Phóng điện một phần hiếm khi tự phát ra tiếng nổ. Nó bắt đầu như một sự cố điện cực nhỏ bên trong lớp cách điện, một tia lửa tồn tại trong vài nano giây và lặp lại hàng nghìn lần một phút, đốt cháy giấy, nhựa hoặc dầu một cách lặng lẽ cho đến khi lớp cách điện không còn giữ được điện áp. Thử nghiệm phóng điện cục bộ trên máy biến áp là cách thực tế để nắm bắt sớm quá trình đó, trong nhà máy trước khi thiết bị được vận chuyển hoặc tại chỗ rất lâu trước khi nó hỏng hóc.

Hướng dẫn này giới thiệu về phóng điện cục bộ thực sự là gì, các cách chính để đo nó, thử nghiệm tại nhà máy và thử nghiệm tại chỗ mang lại cho bạn những gì và cách đọc kết quả mà không phản ứng thái quá với một con số. Nó được viết dành cho các kỹ sư, người quản lý dự án và nhóm mua sắm, những người phải phê duyệt máy biến áp và chung sống với hậu quả.

Xả một phần thực sự là gì

Phóng điện cục bộ là hiện tượng đánh thủng điện môi cục bộ, không thu hẹp được toàn bộ khoảng cách cách điện giữa hai điện cực. Vỏ sách giáo khoa là một khoảng trống chứa đầy khí bị mắc kẹt bên trong nhựa đúc, hoặc một bong bóng lơ lửng trong dầu biến áp. Chất khí có độ thấm thấp hơn chất rắn hoặc chất lỏng xung quanh nó nên điện trường tập trung bên trong khoang nhỏ đó. Khi ứng suất cục bộ vượt quá cường độ phân hủy của khí, nó sẽ ion hóa, phóng điện và sau đó phục hồi, chỉ phóng điện trở lại trong nửa chu kỳ tiếp theo.

Mỗi sự kiện truyền một lượng điện tích rất nhỏ, được định lượng dưới dạng điện tích biểu kiến ​​và được biểu thị bằng picoculôngbs (pC). Không có gì về thiết bị có vẻ sai từ bên ngoài. Đó chính xác là lý do tại sao thử nghiệm này lại quan trọng: nó phát hiện cơ chế xuống cấp nhiều năm trước khi xảy ra dòng điện sự cố hoặc báo động khí.

Khi các kỹ sư nói về thử nghiệm phóng điện cục bộ trên cách điện máy biến áp, họ thường hỏi ba câu hỏi riêng biệt. Sự phóng điện có tồn tại trên ngưỡng xác định không? Nó bắt đầu và dừng ở điện áp nào, mà chúng ta gọi là khởi đầu và kết thúc? Và điện tích đến từ đâu bên trong cuộn dây, lõi hoặc ống lót?

Những cách chính để phát hiện và đo lường sự phóng điện

Không có một công cụ nào trả lời được mọi câu hỏi. Hầu hết các chương trình thử nghiệm đều kết hợp hai hoặc nhiều kỹ thuật, vì mỗi kỹ thuật đánh đổi độ nhạy chống lại khả năng chống ồn và độ chính xác của vị trí.

Kiểm tra chấp nhận tại nhà máy: Đường cơ sở

Đối với máy biến áp điện mới, phép đo tham chiếu là thử nghiệm điện áp cảm ứng với phép đo phóng điện đồng thời, được thực hiện trong khoang được che chắn với hệ thống đo đã được hiệu chuẩn. Điện áp được nâng lên mức ứng suất trước để điều hòa cách điện, được giữ trong một khoảng thời gian xác định, sau đó giảm xuống mức đo để lấy số đọc. Cấu hình chính xác và giới hạn áp dụng phải tuân theo tiêu chuẩn mà dự án của bạn chỉ định và thông số kỹ thuật của người mua.

Theo định hướng sơ bộ, các giới hạn được công bố trong ngành thường bắt đầu ở khoảng 100 pC ở cấp điện áp 72,5 kV và tăng dần lên 200 pC trở lên khi cấp điện áp tăng lên. Giới hạn chỉ có ý nghĩa cùng với điện áp mà nó được đo, vì vậy hãy luôn đọc cả hai giới hạn cùng nhau.

