Причини за делумно празнење во високонапонски прекинувач

Делумното празнење е еден од најважните знаци за рано предупредување за влошување на изолацијата кај високонапонските разводни уреди. Иако делумното празнење не ја премостува целосно изолацијата помеѓу проводниците, повторената активност на празнење може постепено да го оштети изолациониот систем и да го зголеми ризикот од дефект на изолацијата, превртување и неочекувано исклучување на опремата.

Разбирањето на причините за делумно празнење им помага на електроинженерите да ги идентификуваат дефектите во рана фаза и да ја подобрат доверливоста на разводната опрема во текот на неговиот работен век.

Што е делумно празнење?

Делумно празнење е локализирано електрично празнење кое се јавува само во дел од системот за изолација. Може да се развие во празнина исполнета со гас, долж изолационата површина, околу остар раб на проводник или во близина на дефект на цврст или композитен диелектрик.

Феноменот обично се поврзува со локална концентрација на електричен стрес. Кога локалното електрично поле ја надминува издржливоста на слаба област, се случува кратко празнење. Испуштањето може да биде кратко и мало, но повторената активност може постепено да ја ослабне околната изолација.

IEC 60270 дефинира методи базирани на полнење за мерење на делумно празнење во електрични апарати, компоненти и системи тестирани со AC или DC напон. Стандардот се однесува и на мерните кола, калибрацијата, дигиталното мерење и одвојувањето на сигналите за делумно празнење од надворешни пречки.IEC 60270:2025

Како делумното празнење ја оштетува изолацијата

1. Хемиско оштетување предизвикано од наелектризирани честички

За време на делумно празнење, електроните и јоните се движат низ слабиот регион на изолацијата. Овие високо-енергетски наелектризирани честички се судираат со изолационите молекули и можат да ги скршат хемиските врски.

Повтореното бомбардирање може да предизвика:

1, Распаѓање на полимерни синџири

2, Површинска ерозија

3, Формирање на спроводливи карбонизирани патеки

4, Хемиска деградација на епоксидна смола и други изолациски материјали

5, Постепено намалување на диелектричната јачина

Во цврста изолација, овој процес може да ја зголеми внатрешната празнина или да создаде канал за дрвја. Штом дефектот ќе стане доволно голем, изолацијата може повеќе да не издржи нормален работен напон или привремен пренапон.

2. Термичко и оксидативно оштетување

Делумното празнење, исто така, произведува локализирана топлина. Иако просечната енергија на поединечно празнење може да биде мала, повторените импулси концентрирани во истата област може да ја подигнат температурата на околната изолација.

Добиениот термички стрес може да доведе до:

1, Локално прегревање

2, Оксидативно пукање

3, Топење или карбонизација на полимерни материјали

4, Губење на механичка сила

5, Проширување на внатрешни пукнатини и празнини

Термичкото оштетување и хемиското оштетување често се зајакнуваат едни со други. Како што површината на изолацијата станува погруба или попроводлива, локалното електрично поле станува помалку униформно, што може да ја забрза понатамошната активност на празнење.

Високонапонски прекинувач и неговиот изолационен систем

Високонапонската разводна опрема е комплексен склоп кој ги комбинира проводниците, уредите за прекинување, собирниците, компонентите на изолацијата, заземјувачките куќишта и контролните системи.

Во зависност од дизајнот, типичните материјали може да вклучуваат:

1, Епоксидна смола

2, Силиконска или друга инженерска пластика

3, Воздух или изолационен гас

4, Сулфур хексафлуорид во применлива опрема изолирана со гас

5, Керамичка или композитна изолација

6, Бакар, алуминиум и други спроводливи материјали

Комбинацијата на различни материјали и геометрии создава повеќе локации каде може да дојде до делумно празнење. Квалитетот на производството, прецизноста на склопувањето, работниот напон, температурата, влажноста, контаминацијата и стареењето на изолацијата може да влијаат на однесувањето на ПД.

За апликации со разводни уреди, релевантните барања зависат од дизајнот на опремата и класата на напон. Серијата IEC 62271 опфаќа високонапонска разводна и контролна опрема, вклучувајќи опрема што користи цврста изолација и изолациски гасови.Серија IEC 62271

Главните причини за делумно празнење во високонапонски прекинувачи

1. Дефекти во процесот на производство на изолација

Производните дефекти се меѓу најчестите извори на делумно празнење во разводната опрема со цврста изолација.

Внатрешни празнини и воздушни меури

За време на лиење, обликување или инкапсулирање епоксидни меури може да останат во внатрешноста на изолацијата. Овие празнини имаат помала диелектрична јачина од околната цврста изолација.

Кога се применува напон, електричното поле во празнината станува повисоко од просечното поле во цврстиот материјал. Ова е поврзано со разликата помеѓу диелектричната константа на гасот во празнината и онаа на околната изолација.

Како резултат на тоа, гасот во шуплината може да се распадне пред главната изолација. Секое празнење може да ја зголеми празнината, да ја оштети нејзината површина и на крајот да ја намали вкупната јачина на изолацијата.

