Жоғары вольтты тарату құрылғыларындағы жартылай разрядтың себептері

Жартылай разряд - жоғары вольтты тарату құрылғыларындағы оқшаулаудың нашарлауының ең маңызды ерте ескерту белгілерінің бірі. Жартылай разряд өткізгіштер арасындағы оқшаулауды толығымен өтемесе де, қайталанатын разряд әрекеті оқшаулау жүйесін бірте-бірте зақымдауы мүмкін және оқшаулаудың істен шығуы, жарқырауы және жабдықтың күтпеген жерден тоқтап қалу қаупін арттырады.

Жартылай разрядтың себептерін түсіну электр инженерлеріне ақауларды ерте кезеңде анықтауға және тарату құрылғыларының қызмет ету мерзімі бойына сенімділігін арттыруға көмектеседі.

Жартылай разряд дегеніміз не?

Жартылай разряд - оқшаулау жүйесінің бір бөлігінде ғана болатын локализацияланған электр разряды. Ол газ толтырылған бос жерде, оқшаулау бетінде, өткір өткізгіш жиегінің айналасында немесе қатты немесе құрама диэлектриктегі ақаудың жанында дамуы мүмкін.

Бұл құбылыс әдетте электр кернеуінің жергілікті шоғырлануымен байланысты. Жергілікті электр өрісі әлсіз аймақтың төзімділігінен асып кеткенде, қысқа разряд орын алады. Ағызу қысқа және аз болуы мүмкін, бірақ қайталанатын әрекет айналадағы оқшаулауды біртіндеп әлсіретуі мүмкін.

IEC 60270 айнымалы ток немесе тұрақты кернеумен сыналған электр аппараттарындағы, құрамдас бөліктердегі және жүйелердегі ішінара разрядты өлшеуге арналған зарядқа негізделген әдістерді анықтайды. Стандарт сонымен қатар өлшеу тізбектерін, калибрлеуді, сандық өлшеуді және ішінара разряд сигналдарын сыртқы кедергілерден бөлуді қарастырады.IEC 60270:2025

Ішінара разряд оқшаулауды қалай зақымдайды

1. Зарядталған бөлшектердің химиялық зақымдануы

Жартылай разряд кезінде электрондар мен иондар оқшаулаудың әлсіз аймағы арқылы қозғалады. Бұл жоғары энергиялы зарядталған бөлшектер оқшаулау молекулаларымен соқтығысады және химиялық байланыстарды бұзуы мүмкін.

Қайталанатын бомбалау мыналарға әкелуі мүмкін:

1、Полимерлі тізбектердің ыдырауы

2、Жер бетінің эрозиясы

3、Өткізгіш көміртекті жолдардың түзілуі

4、Эпоксидті шайырдың және басқа оқшаулағыш материалдардың химиялық ыдырауы

5、диэлектрлік беріктіктің біртіндеп төмендеуі

Қатты оқшаулауда бұл процесс ішкі қуысты үлкейтуі немесе ағаш отырғызу арнасын құруы мүмкін. Ақаулық жеткілікті үлкен болғаннан кейін, оқшаулағыш қалыпты жұмыс кернеуіне немесе уақытша асқын кернеуге төтеп бере алмайды.

2. Термиялық және тотығу зақымдануы

Жартылай разряд сонымен қатар жергілікті жылуды тудырады. Жеке разрядтың орташа энергиясы төмен болуы мүмкін болса да, бір аймақта шоғырланған қайталанатын импульстар қоршаған оқшаулаудың температурасын көтеруі мүмкін.

Нәтижесінде термиялық стресс мыналарға әкелуі мүмкін:

1、Жергілікті қызып кету

2、Тотықтырғыш крекинг

3、Полимерлі материалдарды балқыту немесе карбонизациялау

4、Механикалық беріктіктің жоғалуы

5、Ішкі жарықтар мен бос орындардың кеңеюі

Термиялық зақым мен химиялық зақымдану жиі бірін-бірі нығайтады. Оқшаулау беті кедір-бұдыр немесе өткізгіш болған сайын, жергілікті электр өрісі біркелкі болмайды, бұл одан әрі разрядтық белсенділікті тездетуі мүмкін.

Жоғары вольтты тарату құрылғылары және оны оқшаулау жүйесі

Жоғары вольтты тарату құрылғылары - бұл өткізгіштерді, коммутациялық құрылғыларды, шиналарды, оқшаулау компоненттерін, жерге қосу қоршауларын және басқару жүйелерін біріктіретін күрделі жинақ.