Kiểm tra định kỳ so với kiểm tra loại

Thử nghiệm định kỳ chứng minh rằng thiết bị đặc biệt này không có chất phóng điện có hại ở mức quy định. Các thử nghiệm điển hình, chẳng hạn như thử nghiệm điện áp xoay chiều cảm ứng trong thời gian dài có đo phóng điện hoặc thử nghiệm xung có ghi phóng điện, được thực hiện một lần trên một thiết kế để chứng minh rằng bản thân hệ thống cách điện vẫn hoạt động tốt. Chúng cùng nhau cho bạn biết liệu thiết kế có tốt hay không và liệu quy trình sản xuất có cung cấp nó một cách nhất quán hay không.

Trong thực tế, thử nghiệm tại nhà máy là nơi xuất hiện các lỗ rỗng, vết khô trên giấy tẩm dầu, các cạnh điện cực sắc nhọn và sự tẩm không hoàn toàn. Tìm thấy chúng ở đây tốn một công sức làm lại. Việc tìm thấy chúng trên trang web sẽ khiến bạn phải tắt máy.

Máy biến áp tổn thất thấp 100MVA 220kV Máy biến áp 100MVA 220kV này hỗ trợ điều chỉnh điện áp truyền tải và phân phối với khả năng bảo vệ quá dòng, quá nhiệt và giảm áp; liên quan đến các cuộc thảo luận về thử nghiệm xả thải tại nhà máy và tại chỗ. Xem sản phẩm →

Kiểm tra tại chỗ sau khi cài đặt

Một khi máy biến áp được lắp đặt, tình hình sẽ thay đổi. Không có khoang thử nghiệm được che chắn, độ ồn xung quanh không thể đoán trước và thiết bị thường được kết nối với mạng trực tiếp. Thử nghiệm phóng điện tại chỗ thường được thực hiện vì một trong bốn lý do: chạy thử sau khi vận chuyển và lắp ráp lại, xác minh sau khi sửa chữa hoặc xử lý dầu, khảo sát tình trạng định kỳ và giám sát trực tuyến liên tục các tài sản quan trọng.

Một quy trình tại chỗ hợp lý trông như thế này:

1. Ghi lại mức cơ bản về tiếng ồn xung quanh trước khi cấp điện cho bất cứ thứ gì để bạn biết môi trường đóng góp những gì.
2. Hiệu chỉnh mạch đo bằng máy tạo xung, bơm một điện tích đã biết vào các cực và ghi lại hệ số tỷ lệ.
3. Cấp điện đến mức điện áp đã thỏa thuận bằng cách sử dụng nguồn độc lập hoặc đo ở điện áp hoạt động bình thường để thiết lập trực tuyến.
4. Ghi lại điện áp khởi động và điện áp tắt riêng biệt, tăng và giảm điện áp theo từng bước.
5. Ghi lại dữ liệu được phân giải theo pha đủ lâu để phân biệt sự phóng điện lặp đi lặp lại với nhiễu ngẫu nhiên.
6. Kiểm tra lại hiệu chuẩn sau khi kiểm tra và ghi lại các điều kiện môi trường xung quanh, độ ẩm và nhiệt độ.

Ở đây, độ lặp lại quan trọng hơn độ chính xác tuyệt đối. Hai cuộc khảo sát được thực hiện với cùng một thiết lập và so sánh với nhau sẽ hữu ích hơn nhiều so với một cuộc khảo sát được diễn giải riêng biệt.

Nơi bắt đầu phóng điện: Các thiết bị loại ngâm dầu và loại khô

Máy biến áp ngâm dầu

Trong các thiết bị chứa đầy dầu, sự phóng điện thường bắt nguồn từ bọt khí, độ ẩm tự do, các hạt kim loại, các cạnh sắc trên điện cực hoặc dây dẫn và lớp cách điện bằng giấy cũ ở các điểm chịu ứng suất cao. Do dầu tuần hoàn nên các sản phẩm phụ sẽ lan rộng: hydro, metan và cuối cùng là axetylen hòa tan trong dầu, đó là lý do tại sao việc phân tích khí hòa tan và đo phóng điện thường được thực hiện song song. Một thiết bị có thể vượt qua bài kiểm tra phóng điện ngay hôm nay nhưng vẫn phát sinh vấn đề sau này nếu hơi ẩm hoặc các hạt xâm nhập trong quá trình vận hành.