Странски честички и материјална контаминација

Металните честички, прашината, влагата и другите нечистотии внесени за време на производството можат да создадат локални слаби точки. Спроводливата контаминација може да го наруши електричното поле или да формира патека за празнење помеѓу различните области на изолацијата.

Типични причини вклучуваат:

1, Лошо контролирани услови за лиење

2, Несоодветно чистење пред склопување

3, Неправилно складирање на изолационите компоненти

4, Недоволно стврднување на епоксидна смола

5, Контаминација за време на транспортот или инсталацијата

Еден внатрешен дефект можеби нема да предизвика моментален дефект, но може да стане поактивен како што опремата старее или работи под зголемен електричен стрес.

2. Нерамномерна распределба на електричното поле

Еднообразно електрично поле е од суштинско значење за сигурни перформанси на изолацијата. Секоја остра точка, неправилна површина или лебдечки спроводлив предмет може да го зголеми локалното електрично поле и да иницира делумно празнење.

Бруси и остри рабови на проводниците

Бришење на собирниците, острите агли, недовршените рабови на проводниците и слабо обликуваните електроди можат да создадат силна концентрација на електрично поле.

Овој ефект е особено значаен околу:

1, Зглобови на собирници

2. Кабелски терминали

3. Преместување контакти

4, Завртки врски

5, Заштитни компоненти

6, Проводни влошки внатре во обликуваната изолација

Дури и кога просечниот работен напон е во рамките на рејтингот на опремата, локалното поле во близина на остар раб може да го надмине почетниот степен на празнење.

Лабави или лебдечки метални честички

Металните честички во внатрешноста на куќиштето на разводната опрема може да се наполнат електрично или да се движат под влијание на електричното поле. Нивната позиција и потенцијал може да се променат за време на работата, создавајќи нестабилни услови на терен.

Таквите честички може да предизвикаат:

1, Локално подобрување на полето

2. Површинско празнење

3, Импулси на интермитентно празнење

4, Следење на блиската изолација

5, Нестабилни шаблони на ПД

Ова е една од причините зошто чистотата и строгите процедури за склопување се важни за време на производството и одржувањето на разводните уреди.

Контаминирани или груби изолациони површини

Прашината, влагата, маслото и друга контаминација може да го намалат ефективно растојание на лази на изолационата површина. Груба или оштетена површина, исто така, создава мали концентрации на поле каде што може да започне површинското празнење.

Површинската контаминација е особено важна кај опремата изложена на:

1, Висока влажност

2. Проводен прав

3. Спреј со сол

4, Индустриско загадување

5, Кондензација

6, Лоша вентилација

Самото чистење можеби нема трајно да го реши проблемот ако површината на изолацијата веќе има развиено трага, пукнатини или ерозија.

Дефекти во заземјеното куќиште

Металното куќиште вообичаено обезбедува заштита и контролиран референтен потенцијал. Сепак, грубите завари, порите, подмножествата на згура и други производствени дефекти може да создадат неправилни услови на електричното поле во близина на заземјениот простор.

Овие дефекти можат да стапат во интеракција со блиските изолација или спроводливи делови и да го зголемат ризикот од празнење. Квалитетот на заварот, геометријата на куќиштето, континуитетот на заземјувањето и внатрешните празнини треба да се проверат за време на производството и проверката.

3. Неуниформни диелектрични медиуми

Современите разводни уреди често користат композитни системи за изолација во кои неколку материјали работат заедно. На пример, епоксидната смола може да се комбинира со инженерска пластика, изолационен гас, проводни влошки и воздушни празнини.

Секој материјал има различни електрични и термички својства. Ако интерфејсите се лошо дизајнирани или произведени, диелектричното поле може да не се дистрибуира рамномерно.

Потенцијалните проблеми вклучуваат:

1, Лошо поврзување помеѓу различни материјали за изолација

2, Нерамни диелектрични константи

3, Празнини на материјалните интерфејси

4, Внатрешна раслојување

5, Влагата заробена помеѓу слоевите

6, Празнини околу вградените проводници

Внатрешните меури и нечистотии можат дополнително да ја зголемат нерамномерноста на диелектричниот медиум. Под работен напон, овие области може да доживеат поголем електричен стрес од околната изолација и да станат почетна точка на делумно празнење.

Други фактори кои влијаат на делумното празнење

Делумното празнење не е предизвикано само од производствени дефекти. Неколку работни и еколошки услови може да ја зголемат активноста на испуштање.

Работен напон

Како што се зголемува применетиот напон, електричното поле во слабите региони исто така се зголемува. Дефектот што останува неактивен при нормален напон може да предизвика мерливо празнење за време на настан на пренапон, тест за издржување или привремено зголемување на напонот на системот.

Температура

Температурата влијае на својствата на изолацијата, притисокот на гасот, ширењето на материјалот и состојбата на интерфејсите. Термичкото проширување може да ги зголеми постоечките празнини или да стави дополнителен стрес на врзаните компоненти на изолацијата.