Дизайнға байланысты типтік материалдар мыналарды қамтуы мүмкін:

1、Эпоксидті шайыр

2, Силикон немесе басқа инженерлік пластиктер

3, Ауа немесе оқшаулағыш газ

4、Қолданылатын газ оқшауланған жабдықтағы күкірт гексафториді

5、Керамикалық немесе композиттік оқшаулау

6、Мыс, алюминий және басқа да өткізгіш материалдар

Әртүрлі материалдар мен геометриялардың үйлесімі ішінара разряд пайда болуы мүмкін бірнеше орындарды жасайды. Өндіріс сапасы, құрастыру дәлдігі, жұмыс кернеуі, температура, ылғалдылық, ластану және оқшаулаудың ескіруі PD әрекетіне әсер етуі мүмкін.

Тарату құрылғылары үшін тиісті талаптар жабдықтың дизайнына және кернеу класына байланысты. IEC 62271 сериясы қатты оқшаулауды және оқшаулағыш газдарды пайдаланатын жабдықты қоса алғанда, жоғары вольтты тарату құрылғылары мен басқару құрылғыларын қамтиды.IEC 62271 сериясы

Жоғары вольтты тарату құрылғыларындағы жартылай разрядтың негізгі себептері

1. Оқшаулау өндірісіндегі ақаулар

Өндірістік ақаулар қатты оқшауланған тарату құрылғыларында ішінара разрядтың ең көп таралған көздерінің бірі болып табылады.

Ішкі қуыстар мен ауа көпіршіктері

Эпоксидті құю, қалыптау немесе инкапсуляция кезінде ауа көпіршіктері оқшаулау ішінде қалуы мүмкін. Бұл қуыстар қоршаған қатты оқшаулағышқа қарағанда төмен диэлектрлік беріктікке ие.

Кернеу қолданылған кезде бос жердегі электр өрісі қатты материалдағы орташа өрістен жоғары болады. Бұл қуыс ішіндегі газдың диэлектрлік өтімділігі мен қоршаған оқшаулау арасындағы айырмашылыққа байланысты.

Нәтижесінде қуыстағы газ негізгі оқшаулау алдында бұзылуы мүмкін. Әрбір разряд қуысты үлкейтіп, оның бетін зақымдауы және ақырында жалпы оқшаулау беріктігін төмендетуі мүмкін.

Бөгде бөлшектер және материалдың ластануы

Өндіріс кезінде енгізілген металл бөлшектері, шаң, ылғал және басқа да қоспалар жергілікті әлсіз нүктелерді тудыруы мүмкін. Өткізгіш ластану электр өрісін бұзуы немесе оқшаулаудың әртүрлі аймақтары арасында разряд жолын құруы мүмкін.

Типтік себептерге мыналар жатады:

1、Нашар бақыланатын құю шарттары

2、Жинау алдында жеткіліксіз тазалау

3、Оқшаулағыш компоненттерді дұрыс сақтамау

4、Эпоксидті шайырдың жеткіліксіз қатаюы

5、Тасымалдау немесе орнату кезінде ластану

Бір ғана ішкі ақау бірден істен шығуды тудырмауы мүмкін, бірақ ол жабдықтың ескіруіне немесе жоғары электр кернеуі кезінде жұмыс істеуіне байланысты белсендірек болуы мүмкін.

2. Электр өрісінің біркелкі емес таралуы

Біркелкі электр өрісі сенімді оқшаулау өнімділігі үшін өте маңызды. Кез келген үшкір нүкте, тегіс емес бет немесе қалқымалы өткізгіш зат жергілікті электр өрісін арттырып, ішінара разрядты бастауы мүмкін.

Өткізгіштердегі қырлар мен өткір жиектер

Шина саңылаулары, өткір бұрыштар, аяқталмаған өткізгіш жиектері және нашар пішінді электродтар күшті электр өрісінің концентрациясын тудыруы мүмкін.

Бұл әсер әсіресе маңызды:

1、Шиналық қосылыстар

2, Кабельдік терминалдар

3、контактілерді жылжыту

4、Болтты қосылымдар

5、Қорғау компоненттері

6、Қалыпты оқшаулаудың ішіндегі өткізгіш кірістірулер

Тіпті орташа жұмыс кернеуі жабдықтың номиналды деңгейінде болса да, өткір жиекке жақын жергілікті өріс разрядтың басталу деңгейінен асып кетуі мүмкін.

Бос немесе қалқымалы металл бөлшектері

Тарату құрылғыларының корпусының ішіндегі металл бөлшектері электр өрісінің әсерінен электр зарядталуы немесе қозғалуы мүмкін. Олардың орны мен әлеуеті жұмыс кезінде өзгеріп, тұрақсыз өріс жағдайларын тудыруы мүмкін.

