Une décharge partielle dans l'isolation: le processus d'apparition des décharges partielles

Une décharge partielle est une décharge électrique qui se produit dans une petite portion de l'isolant où l'intensité du champ électrique dépasse la résistance à la rupture du matériau. Il peut se produire dans les vides à l'intérieur de l'isolant solide sur la surface du matériau isolant à l'intérieur des bulles de gaz dans le liquide isolant.

Les causes de décharges partielles

Selon la définition adoptée par les normes internationales, il est appelé décharge partielle de la décharge électrique de pontage localement l'isolation sur une partie séparée de la structure.

Ce processus se produit en raison de l'ionisation du gaz ou de liquide diélectrique, et peut se produire à l'interface entre deux milieux et à l'intérieur de l'isolant. L'apparition et le développement dépend du type de caractéristiques diélectriques et de structure de l'objet de l'isolement. Les décharges partielles dans l'isolation sont la conséquence de la présence d'inhomogénéités dans la structure et les caractéristiques diélectriques de la tension agissant sur lui. Ces hétérogénéités peuvent être diverses impuretés et la contamination, les cavités de gaz, zone humidifiant. De tels défauts sont formées dans la structure d'isolation, généralement en raison de perturbations du processus de sa fabrication et lors du fonctionnement de l'équipement (sous l'influence d'une contrainte mécanique, déformation, vibration).

Qu'est-ce que arborescences et leur formation dans la structure du matériau isolant

Le matériau isolant de la présente , il est formé une structure arborescente de la cavité – arborescences. Les branches se développent des décharges partielles de arborescences. Sous l'influence d'un champ électrique et les rejets augmentation de l'arborescence de taille et la quantité, améliorant ainsi le degré de dégradation de la matière polymère. Les dendrites ont une conductivité accrue et conduisent à la destruction progressive du diélectrique.

Depuis l'apparition d'une décharge partielle dans le milieu gazeux nécessite la tension inférieure à celle pour un effet similaire à la matière étrangère liquide ou solide, la présence de tels défauts dans l'isolation peut être la cause la plus probable de l'apparition de la rupture du matériau. Cela est dû au fait que la cavité remplie de gaz, la force du champ électrique est plus élevé que dans une partie solide ou liquide et de la rigidité diélectrique du milieu gazeux a une valeur plus faible que l'autre fraction d'isolation.

types arborescences

origine électrique de l'arborescence formée par exposition tension d'impulsion de courant alternatif, ainsi que ses valeurs très élevées. En fonctionnement, ces valeurs sont l'équipement ne provoquent pas de rupture immédiate de l'isolation, mais peut provoquer l'ionisation du gaz dans les irrégularités. Si la structure du matériau est pas suffisamment grande pour la taille des cavités, dendrites peuvent croître un temps relativement long.

La présence de bulles de dimension accrue conduit à des décharges partielles pendant le fonctionnement du câble à la tension nominale.

arborescence de l'eau formée en contact avec l'humidité à l'intérieur de l'isolant par diffusion à travers ou microfissures dans le matériau.

Si la condensation de l'humidité dans les inclusions, dendrites sont formés, après quoi ils commencent leur formation rapide et la croissance due à l'apparition de vides supplémentaires. Cela conduit à une diminution de la rigidité diélectrique et la rupture du câble.

Les principales raisons de la dégradation de l'isolement comprennent à la fois le vieillissement électrique due à des décharges partielles se produisant dans des inclusions de surtension en mode de fonctionnement nominal, et le vieillissement thermique du matériau.

Sous l'influence du processus de décharge partielle commence défaut d'isolement, la taille de l'augmentation de la zone affectée.

Les conditions de l'apparition de décharges partielles dépendent de la forme de la structure d'isolation de champ électromagnétique et les propriétés électriques du matériau de base particulier.