Máy biến áp ngâm dầu 35kV 20000KVA Máy biến áp ngâm dầu dùng để phân phối trong nhà và công nghiệp 35kV với kích thước nhỏ hơn, độ rò rỉ thấp hơn và cách điện tốt hơn; phù hợp với các cuộc thảo luận về phân tích khí hòa tan và xả đầy dầu. Xem sản phẩm →

Máy biến áp loại khô và nhựa đúc

Trong các bộ phận bằng nhựa đúc, thủ phạm thông thường là các khoảng trống bị mắc kẹt trong quá trình đúc, sự phân tách giữa nhựa và dây dẫn và sự nhiễm bẩn bề mặt dẫn đến vết hằn trên bề mặt cuộn dây. Vì không có dầu để mang các sản phẩm phụ đi nên sự phóng điện phải được ngăn chặn bằng điện hoặc âm thanh. Hành vi của nhựa đúc trong lĩnh vực này là một chủ đề riêng và chúng tôi đã đề cập đến khía cạnh thực tế của nó trong lưu ý của chúng tôi về cấp phóng điện, tiếng ồn và cách điện trong máy biến áp nhựa đúc .

Máy biến áp loại khô đúc nhựa 1000KVA 11KV Máy biến áp loại khô bằng nhựa đúc dành cho kết nối điện áp cao sử dụng cách điện epoxy để có độ tin cậy và mức bảo trì thấp; liên quan đến hành vi phóng điện của nhựa đúc và giải thích điện tích rõ ràng. Xem sản phẩm →

Đọc kết quả mà không phản ứng thái quá

Một con số điện tích rõ ràng cho bạn biết rất ít thông tin. Những gì mang thông tin là sự kết hợp của các tham số:

• Độ lớn. Điện tích cao hơn thường có nghĩa là khiếm khuyết lớn hơn hoặc nhiều năng lượng hơn, nhưng loại cảm biến và hiệu chuẩn chiếm ưu thế hơn về số lượng.
• Điện áp khởi động và tắt. Nếu quá trình phóng điện bắt đầu thấp hơn nhiều so với điện áp vận hành thì lỗi đang hoạt động trong quá trình vận hành. Nếu sự tuyệt chủng thấp hơn nhiều so với sự khởi đầu thì khoảng trống lớn.
• Vị trí pha. Sự phóng điện tập trung ở một phần của chu trình AC chỉ ra một loại khuyết tật cụ thể, chẳng hạn như khoảng trống hoặc vết bề mặt.
• Tính ổn định của mẫu. Một khuôn mẫu ổn định, có thể lặp lại là một khiếm khuyết thực sự. Một mô hình thay đổi theo thời tiết thường là sự can thiệp.
• Xu hướng. Ba cuộc khảo sát trong hai năm cho thấy xu hướng tăng là một cảnh báo thực sự, ngay cả ở những giá trị tuyệt đối thấp.

Đối với các quyết định chấp nhận, hãy sử dụng giới hạn trong tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật. Đối với các quyết định bảo trì, hãy sử dụng xu hướng.

Lời khuyên thiết thực để làm sạch dữ liệu trong môi trường ồn ào

1. Kiểm tra vào ban đêm hoặc trong thời gian nhà máy ngừng hoạt động nếu địa điểm cho phép và so sánh mức độ tiếng ồn trước khi bạn thực hiện.
2. Sử dụng trở kháng đo được che chắn thích hợp và điểm tham chiếu nối đất một điểm; nhiều đường dẫn trên mặt đất tạo ra các vòng trông giống như phóng điện.
3. Giữ bộ tạo xung hiệu chuẩn gần điểm tiêm và lặp lại hiệu chuẩn sau khi đo.
4. Lọc theo dải tần thay vì chỉ theo biên độ; hầu hết tiếng ồn của trang web nằm ở một dải khác với tín hiệu lỗi.
5. Sử dụng các liên kết cáp quang để truyền tín hiệu trên khoảng cách xa nhằm tránh gây nhiễu chuyển mạch.
6. Ghi lại mọi thứ: điện áp, nhiệt độ, độ ẩm, vị trí vòi và thiết bị được kết nối. Không có ngữ cảnh, dữ liệu không thể được so sánh sau này.
7. Đối với các tài sản quan trọng, hãy chuyển từ khảo sát định kỳ sang giám sát liên tục để xu hướng được ghi lại tự động.