Мұндай бөлшектер мыналарды тудыруы мүмкін:

1、Жергілікті өрісті жақсарту

2、Жер үсті разряды

3、Үздіксіз разряд импульстері

4、Жақын маңдағы оқшаулауды бақылау

5、Тұрақсыз PD үлгілері

Бұл коммутациялық құрылғыларды өндіру және жөндеу кезінде тазалық пен қатаң жинау процедураларының маңызды болуының бір себебі.

Ластанған немесе өрескел оқшаулау беттері

Шаң, ылғал, май және басқа ластанулар оқшаулау бетіндегі тиімді сығымдау қашықтығын азайтуы мүмкін. Кедір-бұдыр немесе зақымдалған бет сонымен қатар беттік разряд басталуы мүмкін шағын өріс концентрацияларын тудырады.

Беттік ластану әсіресе мыналарға ұшыраған жабдықта маңызды:

1、Жоғары ылғалдылық

2、Өткізгіш шаң

3, Тұз спрейі

4, өнеркәсіптік ластану

5、Конденсация

6、Нашар желдету

Егер оқшаулау бетінде із, жарықтар немесе эрозия дамыған болса, тек тазалау мәселені біржола шешпеуі мүмкін.

Жерге қосылған қоршаудағы ақаулар

Металл қоршау әдетте экрандауды және басқарылатын анықтамалық потенциалды қамтамасыз етеді. Дегенмен, өрескел дәнекерлеулер, кеуектер, шлак қосындылары және басқа да өндірістік ақаулар жерге тұйықталған қоршаудың жанында тұрақты емес электр өрісінің жағдайын тудыруы мүмкін.

Бұл ақаулар жақын маңдағы оқшаулағышпен немесе өткізгіш бөліктермен әрекеттесіп, разряд қаупін арттыруы мүмкін. Сондықтан өндіру және тексеру кезінде дәнекерлеу сапасы, қоршау геометриясы, жерге қосу үздіксіздігі және ішкі саңылаулар тексерілуі керек.

3. Біркелкі емес диэлектрлік орталар

Заманауи тарату құрылғылары көбінесе композиттік оқшаулау жүйелерін пайдаланады, онда бірнеше материалдар бірге жұмыс істейді. Мысалы, эпоксидті шайыр инженерлік пластмассалармен, оқшаулағыш газбен, өткізгіш кірістірулермен және ауа саңылауларымен біріктірілуі мүмкін.

Әрбір материалдың әртүрлі электрлік және жылулық қасиеттері бар. Егер интерфейстер нашар жобаланған немесе өндірілген болса, диэлектрлік өріс біркелкі бөлінбеуі мүмкін.

Ықтимал проблемаларға мыналар жатады:

1、Әртүрлі оқшаулағыш материалдар арасындағы нашар байланыс

2、Біркелкі емес диэлектрлік тұрақтылар

3、Материалдық интерфейстердегі бос орындар

4、Ішкі деламинация

5、Қабаттар арасындағы ылғал

6、Енгізілген өткізгіштердің айналасындағы бос орындар

Ішкі көпіршіктер мен қоспалар диэлектрлік ортаның біркелкі еместігін одан әрі арттыруы мүмкін. Жұмыс кернеуі кезінде бұл аймақтар қоршаған оқшаулауға қарағанда үлкен электр кернеуіне ұшырауы және ішінара разрядтың бастапқы нүктесі болуы мүмкін.

Жартылай разрядқа әсер ететін басқа факторлар

Жартылай разряд тек өндірістік ақаулардан туындамайды. Бірнеше жұмыс және қоршаған орта жағдайлары ағызу белсенділігін арттыруы мүмкін.

Жұмыс кернеуі

Қолданылатын кернеу жоғарылаған сайын әлсіз аймақтардағы электр өрісі де артады. Қалыпты кернеуде белсенді емес болып қалатын ақау асқын кернеу оқиғасы, төзімділік сынағы немесе жүйе кернеуінің уақытша көтерілуі кезінде өлшенетін разрядты тудыруы мүмкін.

Температура

Температура оқшаулау қасиеттеріне, газ қысымына, материалдың кеңеюіне және интерфейстердің күйіне әсер етеді. Жылулық кеңею бар бос орындарды үлкейтуі немесе жабыстырылған оқшаулау құрамдастарына қосымша күш салуы мүмкін.

