IV. Test rozładowania niezupełnego transformatora suchego

1. Analiza przebiegu wyładowań niezupełnych

Napięcie na impedancji detekcyjnej Zm (tj. sygnał detekcyjny) jest dość małe i musi zostać wzmocnione, aby uzyskać wyraźny sygnał na przyrządzie. Wartość szczytową sygnału impulsowego wzmocnionego przez wzmacniacz można zmierzyć za pomocą oscyloskopu. Ponadto oscyloskop może również zobaczyć, jaka faza wyładowania występuje w częstotliwości sieciowej, określić kształt fali impulsu i czasy rozładowania oraz obserwować charakterystykę całego wyładowania niezupełnego. Aby określić przybliżoną lokalizację i charakter wyładowania, oscyloskopy mogą skanować poziomo i eliptycznie. Skanowanie poziome jest wykonywane z pełnym odchyleniem ekranu równoważnym jednemu okresowi i zsynchronizowane z napięciem testowym w celu określenia fazy impulsu. Skanowanie eliptyczne jest również równoważne jednemu okresowi napięcia testowego na cykl przemiatania. RYS. 4-1 Schematyczny diagram przebiegu na ekranie w dwóch trybach skanowania.

Rys.4-1

W teście wyładowań niezupełnych, oprócz izolacji, mogą wystąpić wewnętrzne wyładowania niezupełne, a na kształt fali wyładowań niezupełnych mogą wpływać również połączenia przewodów, styków elektrycznych i lamp fluorescencyjnych, korona elektrody wysokiego napięcia itp. W tym celu konieczne jest rozróżnienie przebiegów wyładowań niezupełnych i innych zakłóceń wewnątrz izolacji. RYS. 4-2 przedstawia kilka typowych przebiegów.

RYS.4-2

2. Identyfikacja widma wyładowań niezupełnych

Rysunek 4-3 przedstawia różne typy oscylogramów wyładowań niezupełnych, uzyskiwanych w pobliżu napięcia początkowego. Rysunki (a), (b), (c) i (d) przedstawiają podstawowe charakterystyki wyładowań niezupełnych, a (e), (f) i (g) – podstawowe charakterystyki fal interferencyjnych.

RYS.4-3

W przypadku (a) w strukturze izolacyjnej występuje tylko jedna szczelina powietrzna prostopadła do kierunku pola elektrycznego, a impuls wyładowania nakłada się na obszar między pikiem dodatnim a ujemnym. Amplituda i częstotliwość impulsu po obu stronach symetrii są zasadniczo równe. Czasami jednak górna i dolna amplituda asymetrii 3:1 jest nadal normalna. Zależność między wyładowaniem a napięciem probierczym jest taka, że ​​po początkowym wyładowaniu wyładowanie wzrasta do pewnego poziomu i pozostaje niezmienione wraz ze wzrostem napięcia probierczego. Napięcie gaszenia jest w przybliżeniu równe lub nieznacznie niższe od napięcia początkowego.

W przykładzie (b) struktura izolacyjna zawiera szczeliny powietrzne o różnych rozmiarach, które są w większości odlewanymi strukturami izolacyjnymi. Gdy impuls wyładowania nakłada się na pozycję przed pikiem dodatnim i ujemnym, amplituda i częstotliwość dwóch symetrycznych stron impulsu są zasadniczo równe, ale czasami asymetria górnej i dolnej amplitudy wynosząca 3:1 jest nadal normalna. Na początku wyładowania impuls wyładowania można rozdzielić, a następnie napięcie rośnie, część impulsu wyładowania przesuwa się w kierunku zerowego napięcia testowego, jednocześnie występuje większy impuls, a rozdzielczość impulsu stopniowo maleje, aż do momentu, gdy nie można go rozdzielić. Po początkowym wyładowaniu wyładowanie stale rośnie wraz ze wzrostem napięcia, a napięcie gaszenia jest zasadniczo równe lub niższe od napięcia początkowego.

W przypadku (c) w strukturze izolacyjnej występuje tylko jedna szczelina powietrzna. Reakcja wyładowania szczeliny powietrznej na powierzchni elektrody różni się od reakcji w dielektryku. Impuls wyładowania nakłada się na dodatnie i ujemne piki napięcia, a amplituda po obu stronach nie jest symetryczna – częstotliwość dużej amplitudy jest niska, a częstotliwość małej amplitudy jest wysoka. Stosunek ten jest zwykle większy niż 3:1, a czasami 10:1. Można wyróżnić całkowitą reakcję wyładowania. Po rozpoczęciu wyładowania, ilość wyładowania pozostaje zasadniczo niezmieniona i nie ma związku ze wzrostem napięcia. Napięcie gaszenia jest równe lub nieznacznie niższe od napięcia początkowego.
 
