Peluahan sebagian adalah pelepasan muatan listrik yang terjadi pada daerah isolasi yang kecil dimana kuat medan listriknya melebihi kekuatan tembus material. Hal ini dapat terjadi di rongga dalam isolasi padat, di sepanjang permukaan bahan isolasi, di dalam gelembung gas dalam isolasi cair.
Penyebab pelepasan sebagian
Menurut definisi yang diadopsi oleh standar internasional, pelepasan sebagian adalah pelepasan listrik yang secara lokal melangsir insulasi di bagian terpisah dari struktur.
Proses ini terjadi karena ionisasi dielektrik gas atau cair dan dapat terjadi pada antarmuka antara dua media dan di dalam insulasi. Munculnya dan perkembangannya tergantung pada jenis dielektrik dan fitur desain insulasi objek. Pelepasan sebagian dalam insulasi adalah konsekuensi dari adanya ketidakhomogenan dalam struktur dielektrik dan karakteristik tegangan yang bekerja padanya. Ketidakhomogenan semacam itu dapat berupa berbagai pengotor dan pengotor, rongga gas, zona pelembapan. Cacat seperti itu terbentuk dalam struktur insulasi, sebagai suatu peraturan, disebagai akibat dari pelanggaran proses pembuatannya dan selama pengoperasian peralatan (di bawah pengaruh pengaruh mekanis, deformasi, getaran).
Apa itu pohon dan pembentukannya dalam struktur bahan isolasi
Dalam bahan isolasi, dari rongga yang ada di dalamnya, struktur seperti pohon terbentuk - perpohonan. Debit sebagian berkembang di cabang-cabang pohon. Di bawah pengaruh medan listrik dan pelepasan, pepohonan meningkat dalam ukuran dan kuantitas, sehingga meningkatkan tingkat degradasi bahan polimer. Dendrit telah meningkatkan konduktivitas dan menyebabkan kerusakan progresif dielektrik.
Karena pelepasan sebagian dalam media gas memerlukan tegangan yang lebih rendah daripada untuk efek apa pun dalam inklusi asing cair atau padat, adanya cacat seperti itu pada insulasi dapat menjadi penyebab paling mungkin dari permulaan penghancuran ini bahan. Hal ini disebabkan karena di dalam rongga yang berisi gas kuat medan listriknya lebih tinggi dari pada di daerah padat atau cair dan kuat listrik medium gasnya lebih rendah dari pada fraksi isolasi lainnya.
Jenis penanaman pohon
Ringan asal listrik terbentuk saat terkena tegangan bolak-balik dan impuls, serta pada nilai yang sangat tinggi. Selama pengoperasian peralatan, nilai-nilai ini tidak menyebabkan kerusakan langsung pada insulasi, tetapi dapat memicu ionisasi gas diketidakhomogenan. Jika tidak ada rongga yang cukup besar dalam struktur material, dendrit dapat berkembang untuk waktu yang relatif lama.
Adanya gelembung besar menyebabkan pelepasan sebagian saat kabel dioperasikan pada tegangan pengenal.
Pohon air terbentuk ketika uap air masuk ke dalam insulasi sebagai akibat dari difusi atau melalui retakan mikro pada material.
Ketika kelembaban mengembun dalam inklusi, dendrit terbentuk di sini, setelah itu pembentukan dan pertumbuhan intensif mereka dimulai karena munculnya rongga tambahan. Hal ini menyebabkan penurunan kekuatan listrik dielektrik dan kerusakan kabel.
Penyebab utama degradasi insulasi termasuk penuaan listrik karena pelepasan sebagian yang terjadi pada inklusi pada tegangan lebih dan dalam mode operasi pengenal, dan penuaan termal material.
Di bawah pengaruh pelepasan sebagian, proses penghancuran isolasi dimulai, ukuran area yang terkena meningkat.
Kondisi untuk terjadinya pelepasan sebagian tergantung pada bentuk medan elektromagnetik dari struktur isolasi dan sifat listrik dari zona material tertentu.
Peluahan sebagian biasanya tidak menyebabkan kerusakan isolasi, namun menyebabkan perubahan dalam struktur dielektrik, dan dengan pengoperasian sistem yang cukup lama, dapat menyebabkan kerusakan isolasi lapisan. Kemunculannya selalu menunjukkan heterogenitas lokal.dielektrik. Karakteristik pelepasan sebagian memungkinkan untuk menilai tingkat cacat struktur isolasi dengan cukup baik.
