Hiểu về việc giải phóng một phần: Nguyên nhân, hậu quả và giải pháp

Nguyên nhân giải phóng một phần

Phân tích một phần (PD) xảy ra trong vật liệu cách nhiệt khi căng thẳng điện địa phương vượt quá độ bền điện áp của vật liệu ở các khu vực cụ thể, thường trong khoảng trống không khí, phim dầu,hoặc bề mặtCác nguyên nhân chính bao gồm:

1. Nồng độ điện trường địa phương:

   • PD được kích hoạt khi cường độ trường địa phương trong một khí, chất lỏng hoặc vùng điện đệm yếu vượt quá cường độ trường phá vỡ.Điều này thường xảy ra trong các cấu trúc cách nhiệt có cạnh sắc hoặc khiếm khuyết.
   • Ví dụ: Sân điện tập trung ở cạnh điện cực hoặc khe cắm của cuộn cuộn động cơ điện áp cao.

2. Những khiếm khuyết trong sản xuất:

   • Trong quá trình sản xuất, vật liệu cách nhiệt có thể phát triển bong bóng không khí, phim dầu hoặc lỗ hổng làm giảm độ bền phá vỡ so với cách nhiệt rắn.
   • Ví dụ: Trong các bộ biến đổi đúc, cáp nhựa và hệ thống cách nhiệt ngâm dầu, các khiếm khuyết như vậy là phổ biến.

3. Áp lực điện:

   • Điện áp AC: PD xảy ra thường xuyên nhất dưới điện áp AC sinusoidal do căng thẳng liên tục do các chu kỳ xen kẽ.
   • Điện áp DC: Mặc dù ít thường xuyên hơn, PD dưới điện áp DC vẫn có thể xảy ra nhưng với tỷ lệ lặp lại thấp hơn nhiều so với AC.

4. Báo cáo về Corona:

   • Ở các cạnh điện cực phơi bày, sự thải corona trong không khí tạo ra các sản phẩm phụ phản ứng như ozone, có thể phá hủy hóa học các vật liệu xung quanh.

Tác động của việc giải phóng một phần

Việc xả một phần ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống cách điện.

1. Phân hủy cách điện:

   • Ảnh hưởng về thể chất: Mỗi lần xả tạo ra các electron năng lượng cao, gây ra sự nứt nhỏ, làm suy yếu cấu trúc cách điện.
   • Phản ứng hóa học: Các hạt tích điện và khí phản ứng được tạo ra bởi PD (ví dụ, ozone) làm suy giảm cấu trúc phân tử của cách điện.

2. Tiêu thụ nội bộ và bề mặt:

   • Tiết kiệm nội bộ: xảy ra bên trong lỗ hổng, bong bóng hoặc phim dầu, dẫn đến sự cố cách nhiệt tại địa phương.
   • Thả bề mặt: xảy ra dọc theo giao diện của cách điện và không khí hoặc dầu, đặc biệt là ở các khu vực có phân bố trường không đồng đều.

3. Thiệt hại các thành phần quan trọng:

   • Thông thường trong thiết bị điện áp cao như biến áp, cáp, tụ điện và cuộn dây động cơ.
   • Theo thời gian, hoạt động PD lặp đi lặp lại tăng tốc độ lão hóa cách nhiệt, dẫn đến sự cố thiết bị.

4. Tính đáng tin cậy của hệ thống:

   • Các lỗi cách điện liên quan đến PD là nguyên nhân hàng đầu gây lỗi trong hệ thống điện cao áp, đặc biệt là trong các bộ biến áp cực cao áp.

Giải pháp cho việc giải phóng một phần

Để giải quyết vấn đề giải phóng một phần đòi hỏi phải có các chiến lược thiết kế, giám sát và thử nghiệm chủ động.

1. Cải thiện thiết kế

• Giảm tối thiểu nồng độ trường bằng cách sử dụng các cạnh điện cực tròn và cấu trúc cách nhiệt tối ưu.
• Loại bỏ các lỗ hổng và lỗ hổng không khí trong quá trình sản xuất bằng cách áp dụng các kỹ thuật ngâm chân không trong cách điện bằng dầu giấy.

2Kiểm tra và phát hiện

• Kiểm tra nhà máy:
  • Trong quá trình sản xuất, thực hiện thử nghiệm PD trên mỗi đơn vị để đảm bảo tính toàn vẹn của cách điện.
  • Đảm bảo cường độ trường làm việc thấp hơn cường độ trường xả ban đầu của vật liệu cách nhiệt.
• Kiểm tra tại chỗ:
  • Thực hiện các thử nghiệm xả một phần trong quá trình lắp đặt và trao đổi biến áp để xác định các khiếm khuyết tiềm ẩn.
  • Kiểm tra hàm lượng khí trong dầu biến áp; nồng độ khí cao cho thấy sự cố cách nhiệt.

3. Giám sát trực tuyến

• Giám sát thời gian thực của hệ thống cách nhiệt cung cấp cảnh báo sớm về hoạt động PD trong điều kiện hoạt động.
• Các hệ thống giám sát trực tuyến hiện đại theo dõi các tín hiệu PD và xu hướng hình thành khí, giúp ngăn ngừa sự cố bất ngờ.

4. Thực hành bảo trì

• Sử dụng các máy kiểm tra xả một phần để đánh giá định kỳ, đặc biệt là đối với các bộ biến áp có mã số trên 110 kV.
• Thực hiện sửa chữa hoặc trang bị sau khi cần thiết để giảm thiểu các điểm yếu được xác định trong quá trình thử nghiệm.

5Tiêu chuẩn và bảo trì thường xuyên

• Theo các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ: IEC 60270) cho thử nghiệm và giám sát PD.
• Thực hiện các chu kỳ bảo trì thường xuyên để kiểm tra và làm sạch bề mặt cách nhiệt, đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Kết luận

Việc xả một phần là một yếu tố quan trọng trong sự suy thoái của thiết bị điện cao áp, ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và an toàn.và giải pháp là rất cần thiết cho quản lý cách nhiệt hiệu quảThông qua kiểm tra nghiêm ngặt, giám sát tiên tiến và bảo trì thích hợp, các kỹ sư có thể giảm thiểu rủi ro do PD, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy lâu dài của hệ thống điện.