Transformatörlerde Kısmi Deşarjın Nedenleri ve Çözümleri
Kısmi deşarj, esas olarak transformatörler, trafolar ve diğer yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarının iç yalıtımında yüksek gerilim etkisi altında meydana gelen deşarjdır. Bu tür deşarj yalnızca yalıtımın yerel bir noktasında bulunur ve hemen tüm yalıtımın delinmesine veya atlamasına yol açmaz, bu nedenle kısmi deşarj olarak adlandırılır. Kısmi deşarjın miktarı çok zayıftır ve insanların sezgileriyle, örneğin gözler ve kulaklarla duyarak tespit edilemez; yalnızca yüksek hassasiyetli bir kısmi deşarj ölçüm cihazı bunu algılayabilir.
Transformatörün iç yalıtımı, çalışma sırasında uzun süre işletme gerilimi altında kalır, özellikle gerilim seviyesi arttıkça yalıtımın elektrik alanı şiddet değeri çok yüksek olur ve zayıf yalıtımda kısmi deşarj oluşması kolaylaşır. Kısmi deşarjın nedeni şudur: Elektrik alanı belirli bir noktada aşırı yoğunlaşır veya bir noktadaki elektrik alanı şiddeti çok büyük olur, örneğin katı yalıtkanlarda kabarcıklar bulunması, safsızlıkların temizlenmemesi; yağın su, gaz ve asılı parçacıklar içermesi; farklı yalıtkan kombinasyonlarında arayüzde ciddi elektrik alanı bozulması olması. Kısmi deşarj izleri genellikle katı yalıtım üzerinde yalnızca küçük bir leke veya dallı yanık şeklinde kalır. Yağda ise bazı küçük ayrışma kabarcıkları ortaya çıkar.
Kısmi deşarj süresi kısa ve enerjisi küçük olsa da oldukça zararlıdır. Uzun süre varlığını sürdürmesi yalıtım malzemesine büyük hasar verir. İlk olarak, kısmi deşarja komşu yalıtım malzemesi doğrudan deşarj parçacıkları tarafından bombardımana uğrar. İkinci olarak, deşarjın ürettiği ısı, ozon ve nitrojen oksit gibi aktif gazların kimyasal etkisiyle yerel yalıtım aşınır ve yaşlanır, iletkenlik artar ve sonunda termik delinmeye yol açar. İşletmedeki transformatörlerde iç yalıtımın yaşlanması ve hasar görmesi çoğunlukla kısmi deşarjla başlar.
Transformatör kısmi deşarj tespit yöntemleri genellikle şunları içerir:
1. Elektriksel ölçüm yöntemi. Bir osiloskop veya radyo parazit ölçer kullanarak deşarjın karakteristik dalga formunu veya radyo parazit seviyesini tespit etmek.
2. Ultrasonik Test. Deşarj sırasında ortaya çıkan ses dalgaları tespit edilir ve ses dalgaları elektrik sinyallerine dönüştürülerek bir bant üzerine kaydedilip analiz edilir. Elektrik sinyali ile ses sinyali arasındaki iletim süresi farkı kullanılarak tespit noktasından deşarj noktasına olan mesafe elde edilebilir( cihaz tipi: GTPD-3 ultrasonik kısmi deşarj dedektörü).
3. Kimyasal test. Yağdaki çeşitli çözünmüş gazların içeriğini ve artış-azalış eğilimlerini tespit etmek. Bu test, yağdaki bileşenlerin, oranların ve miktarların değişimini belirleyerek kısmi deşarjın (veya yerel aşırı ısınmanın) varlığını tespit eder.
Transformatörlerde kısmi deşarjı azaltma önlemleri
1. Toz kontrolü
Kısmi deşarj oluşturan faktörler arasında yabancı madde ve toz çok önemli tetikleyicilerdir. Test sonuçları, çapı ф1.5μm olan metal parçacıkların bir elektrik alanı etkisi altında 500pC'den çok daha büyük deşarjlar üretebileceğini göstermektedir. Metal veya metal olmayan toz bulunması durumunda, yoğun bir elektrik alanı oluşarak yalıtımın ilk deşarj voltajını düşürür ve delinme voltajını azaltır. Bu nedenle, transformatör üretim sürecinde temiz bir ortam ve gövde sağlamak çok önemlidir ve toz kontrolü titizlikle uygulanmalıdır. Ürünlerin üretim sürecinde tozdan etkilenme derecesi sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve kapalı, toz geçirmez bir atölye kurulmalıdır. Örneğin, tel düzleştirme, tel sarma, sargı sarımı, sargı seti, nüve istifleme, yalıtım üretimi, gövde montajı ve gövde bitirme işlemleri sırasında yabancı madde kalıntıları ve tozun girmesine izin verilmemelidir.
2. Yalıtım parçalarının merkezi işlenmesi
Yalıtım parçalarının metal tozu içermesi son derece sakıncalıdır, çünkü yalıtım parçalarına metal tozu yapıştığında tamamen temizlemek çok zordur. Bu nedenle, işlemenin yalıtım atölyesinde merkezileştirilmesi ve bir işleme alanı oluşturulması gerekmektedir. Bu alan, toz üreten diğer bölgelerden izole edilmelidir.