Mereka menimbulkan bahaya terbesar ketika peralatan dioperasikan pada tegangan bolak-balik dan impuls.
Fenomena fisik yang menyertai pelepasan sebagian dalam isolasi
Panas berlebih pada isolasi mempercepat proses penghancurannya dengan meningkatkan jumlah titik di mana cacat baru muncul, yang mengarah pada peningkatan jumlah dan volume dendrit. Hal ini menyebabkan meningkatnya ketegangan di daerah tersebut.
Pelepasan listrik sebagian memiliki efek termal pada insulasi, dan juga menghancurkannya dengan partikel bermuatan dan produk reaktif yang dihasilkan dari pelepasan tersebut.
Selain itu, pelepasan sebagian menyebabkan munculnya arus berdenyut di saluran yang mereka buat. Selama gangguan, semua ini disertai dengan radiasi elektromagnetik, gelombang kejut, kilatan cahaya, dan kerusakan isolasi pada tingkat molekuler.
Peluahan sebagian adalah salah satu penyebab utama kerusakan peralatan tegangan tinggi. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa munculnya pelepasan sebagian adalah tahap awal dalam perkembangan sebagian besar cacat pada isolasi tegangan tinggi.
Sebagai hasil dari proses ini, tercipta kondisi untuk terjadinya kerusakan isolasi.
Tahap pelepasan
Ketika ambang tegangan tertentu terlampaui, tetapkan untuk tegangan tertentubahan insulasi, pelepasan sebagian dapat dimulai di dalamnya, yang tidak menyebabkan pemadaman insulasi langsung, oleh karena itu, mereka dapat cukup dapat diterima. Mereka mendapat nama - inisial.
Peningkatan tegangan lebih lanjut, peningkatan ukuran dan jumlah inklusi, jumlah pohon dalam proses pengoperasian peralatan yang berkelanjutan, menyebabkan peningkatan tajam dalam intensitas pelepasan sebagian. Terjadinya mereka secara tajam mengurangi umur simpan insulasi dan dapat menyebabkan kerusakannya. Pelepasan seperti itu disebut kritis.
Efek pelepasan pada struktur pada peralatan
Salah satu elemen desain utama transformator dan mesin listrik adalah isolasi belitan. Itu terus-menerus terkena faktor-faktor destruktif seperti: efek termal karena aliran arus yang panjang; beban getaran karena pengoperasian sirkuit magnetik (untuk transformator) dan mekanisme penggerak (untuk mesin listrik); konsekuensi dari arus masuk dan arus hubung singkat.
Semua faktor ini menyebabkan kerusakan isolasi dan pelepasan sebagian. Untuk mesin listrik, ini adalah penyebab kegagalan yang paling umum, dan untuk transformator, kegagalan karena kerusakan pada isolasi belitan berada di urutan kedua setelah kerusakan pada busing.
Mengapa Anda perlu mengukur debit
Mengukur proses yang terjadi ketika terjadi pelepasan sebagian diperlukan untuk dapat mencegah kerusakan isolasi dan meminimalkannyaintensitas dalam bahan isolasi.
Sehubungan dengan penggunaan insulasi XLPE dalam konstruksi kabel listrik, peralatan listrik, transformator tegangan tinggi, saluran listrik overhead, perlu untuk terus memantau pelepasan sebagian yang mempengaruhi keselamatan operasinya.
Pencegahan kerusakan isolasi dan metode pengujian
Pemeriksaan kondisi bahan isolasi selama operasi perlu dilakukan untuk mendeteksi kerusakan yang berkembang dan mencegah kegagalan yang tidak disengaja akibat pelepasan sebagian pada peralatan.
Untuk mengontrol tingkat kerusakan isolasi peralatan tegangan tinggi, ada:
- Pengujian dengan tegangan yang meningkat, setara besarnya dengan kemungkinan peningkatannya selama operasi. Ini diperlukan untuk menetapkan nilai kekuatan dielektrik insulasi selama kenaikan tegangan jangka pendek.
- Metode uji non-destruktif untuk menentukan umur operasinya.
Hal ini memungkinkan untuk melakukan diagnosa yang andal pada peralatan yang beroperasi, tanpa menonaktifkan peralatan, dan, oleh karena itu, menghilangkan kerugian ekonomi.
