערכות חשמל, ומתקני מתח גבוה מותקנים בקרבתם, בהם קיימים הפרשות חלקיות. אותות מהם מגיעים בדרכים שונות כדי שנאי פיקוח.

אם קווי מתח תקורה הנתמכים לפריקת ברק מחוברים לשנאי, אותות מהם יירשמו בעת מדידת מאפייני הפריקה החלקיים בבידוד השנאי.

כאשר השנאי ממוקם בתחנת פתוחה, הפרשות קורונה להתרחש מעת לעת על חלקים חיים החיצוני שלה, בהתאם טמפרטורה, לחות וגורמים אחרים.

שינוי העומס והנוכחות של התקנים המווסתים את הפרמטרים שלהם במהלך הפעולה, למשל, מכשירים המסדירים פעולה תחת עומס, בשנאים מובילים לשינוי במאפיינים של פריקות חלקיות, אשר ניתן להפחית או להגדיל.

כל הגורמים הללו מובילים לעובדה שמדידות רבות על השנאים יכולות להראות תמונה מעוותת של מצב הבידוד.

הקריאות שנלקחו מהשנאי הנבדק יהיו דחפים של הפרעה מעבודת הציוד הסמוך.

במקרים כאלה, יש צורך להשתמש בטכניקת מדידה שנבחרה בצורה נכונה כדי לא לכלול את השפעת ההפרעה על הנתונים המתקבלים על הפרשות חלקיות בשנאים.