3. Silikon çelik sacların işleme talaşlarının sıkı kontrolü
Transformatör nüve sacları boyuna ve enine kesme ile şekillendirilir. Bu kesimlerde farklı derecelerde talaşlar oluşur. Talaşlar yalnızca saclar arasında kısa devreye neden olarak iç dolaşım oluşturup yüksüz kayıpları artırmakla kalmaz, aynı zamanda nüvenin kalınlığını artırarak aslında lamine sac sayısını azaltır. Daha da önemlisi: nüve yük kollarına yerleştirilirken veya çalışma sırasında titreşime maruz kaldığında, talaşlar gövde üzerine düşebilir ve deşarj meydana gelebilir. Talaşlar tankın tabanına düşse bile, elektrik alanı etkisi altında düzenli bir şekilde sıralanarak toprak potansiyeli deşarjına neden olabilir. Bu nedenle, nüve talaşları mümkün olduğunca küçük olmalıdır. 110KV ürün nüve sacı talaşı 0.03mm'den, 220KV ürün nüve sacı talaşı ise 0.02mm'den büyük olmamalıdır.
4. İletkenlerde soğuk pres terminallerin kullanılması
İletkenlerde soğuk pres terminallerin kullanılması, kısmi deşarj miktarını azaltmak için etkili bir önlemdir. Çünkü fosforlu bakır kaynağı kullanıldığında çok sayıda sıçrama kaynak cürufu oluşur ve bunlar kolayca gövde ve yalıtım parçalarına dağılabilir. Ayrıca, kaynak sınır alanının suya batırılmış asbest ipi ile ayrılması gerekir, bu da suyun yalıtıma girmesine neden olabilir. Yalıtım sarma işleminden sonra nem tamamen giderilmezse, transformatörün kısmi deşarjını artırır.
5. Parça kenarlarının yuvarlatılması
Parça kenarlarının yuvarlatılmasının amacı: 1) Alan kuvveti dağılımını iyileştirmek ve deşarjın başlangıç voltajını artırmak. Bu nedenle, nüvedeki metal yapısal parçalar (kelepçeler, çekme plakaları, pedlar ve destek kenarları, basınç plakaları ve tel çıkış kenarları), kasa yükseltici duvarı ve kasa duvarının iç tarafındaki manyetik koruma kalkanları yuvarlatılmalıdır. 2) Sürtünmeden demir talaşı oluşumunu önlemek. Örneğin, kelepçenin kaldırma deliği ile ip veya kanca arasındaki temas noktası yuvarlatılmalıdır.
6. Son montaj sırasında ürün ortamı ve gövde bitirme
Gövde vakumla kurutulduktan sonra, paketlemeden önce gövde düzenlenmelidir. Ürün ne kadar büyük ve yapı ne kadar karmaşıksa, bitirme süresi o kadar uzun olacaktır. Gövde sıkıştırıldığı ve bağlantı elemanları sıkıldığı için gövde havaya maruz kalır ve bu süreçte nem emilimi ve toz dağılımı meydana gelebilir. Bu nedenle, gövde toz geçirmez bir alanda temizlenmelidir. Örneğin, bitirme süresi (veya havaya maruz kalma süresi) 8 saatten fazla ise, yeniden kurutulması gerekir. Gövde bitirme işlemi tamamlandıktan sonra, vakumlama ve yakıt tankını doldurma aşamasına geçilir. Gövde bitirme aşamasında gövde yalıtımı nem emeceğinden, gövdenin nemden arındırılması gerekmektedir. Bu, yüksek gerilim ürünlerinin yalıtım dayanımını sağlamak için önemli bir önlemdir. Kullanılan yöntem, ürünü vakumlamaktır. Vakumlama derecesi, gövde, ortam nemi ve su içeriği standartlarına göre belirlenir ve vakumlama süresi, salınım süresi, ortam sıcaklığı ve nemine göre ayarlanır.
7. Vakumla yağlama
Vakumla yağ doldurmanın amacı, transformatörü boşaltarak ürünün yalıtım yapısındaki ölü noktaları gidermek, havayı tamamen tahliye etmek ve ardından vakum durumunda transformatör yağını enjekte ederek transformatör gövdesini tamamen ıslatmaktır. Yağ doldurulan transformatör en az 72 saat bekletildikten sonra test edilebilir, çünkü yalıtım malzemesinin nüfuz etme derecesi, yalıtım malzemesinin kalınlığına, yalıtım yağının sıcaklığına ve yağda bekleme süresine bağlıdır. Nüfuz etme derecesi ne kadar iyi olursa, deşarj olasılığı o kadar az olur, bu nedenle yeterli bekleme süresi tanındığından emin olunmalıdır.
8. Yakıt tankı ve parçaların sızdırmazlığı
Sızdırmazlık yapısının kalitesi, transformatörün sızıntısıyla doğrudan ilişkilidir. Bir sızıntı noktası varsa, nem kaçınılmaz olarak transformatörün içine girecek ve transformatör yağının ve diğer yalıtım parçalarının nem emmesine neden olacaktır; bu da kısmi deşarj faktörlerinden biridir. Bu nedenle, makul sızdırmazlık performansının sağlanması gerekmektedir.
Kingrun Transformatör Cihazları Şirketi Ltd.
Kingrun'dan Daha Fazla Transformatör Test Cihazı