Les décharges partielles ne conduisent pas normalement au travers claquage de l'isolant, mais provoquent des changements dans la structure diélectrique, et un système d'exploitation suffisamment longue peut provoquer la rupture à travers la couche d'isolation. Leur apparence est toujours indicative des hétérogénéités locales diélectriques. Caractéristiques PD assez bon pour nous permettre de juger du degré d'imperfection de la structure isolante.

Le plus grand danger qu'ils présentent pour l'équipement avec AC et la tension d'impulsion.

Les phénomènes physiques qui accompagnent les décharges partielles dans l'isolation

Surchauffe conduit à l'isolation d'accélérer sa destruction en augmentant le nombre de points où il y a de nouveaux défauts conduisant à une augmentation du nombre et le volume de dendrites. Cela conduit à une augmentation de la tension dans la zone du champ.

La décharge électrique partielle présente sur l'effet d'isolation thermique, et détruit les particules chargées et les produits chimiquement actifs formés à la suite de la décharge.

En outre, la décharge partielle entraîne l'apparition de la nature des courants pulsés créés par eux dans les canaux. Lorsque tout claquage est accompagné d'un rayonnement électromagnétique, les ondes de choc, flashs de lumière et la désintégration de l'isolation au niveau moléculaire.

Les décharges partielles sont les principales causes de dommages à l'équipement à haute tension. La raison en est que l'apparition de décharges partielles est la première étape du développement de la plupart des défauts dans l'isolation à haute tension.

En conséquence de ces processus, les conditions de l'apparition de panne d'isolation.

l'étape de décharge

En cas de dépassement d'une certaine tension de seuil fixé à un matériau isolant particulier, elle peut être initiée par les décharges partielles qui ne conduisent pas à la brûlure d'isolation immédiate, et ne peut donc être tout à fait acceptable. Ils sont appelés – initial.

En outre élever la tension, ce qui augmente la taille et le nombre des inclusions, entre l'arborescence en cours de fonctionnement continu de l'équipement, ce qui conduit à une forte augmentation de la décharge partielle. Leur apparence réduit considérablement la durée de vie d'isolement et peut conduire à sa rupture. Ces bits sont appelés critiques.

Effet de bits dans la structure de l'équipement

L'un des principaux éléments de structure des transformateurs et des machines électriques est l'isolation des enroulements. Il expose en permanence à des facteurs destructeurs tels que: effets thermiques dus aux courants de fuite prolongée; vibrant charge due au fonctionnement du circuit magnétique (transformateur) et un mécanisme d'entraînement (pour les véhicules électriques); les effets de l'écoulement du courant d'appel et des courants de court-circuit.

Tous ces facteurs conduisent à des dommages à l'isolation et l'apparition de décharges partielles. Pour les voitures électriques est la cause la plus fréquente de l'échec, et est à la deuxième place après avoir entré la défaillance du transformateur endommagé en raison de dommages à l'isolation de l'enroulement.

Ce qui nécessite la mesure des rejets

les processus de mesure des décharges partielles se produisant pendant surviennent est nécessaire pour être en mesure d'empêcher la dégradation de l'isolation et la diminution maximale de l'intensité dans les matériaux isolants.

Dans le cadre de l'utilisation des câbles d'alimentation XLPE dans les structures de l'équipement électrique, les transformateurs à haute tension, les lignes aériennes, vous devez garder en permanence le contrôle de PD, affectant la sécurité de leur fonctionnement.

La prévention de la dégradation de l'isolation et les méthodes d'essai

Il est nécessaire de vérifier l'état de la matière isolante au cours de l'opération destinée à détecter le développement de fracture et de prévenir les défaillances accidentelles dues à des décharges partielles sur l'équipement.

Pour contrôler le degré de défauts d'isolation, il y a un équipement à haute tension:

• Essai à haute tension, soit l'équivalent de la taille de son augmentation possible pendant le fonctionnement. Il est nécessaire de déterminer les valeurs de rigidité diélectrique quand une augmentation transitoire de la tension.
• méthodes d'essai non destructif pour déterminer le moment de son exploitation de la ressource.

