IV. Skúška čiastočného vybitia suchého transformátora

1. Analýza priebehu čiastočného výboja

Napätie na detekčnej impedancii Zm (t. j. detekčný signál) je pomerne malé a musí byť zosilnené, aby poskytlo zreteľnú indikáciu na prístroji. Špičkovú hodnotu impulzného signálu zosilneného zosilňovačom je možné merať osciloskopom. Okrem toho osciloskop dokáže tiež zistiť, v akej fáze výboja dochádza pri sieťovej frekvencii, určiť priebeh impulzu a časy výboja a pozorovať charakteristiky celého čiastočného výboja. Na určenie približnej polohy a povahy výboja je možné osciloskopy skenovať horizontálne a elipticky. Horizontálne skenovanie sa vykonáva s výchylkou na celú obrazovku ekvivalentnou jednému cyklu a synchronizované s testovacím napätím na určenie fázy impulzu. Eliptické skenovanie je tiež ekvivalentné jednému cyklu testovacieho napätia na cyklus rozmítania. OBR. 4-1 Schematický diagram priebehu na obrazovke dvoch režimov skenovania.

OBR. 4-1

Pri skúške čiastočného výboja môže okrem vnútorného čiastočného výboja vzniknúť aj izolácia, priebeh vlny čiastočného výboja môže ovplyvniť aj pripojenie vodičov, elektrických kontaktov a žiariviek, koróna vysokonapäťovej elektródy atď. Na tento účel je potrebné rozlišovať medzi priebehmi vlny čiastočného výboja a iným rušením vo vnútri izolácie. Obrázok 4-2 zobrazuje niekoľko typických priebehov.

OBR. 4-2

2. Spektrum identifikácie čiastočného výboja

Obrázok 4-3 zobrazuje rôzne typy oscilogramov čiastočného výboja, ktoré sú získané v blízkosti počiatočného napätia. Obrázky (a), (b), (c) a (d) sú základné vzory čiastočného výboja a (e), (f) a (g) sú základné vzory interferenčných vĺn.

OBR. 4-3

V bode (a) je v izolačnej štruktúre iba jedna vzduchová medzera kolmá na smer elektrického poľa a výbojový impulz sa prekrýva v polohe medzi kladným a záporným vrcholom. Amplitúda a frekvencia impulzu na oboch stranách symetrie sú v podstate rovnaké. Niekedy je však horná a dolná amplitúda asymetrie 3:1 stále normálna. Vzťah medzi výbojom a testovacím napätím je taký, že po počiatočnom výboji sa výboj zvýši na určitú úroveň a so zvyšujúcim sa testovacím napätím zostáva výboj nezmenený. Zhášacie napätie je približne rovnaké alebo mierne nižšie ako počiatočné napätie.

V bode (b) izolačná štruktúra obsahuje vzduchové medzery rôznych veľkostí, ktoré sú väčšinou odlievateľné izolačné štruktúry. Keď sa výbojový impulz prekrýva s polohou pred kladným a záporným vrcholom, amplitúda a frekvencia symetrických dvoch strán impulzu sú v podstate rovnaké, ale niekedy je asymetria hornej a dolnej amplitúdy 3:1 stále normálna. Na začiatku výboja sa výbojový impulz môže rozlíšiť a potom napätie stúpa, niektoré výbojové impulzy sa pohybujú smerom k nulovej polohe testovacieho napätia, pričom súčasne sa objaví väčší impulz, rozlíšenie impulzov sa postupne znižuje, až kým sa už nedá rozlíšiť. Po počiatočnom výboji sa výboj so zvyšujúcim sa napätím stabilne zvyšuje a zhášacie napätie je v podstate rovnaké alebo nižšie ako počiatočné napätie.

V bode (c) je v izolačnej štruktúre iba jedna vzduchová medzera. Výbojová odozva vzduchovej medzery na povrchu elektródy sa líši od odozvy v dielektriku. Výbojový impulz sa prekrýva s kladnými a zápornými vrcholmi napätia a amplitúda oboch strán nie je symetrická, frekvencia veľkej amplitúdy je nízka a frekvencia malej amplitúdy je vysoká. Pomer je zvyčajne väčší ako 3:1 a niekedy až 10:1. Celkovú výbojovú odozvu možno rozlíšiť. Po začatí výboja sa množstvo výboja v podstate nemení a nemá nič spoločné so zvyšovaním napätia. Zhášacie napätie je rovnaké alebo mierne nižšie ako počiatočné napätie.
 