Metode yang ada untuk mendiagnosis pelepasan sebagian memungkinkan untuk mendeteksi cacat pada tahap awal pengembangannya dan, dengan demikian, mencegah perbaikan yang mahal atau penggantian peralatan yang gagal.
Beberapa metode memungkinkan Anda untuk melokalisasi area cacat, dan hanya area yang rusak yang akan diperbaikiisolasi.
Saat menguji peralatan dengan voltase tinggi, kualitas insulasi menurun sebagai akibat terpapar voltase beberapa kali lebih tinggi dari nilai kerja.
Metode diagnostik untuk mendeteksi pelepasan sebagian memungkinkan penilaian yang paling akurat dari tingkat kinerja sisa peralatan tanpa memiliki efek merusak pada insulasinya. Diagnostik pelepasan sebagian selama operasi terhambat oleh fakta bahwa biasanya ada peralatan lain di sekitar objek yang diperiksa, yang merupakan sumber gangguan. Sinyal-sinyal ini mungkin tidak berbeda parameternya dari sinyal objek yang diinginkan, karena mungkin juga merupakan pelepasan sebagian.
Oleh karena itu, untuk memisahkan sinyal interferensi dan pelepasan sebagian terukur, Anda harus terlebih dahulu mengukur sinyal interferensi dengan voltase dimatikan pada objek yang diuji, lalu mengukurnya dalam mode operasi.
Dalam hal ini, jumlah sinyal pelepasan sebagian dan latar belakang akan direkam.
Perbedaan antara pengukuran ini akan menunjukkan nilai sinyal PD.
Karakteristik yang diperoleh memungkinkan kita untuk mengevaluasi sifat cacat dan debit itu sendiri.
Metode pelepasan sebagian tidak merusak isolasi dan banyak digunakan karena proses pengujian tidak menggunakan tegangan tinggi untuk mempengaruhi isolasi.
Metode pelepasan listrik
Metode memerlukan kontak alat ukur dengan isolasi.
Ini memungkinkan Anda untuk menentukan sejumlah besar karakteristik pelepasan sebagian.
Ini yang paling akurat dari semuanyametode pengukuran debit parsial.
Metode pendaftaran akustik
Metode ini didasarkan pada penggunaan mikrofon yang menangkap sinyal suara dari peralatan langsung.
Sensor dipasang di switchgear kompleks dan peralatan tenaga listrik lainnya dan beroperasi dari jarak jauh.
Kerugian: pelepasan sebagian dengan magnitudo kecil tidak dicatat.
Metode elektromagnetik atau jarak jauh
Deteksi pelepasan sebagian menggunakan metode gelombang mikro adalah proses yang sederhana dan efektif. Untuk ini, perangkat antena directional digunakan.
Kelemahan dari metode ini adalah ketidakmungkinan mengukur besarnya debit.
Peluahan spesifik pada trafo
Transformator daya yang kuat adalah bagian dari sistem tenaga, dan peralatan bertegangan tinggi dipasang di dekatnya, di mana pelepasan sebagian dapat terjadi. Sinyal dari mereka dikirim ke transformator yang dikendalikan dengan berbagai cara.
Jika transformator disambungkan ke saluran listrik overhead yang terkena petir, sinyal darinya akan direkam saat mengukur karakteristik pelepasan sebagian pada isolasi transformator.
Ketika sebuah transformator ditempatkan di gardu terbuka, pelepasan korona secara berkala terjadi pada bagian pembawa arus eksternal, tergantung pada suhu, kelembaban dan faktor lainnya.
Perubahan beban dan keberadaan perangkat di transformator yang mengatur parameternya selama operasi, misalnya, perangkat yangmengatur operasi di bawah beban, menyebabkan perubahan karakteristik pelepasan sebagian, yang dapat menurun atau meningkat.
Semua faktor ini mengarah pada fakta bahwa banyak pengukuran pada transformator dapat menunjukkan gambaran yang menyimpang dari keadaan isolasi.
Bacaan yang diambil dari transformator yang diuji akan ditumpangkan oleh pulsa kebisingan dari peralatan terdekat.
Dalam kasus seperti itu, perlu untuk menggunakan teknik pengukuran yang dipilih dengan benar untuk mengecualikan pengaruh interferensi pada data yang diterima pada pelepasan sebagian pada transformator.
