Osaline tühjenemine õliga täidetud trafodes: liigse PD-taseme olemus ja levinumad põhjused

01 Sissejuhatus

Osaline tühjenemine (PD) õlivannis Võimsustrafod on trafotööstuses jätkuvalt ülemaailmselt tunnustatud probleem. Paljud tootjad on osakoormusega seotud rikete tõttu kandnud märkimisväärset kahju.

PD-väärtuste ületamine võib esineda tehase testimise, kolmandate osapoolte kontrollide või klientide asukohtade ajal. PD-allikate leidmine on sageli nagu nõela otsimine heinakuhjast, mis toob kaasa päevi või isegi kuid kestva ümbertöötlemise, põhjustades tootjatele või lõppkasutajatele märkimisväärset kvaliteedilangust.

Seetõttu on kriitilise tähtsusega liigse Parkinsoni tõve teaduslik diagnoosimine ja põhjuste kiire kindlakstegemine.

02 Definitsioon ja olemus

Kuigi ametlikku definitsiooni pole olemas, määratleb autor PD järgmiselt:
[Trafos lokaliseeritud kohtades toimuv tühjenemine, mis ei ole veel koheselt põhjustanud isolatsiooni purunemist ega ülelööki.]

PD stsenaariumid on väga erinevad, kuid neil on ühine olemus:
[Isolatsioonisüsteemi struktuuri-, materjali- või tootmisdefektid põhjustavad lokaalset elektrivälja moonutust, mis ületab selles punktis dielektrilise tugevuse, mille tulemuseks on korduv, mikrotasandi ja mitteläbitungiv ionisatsiooniline läbilöök.]

Lühidalt öeldes seisneb PD olemus lokaliseeritud elektrivälja kontsentratsioonis, mis ületab PD algvälja tugevust.

03 Peamised põhjused

PD mehhanismide põhjal võib iga liigseid lokaliseeritud elektrivälju põhjustav tegur vallandada PD ületamisi.

3.1 PD asukohad
PD võib pärineda järgmistest allikatest:

Puksid

 

OLTC/DETC astmelülitid

 

Müügivihjed

 

Mähised

 

Maanduskomponendid

 

Isolatsioonipinnad/sisemised defektid

 

Trafoõli

Kõige haavatavamad saidid:Õhutühikud tahkes isolatsioonis või gaasimullid õlis.
Põhjus:Pingepinge korral on elektrivälja intensiivsus pöördvõrdeline dielektrilise konstandiga (ε).

Paberisolatsioon ε ≈ 4,4

 

Õhupoorid ε ≈ 2,0
→ Õhutühjad kogevad ≈2,2 korda suuremat väljatugevust.
Madala purunemistugevusega (Vahelduvvool ≈2kV/mm), tühimikud/mullid muutuvad PD initsieerimise nõrkadeks kohtadeks.

3.2 PD tüübid
Levinud PD tüübid Õliga sukeldatud trafos:

Gaasimullide tühjenemine

 

Niiskuse põhjustatud tühjenemine(niiske isolatsioon)

 

Terav elektroodi tühjenemine(kõrgepinge/maanduselektroodide otsad)

 

Ujuv potentsiaalne tühjendus

 

Kiilukujuline õlivahe tühjendus

 

Metalliliste/saasteosakeste heide

 

Liimdefektid(liigne/halva kvaliteediga liim kinnitusplaatides/otsarõngastes)

Põhiteadmised:

PD ületamised on harva projekteerimisega seotud (tõenäosus ≈0,5%).
95%+ tuleneb materjali-, protsessi- või tootmisdefektidest.

Põhjendus:Kui ülepinged (LI, LIC, SI, LTAC) teisendatakse samaväärseks 1-minutiliseks võimsus-sageduslikuks taluvuspingeks (DIL-teisendus), ületavad kõik PD-testpinget (IVPD). Pea-/pikiisolatsioon on projekteeritud suurima ülepinge stsenaariumi jaoks.

Ei.	PD-tüüp	Asukoht	Mehhanism	Levinud juhtumid
1	Terav elektroodi tühjenemine	Kinnitusdetailid, paak, tõusev puks, juhtmete pressimisklemmid	Väike kõverusraadius → suur laengutihedus → äärmuslik väljakontsentratsioon	Varjestamata poldid kõrgepingeelektroodide lähedal; teravad servad magnetilisel varjestusel
2	Gaasimulli/tühja tühjenemise	Mullid õlis / tühimikud tahkes isolatsioonis	Madal dielektriline konstant (ε≈1) → suur väljapinge + madal läbilöögitugevus (2kV/mm)	Mittetäielik vaakum; kiire õliga täitmine; liigne/halb liim otsarõngastes/tasandussfäärides
3	Niiskuse põhjustatud tühjenemine	Mähised, südamiku isolatsioon, juhtmed	Niiskus vähendab dielektrilist tugevust 60–70%	Ebapiisav südamiku kuivatamine; liigne kokkupuude ümbritseva õhuga montaaži ajal
4	Ujuv potentsiaalne tühjenemine	Presspapp, pliitoed, magnetšundid	Laengu akumuleerumine → äkiline tühjenemisimpulss	Maandamata magnetiline varjestus; halvasti ühendatud elektrostaatilised rõngad
5	Saasteainete heide	Vesi/kiud/metallosakesed õlis	Välja moonutus + vesi suurendab väljapinget 2,9×	Ebapiisav õlifiltreerimine; saastunud südamik; niiskuse sissepääs

04 Väljavaated

Sihipärase tõrkeotsingu jaoks on oluline mõista levinud PD tüüpe, mehhanisme, asukohti ja juhtumiuuringuid.

Koos trafo ühenduspõhimõtete, konstruktsioonilise disaini, PD lainekuju karakteristikute, polaarsuse lokaliseerimise ja diagnostiliste testidega võimaldavad need teadmised kiiret algpõhjuse tuvastamist ja kvaliteedikadude minimeerimist.