V (d), (1) sa na povrchu elektródy nachádza zhluk vzduchových medzier rôznych veľkostí, ale sú uzavretého typu; (2) Elektrická medzera medzi elektródou a izolačným médiom nie je uzavretá. Pomer amplitúd medzi oboma stranami je zvyčajne 3:1 a niekedy 10:1 predtým, ako sa výbojový impulz prekrýva so záporným vrcholom napätia. S rastúcim napätím sa časť impulzu posúva smerom k nulovej polohe. Po začiatku výboja je rozlíšenie impulzu primerané. Pokračujte so zvyšovaním tlaku a rozlíšenie klesá, až kým nie je nerozoznateľné. Po počiatočnom výboji sa imperiálne napätie výboja postupne zvyšuje so zvyšujúcim sa napätím a zhášacie napätie je rovnaké alebo mierne nižšie ako počiatočné napätie. Ak napätie trvá 10 minút, odozva výboja sa trochu zmení.

(e) Zdrojom rušenia je kvapalné médium medzi hrotom ihly a plochou doskou alebo zemou. Korónový výboj nastáva pri nižšom napätí a výbojový impulz sa prekrýva s polohou vrcholu napätia, napríklad pri zápornom vrchole. Výbojový výkon má vysoký potenciál; ak sa nachádza v mieste kladného vrcholu, zdroj napájania má nízky potenciál. To pomáha určiť nulovú polohu napätia a dvojica impulzov sa objaví symetricky pri kladných alebo záporných vrcholoch napätia s rovnakými intervalmi pre každý zhluk výbojových impulzov. Amplitúda a časový interval oboch zhlukov sa však líšia a menší zhluk má rovnakú amplitúdu a je hustejší. Väčší impulz má nižšie počiatočné napätie a výboj sa zvyšuje so zvyšujúcim sa napätím. Počiatočné napätie zhluku menších impulzov je vyššie a množstvo výboja je nezávislé od napätia a zostáva nezmenené. S rastúcim napätím sa zvyšuje hustota frekvencie impulzov, ale stále je rozlíšiteľná. S rastúcim napätím sa stáva nerozlíšiteľnou.

(f) Hrot ihly oproti plochému alebo terestriálnemu plynnému médiu. Korónový výboj nastáva pri nižšom napätí a výbojový impulz sa prekrýva s polohou špičkového napätia. Napríklad pri zápornom vrchole má zdroj napájania vysoký potenciál; ak sa nachádza pri kladnom vrchole, zdroj napájania má nízky potenciál. To pomáha určiť nulu napätia. Po počiatočnom výboji sa napätie zvyšuje a množstvo výboja zostáva nezmenené, ale hustota impulzov sa rozptyľuje na obe strany a frekvencia výbojov sa zvyšuje, ale stále je rozlíšiteľná. S rastúcim napätím sa frekvencia výbojových impulzov postupne zvyšuje až na nerozlíšiteľnú úroveň.

(g) Výboj suspenzného potenciálu. Elektrický výboj medzi dvoma zavesenými kovovými predmetmi v elektrickom poli alebo medzi kovovým predmetom a zemou.

Existujú dva typy tvaru vlny:

1. Kladná a záporná strana majú rovnakú amplitúdu impulzu, rovnaký interval a frekvenciu;

2 Impulzy na oboch stranách sa objavujú v pároch s rovnakým rozostupom párov a niekedy sa pohybujú tam a späť pozdĺž základnej čiary.

Existujú tri typy počiatočného vypúšťania:

(1) Množstvo výboja zostáva nezmenené, nezávisle od napätia a zhášacie napätie je úplne rovnaké ako počiatočné napätie.

(2) Napätie neustále stúpa a pri určitom napätí vybíjanie náhle zmizne. Keď napätie naďalej stúpa a potom klesá, vybíjanie sa opäť udrží na predchádzajúcom miznúcom napätí.

(1) So zvyšujúcim sa napätím sa vybíjací výkon postupne znižuje a vybíjací impulz sa zvyšuje.