Djelomično pražnjenje (PD) u transformatorima se odnosi na fenomen gdje se javlja lokalizirani proboj dielektrika u malom dijelu izolacijskog sistema pod visokim naponom. Ova pražnjenja ne premošćuju elektrode, već se javljaju samo u područjima slabosti izolacije. PD je obično vrlo slab i ne može se otkriti ljudskim čulima, što zahtijeva specijaliziranu opremu za mjerenje.
Uzroci djelomičnog pražnjenja u transformatorima
Uzroci djelomičnog pražnjenja u transformatorima su višestruki i obuhvataju nekoliko aspekata:
1. Izolacijski materijal i struktura:
Defekti kao što su mehurići, nečistoće i pukotine: Ovi nedostaci narušavaju performanse izolacije materijala, što dovodi do djelomičnog pražnjenja.
Niža dielektrična konstanta mjehurića: Mjehurići podnose veću jačinu električnog polja u poređenju sa susjednim izolacijskim materijalom, čineći ih podložnijim kvaru i pražnjenju.
Nerazuman dizajn izolacijske strukture: Prekomjerna jačina međuslojnog ili okretnog polja u transformatorima suhog tipa zbog lošeg dizajna može uzrokovati djelomično pražnjenje.
Oštre ivice i neravnine: Izolacijske i metalne komponente sa oštrim rubovima ili izbočinama mogu uzrokovati lokalnu koncentraciju električnog polja, pokrećući djelomično pražnjenje.
2. Operativni faktori:
Dugotrajni rad i varijacije opterećenja: Ovi faktori dovode do starenja i habanja unutrašnjih izolacijskih materijala transformatora, smanjujući njihova izolacijska svojstva i uzrokujući djelomično pražnjenje.
Prenapon: Prenapon u elektroenergetskom sistemu, uzrokovan vanjskim faktorima (kao što je munja) ili unutrašnjim faktorima (kao što su operacije prebacivanja), može premašiti napon proboja materijala, što dovodi do djelomičnog pražnjenja.
3. Faktori instalacije i procesa:
Neadekvatni proizvodni procesi: Loša kontrola vakuuma tokom sušenja, neadekvatno vrijeme sušenja i zahtjevi za temperaturom mogu ostaviti preostali plin u koturovima.
Oštećenje prilikom instalacije: Izolacija se može oštetiti tokom instalacije, ili dugi periodi mirovanja mogu povećati sadržaj vlage u izolacijskim materijalima, što utiče na nivoe pražnjenja.
Nepravilni procesi namotavanja i montaže: Problemi kao što su neravnine na vodovima visokog i niskog napona ili nepravilne udaljenosti tokom montaže mogu uticati na nivoe delimičnog pražnjenja.
Opasnosti od djelomičnog pražnjenja
Iako je djelomično pražnjenje u transformatorima lokalizirano i slabo, ono predstavlja značajne dugoročne opasnosti, prvenstveno zbog oštećenja izolacijskih materijala:
1. Direktno oštećenje izolacije: Kontinuirano djelomično pražnjenje postepeno erodira izolaciju, potencijalno dovodeći do potpunog kvara tokom vremena. Elektrohemijski efekti proizvode reaktivne gasove poput ozona i dušikovog oksida, dodatno korodirajući izolaciju.
2. Lokalno grijanje: Djelomično pražnjenje stvara toplinu, koja može povećati lokalnu temperaturu dielektrika, čak i uzrokovati karbonizaciju.
Metode detekcije za djelomično pražnjenje
Metode detekcije za djelomično pražnjenje općenito uključuju električne, ultrazvučne i kemijske tehnike:
1. Električne metode: Korišćenje osciloskopa, detektora delimičnog pražnjenja ili merača radio smetnji za posmatranje talasnih oblika pražnjenja ili nivoa radio smetnji.
2. Ultrazvučne metode: Detekcija ultrazvučnih talasa generisanih pražnjenjem i pretvaranje ovih talasa u električne signale za analizu.
3. Hemijske metode: Analiza sadržaja i obrazaca varijacije različitih gasova rastvorenih u ulju, opšte poznato kao "hromatografska 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. Redovni pregledi i održavanje: Pravovremena zamjena zastarjelih i jako istrošenih komponenti.
3. Ugradnja uređaja za zaštitu od prenapona: Za otkrivanje i suzbijanje stanja prenapona.
4. Instaliranje uređaja za praćenje temperature: Redovno provjeravati promjene temperature na površini transformatora.
Ove mere efikasno sprečavaju i ublažavaju pojavu delimičnog pražnjenja, obezbeđujući siguran i stabilan rad transformatora.
