Djelomično pražnjenje (PD) u transformatorima odnosi se na fenomen u kojem dolazi do lokaliziranog proboja dielektrika u malom dijelu izolacijskog sustava pod visokim naponom. Ta pražnjenja ne premošćuju elektrode, već se javljaju samo u područjima slabe izolacije. PD je obično vrlo slab i ne mogu ga otkriti ljudska osjetila, što zahtijeva specijaliziranu mjernu opremu.
Uzroci djelomičnog pražnjenja u transformatorima
Uzroci djelomičnog pražnjenja u transformatorima su višestruki i obuhvaćaju nekoliko aspekata:
1. Izolacijski materijal i struktura:
Defekti kao što su mjehurići, nečistoće i pukotine: Ovi nedostaci umanjuju izolacijsku izvedbu materijala, što dovodi do djelomičnog pražnjenja.
Niža dielektrična konstanta mjehurića: Mjehurići podnose veću jakost električnog polja u usporedbi sa susjednim izolacijskim materijalom, što ih čini osjetljivijima na kvar i pražnjenje.
Nerazuman dizajn izolacijske strukture: Prekomjerna jakost međusloja ili zaokretnog polja u suhim transformatorima zbog lošeg dizajna može uzrokovati djelomično pražnjenje.
Oštri rubovi i neravnine: Izolacijske i metalne komponente s oštrim rubovima ili neravninama mogu uzrokovati lokalnu koncentraciju električnog polja, izazivajući djelomično pražnjenje.
2. Operativni čimbenici:
Dugotrajni rad i varijacije opterećenja: Ovi čimbenici dovode do starenja i trošenja unutarnjih izolacijskih materijala transformatora, smanjujući njihova izolacijska svojstva i uzrokujući djelomično pražnjenje.
Prenapon: Prenapon u elektroenergetskom sustavu, uzrokovan vanjskim čimbenicima (poput munje) ili unutarnjim čimbenicima (poput sklopnih operacija), može premašiti probojni napon materijala, što dovodi do djelomičnog pražnjenja.
3. Čimbenici instalacije i procesa:
Neadekvatni proizvodni procesi: Loša kontrola vakuuma tijekom sušenja, neadekvatno vrijeme sušenja i zahtjevi za temperaturom mogu ostaviti zaostale plinove u zavojnicama.
Oštećenje instalacije: Izolacija se može oštetiti tijekom postavljanja ili duga razdoblja mirovanja mogu povećati sadržaj vlage u izolacijskim materijalima, utječući na razine pražnjenja.
Neispravni postupci namatanja i sastavljanja: Problemi kao što su neravnine na visokonaponskim i niskonaponskim vodovima ili neodgovarajuće udaljenosti tijekom sastavljanja mogu utjecati na razine djelomičnog pražnjenja.
Opasnosti od djelomičnog pražnjenja
Iako je djelomično pražnjenje u transformatorima lokalizirano i slabo, predstavlja značajnu dugoročnu opasnost, prvenstveno kroz oštećenje izolacijskih materijala:
1. Izravno oštećenje izolacije: Kontinuirano djelomično pražnjenje postupno nagriza izolaciju, potencijalno dovodeći do potpunog kvara tijekom vremena. Elektrokemijski učinci proizvode reaktivne plinove poput ozona i dušikovog oksida, koji dodatno nagrizaju izolaciju.
2. Lokalno grijanje: Djelomično pražnjenje stvara toplinu, koja može povećati lokalnu temperaturu dielektrika, čak uzrokujući karbonizaciju.
Metode detekcije djelomičnog pražnjenja
Metode detekcije djelomičnog pražnjenja općenito uključuju električne, ultrazvučne i kemijske tehnike:
1. Električne metode: Korištenje osciloskopa, detektora djelomičnog pražnjenja ili mjerača radio smetnji za promatranje valnih oblika pražnjenja ili razina radio smetnji.
2. Ultrazvučne metode: Detekcija ultrazvučnih valova generiranih pražnjenjem i pretvaranje tih valova u električne signale za analizu.
3. Kemijske metode: Analiza sadržaja i uzoraka varijacija različitih plinova otopljenih u ulju, općenito poznata kao "kromatografska analiza".
Preventivne mjere za djelomično pražnjenje
Kako bi se izbjegle opasnosti od djelomičnog pražnjenja, može se poduzeti nekoliko preventivnih mjera:
1.Odabir visokokvalitetnih izolacijskih materijala.
2. Redoviti pregled i održavanje: Pravovremena zamjena starih i jako istrošenih komponenti.
3. Ugradnja uređaja za prenaponsku zaštitu: Za otkrivanje i suzbijanje stanja prenapona.
4. Ugradnja uređaja za nadzor temperature: Redovito provjeravanje promjena temperature na površini transformatora.
Ove mjere učinkovito sprječavaju i ublažavaju pojavu djelomičnog pražnjenja, osiguravajući siguran i stabilan rad transformatora.