Cách chúng tôi hỗ trợ thử nghiệm phóng điện trên máy biến áp của chúng tôi

Chúng tôi là Jiangsu Dingxin Electric Co., Ltd., nhà sản xuất máy biến áp có trụ sở tại Khu phát triển Haian ở Giang Tô, Trung Quốc. Phạm vi sản phẩm của chúng tôi bao gồm máy biến áp loại khô và loại ngâm trong dầu, các bộ hợp kim vô định hình, trạm biến áp lắp trên tấm đệm và đúc sẵn, máy biến áp chỉnh lưu chuyển pha và thiết bị đóng cắt, với các đường dây biến áp điện kéo dài đến 110 kV và 220 kV và công suất sản xuất hàng năm được công bố là 50.000 MVA. Chúng tôi làm việc theo hệ thống quản lý ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 và ISO 19011, đồng thời khách hàng được chào đón đến tham quan công trình và xem xét các thỏa thuận kiểm tra trước khi đặt hàng.

Nếu thông số kỹ thuật của bạn bao gồm giới hạn phóng điện, hãy cho chúng tôi biết tiêu chuẩn, điện áp đo được và giới hạn đó. Chúng tôi sẽ xác nhận việc sắp xếp kiểm tra, đưa các kết quả đo vào báo cáo kiểm tra định kỳ và giải thích mọi điều có vẻ bất thường trước khi giao hàng thay vì sau đó.

Bạn có thể liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi thông qua trang liên hệ với các yêu cầu về cấp điện áp, đánh giá và kiểm tra của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Giới hạn phóng điện điển hình của máy biến áp điện là gì?

Nó phụ thuộc vào loại điện áp và tiêu chuẩn áp dụng. Các giới hạn thường nằm trong khoảng từ khoảng 100 pC ở 72,5 kV đến 200 pC hoặc 300 pC ở các cấp cao hơn, luôn được nêu cùng với điện áp đo. Đặc điểm kỹ thuật dự án của bạn là từ cuối cùng.

Có thể thực hiện thử nghiệm phóng điện trong khi máy biến áp vẫn đang hoạt động không?

Đúng. Các phương pháp trực tuyến dựa trên cảm biến UHF hoặc phát hiện âm thanh có thể chạy liên tục mà không bị gián đoạn, nhưng chúng cho kết quả so sánh và có xu hướng thay vì giá trị pC được hiệu chỉnh. Các phép đo ngoại tuyến vẫn là phương pháp tham khảo.

Máy biến áp loại khô có được thử nghiệm theo cách tương tự không?

Nguyên tắc là giống hệt nhau, nhưng các nguồn lỗi có thể khác nhau. Các bộ phận bằng nhựa đúc có xu hướng tạo ra các khoảng trống và theo dõi bề mặt nhiều hơn, đồng thời khả năng phát hiện âm thanh thường được thêm vào vì những khiếm khuyết này kết hợp tốt với âm thanh do cấu trúc tạo ra.

Bao lâu thì nên lặp lại bài kiểm tra?

Đối với một đơn vị mới, lúc vận hành. Sau đó, khoảng thời gian phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng, độ tuổi và lịch sử. Một mô hình hợp lý cho các tài sản quan trọng là khảo sát ban đầu, sau đó lặp lại sau một năm để thiết lập xu hướng, rồi khảo sát định kỳ hoặc giám sát liên tục.

Thử nghiệm phóng điện cục bộ không phải là dấu hiệu đạt hay không đạt. Đây là phép đo của một quá trình xuống cấp và giống như bất kỳ phép đo nào, nó chỉ có hiệu quả khi thiết lập được hiệu chỉnh, các điều kiện được ghi lại và kết quả được so sánh theo thời gian. Hãy thực hiện đúng ba điều đó và bạn sẽ biết nhiều hơn về cách điện máy biến áp của mình hơn bất kỳ báo cáo thử nghiệm nào có thể cho bạn biết.