Влажност и кондензација

Влагата може да ја намали отпорноста на изолацијата на површината и да промовира испуштање на површината. Кондензацијата е особено опасна кога топол, влажен воздух влегува во поладна преграда за разводни уреди.

Изолација Стареење

Долгорочниот електричен, термички и механички стрес може да предизвика стареење на изолацијата. Стареењето може да предизвика пукнатини, обезбојување, ерозија, раслојување и зголемена апсорпција на влага, а сето тоа може да го направи делумното празнење поверојатно.

Механички стрес и вибрации

Лабавите врски, вибрациите и постојаното термичко проширување може да создадат мали празнини помеѓу компонентите на изолацијата. Овие празнини може да станат локации за празнење, особено во близина на собирници, завршетоци на каблите и вградени проводници.

Откривање на делумно празнење во прекинувачот

ПД тестирањето се користи за да се идентификува активноста на испуштање пред да се развие во сериозен дефект на изолацијата. Во зависност од опремата и целта на тестот, инженерите може да го проценат привидното полнење, големината на празнењето, шемите резолуирани во фаза, повторувањето на пулсот и промените со текот на времето.

Сигурен тест треба да вклучува:

1, Соодветен уред за мерење и сензор

2, Правилна калибрација на системот за мерење

3, Ефикасна контрола на надворешни пречки

4, Правилно заземјување и заштита

5, Стабилен тест напон и услови на животната средина

6, Споредба со технички ограничувања и претходни тест записи

Weshine Electric е професионален производител посветен на истражување, развој и производство на високонапонска опрема за тестирање и мерење. Опремена со стандардизирани производствени работилници и независни лаборатории за калибрација, фабриката строго ги следи стандардите на IEC и системите за управување со квалитет ISO за да се осигура дека секој инструмент обезбедува стабилни, повторливи и отпорни на пречки тест перформанси за глобалните апликации во електроенергетската индустрија.

Тестерот за дигитално делумно празнење GDJF-2007 е независно развиен и фабрички калибриран од Weshine Electric. Може да се користи за дигитално мерење и анализа на парцијално празнење во високонапонска опрема.  Во практична примена, инструментот може да поддржува евалуација на големината на PD, шемите на празнење и состојбата на изолацијата. Точната конфигурација на тестот и критериумите за прифаќање треба да се изберат според дизајнот на разводната опрема, важечките стандарди и техничката документација на производителот.

Најчесто поставувани прашања

Која е најчеста причина за делумно празнење во разводната опрема?

Вообичаените причини вклучуваат внатрешни празнини, воздушни меури, нечистотии, остри рабови на проводниците, контаминација на површината, слаби изолациски интерфејси и нерамномерна распределба на електричното поле.

Може ли директно да се види делумно празнење?

Обично, делумното празнење не може да се види при нормална работа. Најчесто се открива преку електрични, ултразвучни или други специјализирани методи за мерење.

Дали делумното празнење секогаш значи моментален дефект на опремата?

Не. Делумниот исцедок може да се развие постепено. Сепак, постојаната или зголемена активност на ПД укажува на влошување на изолацијата и бара професионална евалуација.

Како острите рабови на собирниците предизвикуваат делумно празнење?

Острите рабови го концентрираат електричното поле. Локалното поле може да стане многу посилно од просечното поле, овозможувајќи испуштањето да започне во близина на работ.

Како може да се намали делумното празнење во разводната опрема?

Ефективните мерки вклучуваат подобрување на производството на изолација, отстранување на бруси, контролирање на чистотата, спречување на влага, оптимизирање на степенот на електричното поле, подобрување на заземјувањето на куќиштето и спроведување на редовно PD тестирање.

Заклучок

Делумното празнење во високонапонската разводна опрема обично е резултат на комбинација на дефекти на изолацијата, концентрација на електричното поле, нерамномерни диелектрични материјали, услови на животната средина и долгорочно стареење.

Внатрешните празнини, нечистотиите, остри рабови на собирниците, лебдечките метални честички, контаминираните површини и лошите изолациски интерфејси, сите можат да создадат локален електричен стрес. Штом ќе започне испуштањето, хемиската ерозија и термичкото оштетување може постепено да ја ослабнат изолацијата.

Редовното тестирање за делумно празнење обезбедува вредни информации за состојбата на изолацијата и им помага на тимовите за одржување да ги идентификуваат проблемите во развој пред да се случи голем дефект. За точна дијагноза, тестирањето треба да го вршат квалификувани професионалци користејќи соодветно калибрирана опрема и процедури во согласност со важечките стандарди.

Поддржан од внатрешно истражување и развој, стандардизирано фабричко производство и строга калибрација на квалитет, Weshine Electric продолжува да обезбедува сигурни инструменти за тестирање на висок напон и професионални технички решенија за одржување на трафостаницата, проверка на електричната мрежа и дијагноза на индустриски електроенергетски системи ширум светот. Слободно контактирајте го нашиот тим за технички листови со податоци, приспособени решенија за тестирање и фабричка поддршка на големо.