Cela permet d'effectuer un diagnostic précis sur l'équipement sous tension sans afficher l'art du service, et par conséquent, l'exclusion des pertes économiques.

méthodes de diagnostic existantes PD peuvent détecter un défaut dans les premiers stades de son développement et, ainsi, éviter des réparations coûteuses ou remplacement de matériel défectueux.

Certaines méthodes permettent de localiser la zone de défaut, et seront soumis à réparer uniquement les parties endommagées de l'isolation.

Lorsque les tests d'équipement à haute tension, la qualité de l'isolation se détériore en raison du stress d'impact dépassant plusieurs fois les valeurs de fonctionnement.

Les méthodes de diagnostic pour la détection de décharges partielles permet l'estimation la plus précise du degré résiduel de l'efficacité de l'équipement, sans exercer des actions destructrices sur l'isolant. Le diagnostic de PD dans le fonctionnement d'une perte qui est généralement autour de l'objet à inspecter est tout autre équipement qui est la source d'interférence. Ces signaux ne peuvent être différents dans les paramètres des signaux de l'objet désiré, car ils peuvent être aussi des décharges partielles.

Par conséquent, pour séparer des signaux d'interférence et de la décharge partielle mesurée, il faut d'abord mesurer les signaux d'interférence sans puissance sur l'objet de test, puis effectuer une mesure sur elle en fonctionnement.

Dans ce cas, les signaux sont enregistrés quantité de décharge partielle et le fond.

La différence entre les résultats de ces mesures correspond à une valeur de signal de décharge partielle.

La caractéristique obtenue permet d'évaluer la nature des défauts et la décharge elle-même.

méthode PD ne pas endommager l'isolation et est largement utilisé car il n'utilise une tension plus élevée, un effet négatif sur l'isolation dans le processus de vérification.

Procédé de décharge électrique

Le procédé nécessite la présence d'un des dispositifs de mesure en contact avec l'isolant.

Il permet de définir un grand nombre de caractéristiques de décharge partielle.

Ceci est la plus précise de toutes les méthodes de mesure des décharges partielles.

Procédé de détection acoustique

Cette méthode est basée sur l'utilisation du microphone qui reçoit des signaux sonores des équipements d'exploitation.

Des capteurs installés dans l'appareillage complexe et d'autres équipements de puissance et travailler à distance.

Inconvénient: décharges partielles petites quantités ne sont pas fixes.

Méthode électromagnétique ou à distance

La détection de décharge partielle selon la méthode des fréquences micro-ondes est un processus simple et efficace. A cet effet, la directivité de dispositif d'antenne.

L'inconvénient de ce procédé – l'incapacité à mesurer les valeurs des bits.

Spécificité des rejets dans les transformateurs

transformateurs de puissance puissants sont des éléments de grilles et au voisinage de celui-ci est fixé un équipement à haute tension, dans laquelle des décharges partielles peuvent exister. Les signaux de ces différents chemins arrivent au niveau du transformateur contrôlé.

Si elle est connectée à des lignes aériennes de transformateur exposées foudre, les signaux d'eux seront enregistrés dans la mesure des caractéristiques de la décharge partielle dans l'isolation du transformateur.

Lors de la recherche des postes de transformation à l'air libre, sur ses parties conductrices extérieures sont périodiquement, en fonction de la température, l'humidité et d'autres facteurs, se produisent des décharges corona.

Modification de la charge et la présence de dispositifs de transformateurs règlent leurs paramètres en cours de fonctionnement, par exemple, les dispositifs de régulation de la charge de travail provoque une modification des caractéristiques de décharges partielles, ce qui peut diminuer ou augmenter.

Tous ces facteurs conduisent au fait que bon nombre des mesures sur les transformateurs peuvent montrer une image déformée de l'état de l'isolation.

Les lectures sont effectuées à partir du transformateur de test se chevauchent des impulsions de bruit à proximité de l'équipement.

Dans de tels cas, il est nécessaire d'utiliser la méthode de mesure adaptée correctement pour éliminer l'influence du bruit sur les données obtenues par des décharges partielles dans les transformateurs.