W (d), (1) skupisko szczelin powietrznych o różnych rozmiarach znajduje się na powierzchni elektrody, ale są one typu zamkniętego; (2) Szczelina elektryczna między elektrodą a ośrodkiem izolacyjnym nie jest zamknięta. Stosunek amplitudy między obiema stronami wynosi zwykle 3:1, a czasami 10:1, zanim impuls rozładowania nałoży się na ujemny szczyt napięcia. Wraz ze wzrostem napięcia część impulsu przesuwa się w kierunku zera. Po zainicjowaniu rozładowania rozdzielczość impulsu jest zadowalająca. Kontynuuj zwiększanie ciśnienia, a rozdzielczość spada, aż stanie się nieodróżnialna. Po początkowym rozładowaniu cesarz rozładowania stopniowo wzrasta wraz ze wzrostem napięcia, a napięcie gaszenia jest równe lub nieznacznie niższe od napięcia początkowego. Jeśli napięcie utrzymuje się przez 10 minut, odpowiedź rozładowania ulegnie pewnej zmianie.

(e) Źródłem zakłóceń jest ośrodek ciekły między ostrzem igły a płaską płytką lub ziemią. Wyładowanie koronowe występuje przy niższym napięciu, a impuls wyładowania nakłada się na szczytowe położenie napięcia, np. na szczycie ujemnym. Moc wyładowania ma wysoki potencjał; jeśli znajduje się w miejscu szczytu dodatniego, źródło zasilania ma niski potencjał. Pomaga to określić położenie zerowe napięcia, a para impulsów pojawia się symetrycznie przy dodatnich lub ujemnych szczytach napięcia, z równymi odstępami dla każdego skupiska impulsów wyładowania. Jednakże amplituda i odstęp czasu obu skupisk są różne, a mniejsze skupisko ma tę samą amplitudę i jest bardziej gęste. Większy impuls ma niższe napięcie początkowe, a wyładowanie rośnie wraz ze wzrostem napięcia. Napięcie początkowe skupiska mniejszych impulsów jest wyższe, a wielkość wyładowania jest niezależna od napięcia i pozostaje niezmieniona. Wraz ze wzrostem napięcia gęstość częstotliwości impulsów rośnie, ale nadal jest rozróżnialna. Wraz ze wzrostem napięcia staje się ona nierozróżnialna.

(f) Końcówka igły w płaskim lub ziemskim ośrodku gazowym. Wyładowanie koronowe występuje przy niższym napięciu, a impuls wyładowania nakłada się na szczyt napięcia. Na przykład w szczycie ujemnym źródło zasilania ma wysoki potencjał; jeśli znajduje się w szczycie dodatnim, źródło zasilania ma niski potencjał. Pomaga to określić zero napięcia. Po początkowym rozładowaniu napięcie rośnie, a ilość wyładowania pozostaje niezmieniona, ale gęstość impulsu dyfunduje w obie strony, a częstotliwość wyładowania rośnie, ale nadal jest rozróżnialna. Wraz ze wzrostem napięcia częstotliwość impulsów wyładowania stopniowo rośnie, aż do momentu, gdy staną się nierozróżnialne.

(g) Wyładowanie potencjału w stanie zawieszenia. Wyładowanie elektryczne między dwoma zawieszonymi metalowymi obiektami w polu elektrycznym lub między metalowym obiektem a ziemią.

Istnieją dwa rodzaje przebiegów:

1. Strona dodatnia i ujemna mają taką samą amplitudę impulsu, równy odstęp i częstotliwość;

2 Impulsy po obu stronach pojawiają się parami, w takich samych odstępach między parami, a czasami przesuwają się tam i z powrotem wzdłuż linii bazowej.

Istnieją trzy rodzaje rozładowania początkowego:

(1) Ilość wyładowania pozostaje niezmienna, niezależnie od napięcia, a napięcie gaszenia jest całkowicie równe napięciu początkowemu.

(2) Napięcie nadal rośnie i przy pewnym napięciu wyładowanie nagle zanika. Gdy napięcie nadal rośnie, a następnie spada, rozładowanie nastąpi ponownie przy poprzednim napięciu zanikającym.

(1)Wraz ze wzrostem napięcia moc rozładowania stopniowo maleje, a impuls rozładowania wzrasta.