Ылғалдылық және конденсация

Ылғал бетінің оқшаулау кедергісін азайтып, бетінің ағуына ықпал етеді. Конденсация әсіресе салқындатқыш таратқыш бөлікке жылы, ылғалды ауа түскенде қауіпті.

Оқшаулаудың ескіруі

Ұзақ мерзімді электрлік, жылулық және механикалық кернеулер оқшаулаудың қартаюына әкелуі мүмкін. Қартаю жарықтар, түссіздену, эрозия, қабаттасу және ылғалдың сіңуінің жоғарылауын тудыруы мүмкін, мұның бәрі ішінара ағып кету ықтималдығын арттырады.

Механикалық кернеу және діріл

Бос қосылымдар, діріл және қайталанатын термиялық кеңею оқшаулау құрамдас бөліктері арасында шағын бос орындарды тудыруы мүмкін. Бұл бос орындар, әсіресе шиналардың, кабель ұштарының және ендірілген өткізгіштердің жанында ағызу орындары болуы мүмкін.

Тарату құрылғыларында жартылай разрядты анықтау

PD сынағы разряд белсенділігін оқшаулаудың елеулі бұзылуына айналмас бұрын анықтау үшін қолданылады. Жабдық пен сынақ мақсатына байланысты инженерлер көрінетін зарядты, разрядтың шамасын, фазалық шешілетін үлгілерді, импульстің қайталануын және уақыт бойынша өзгерістерді бағалай алады.

Сенімді сынақ мыналарды қамтуы керек:

1, Сәйкес өлшеу құралы және сенсордың орналасуы

2、Өлшеу жүйесін дұрыс калибрлеу

3、Сыртқы кедергілерді тиімді басқару

4、Дұрыс жерге қосу және экрандау

5、Тұрақты сынақ кернеуі және қоршаған орта жағдайлары

6、Техникалық шектеулермен және алдыңғы сынақ жазбаларымен салыстыру

Weshine Electric - жоғары вольтты сынақ және өлшеу жабдықтарын зерттеуге, әзірлеуге және өндіруге арналған кәсіби өндіруші. Стандартталған өндірістік шеберханалармен және тәуелсіз калибрлеу зертханаларымен жабдықталған зауыт әрбір құралдың жаһандық энергетикалық қолданбалар үшін тұрақты, қайталанатын және кедергілерге төзімді сынақ өнімділігін қамтамасыз ету үшін IEC стандарттары мен ISO сапа менеджменті жүйелерін қатаң сақтайды.

GDJF-2007 сандық ішінара разряд сынағы Weshine Electric компаниясы тәуелсіз әзірлеген және зауытта калибрленген. Оны жоғары вольтты жабдықта сандық ішінара разрядты өлшеу және талдау үшін пайдалануға болады.  Практикалық қолданбаларда құрал PD шамасын, разряд үлгілерін және оқшаулау жағдайын бағалауға қолдау көрсете алады. Нақты сынақ конфигурациясы және қабылдау критерийлері тарату құрылғыларының дизайнына, қолданыстағы стандарттарға және өндірушінің техникалық құжаттамасына сәйкес таңдалуы керек.

Жиі қойылатын сұрақтар

Коммутаторлардағы жартылай разрядтың ең көп тараған себебі қандай?

Жалпы себептерге ішкі бос жерлер, ауа көпіршіктері, қоспалар, өткір өткізгіш жиектері, бетінің ластануы, нашар оқшаулау интерфейстері және электр өрісінің біркелкі таралуы жатады.

Жартылай разрядты тікелей көруге болады ма?

Әдетте қалыпты жұмыс кезінде ішінара разряд көрінбейді. Ол әдетте электрлік, ультрадыбыстық немесе басқа мамандандырылған өлшеу әдістері арқылы анықталады.

Жартылай разряд әрқашан жабдықтың дереу істен шығуын білдіре ме?

Жоқ. Ішінара разряд бірте-бірте дамуы мүмкін. Дегенмен, тұрақты немесе жоғарылаған PD белсенділігі оқшаулаудың нашарлауын көрсетеді және кәсіби бағалауды қажет етеді.

Шинаның өткір жиектері жартылай разрядты қалай тудырады?

Өткір жиектер электр өрісін шоғырландырады. Жергілікті өріс орташа өрістен әлдеқайда күшті болуы мүмкін, бұл разрядты шетке жақын жерде бастауға мүмкіндік береді.

Коммутатордағы жартылай разрядты қалай азайтуға болады?

Тиімді шараларға оқшаулау өндірісін жақсарту, саңылауларды кетіру, тазалықты бақылау, ылғалдың алдын алу, электр өрісінің градациясын оңтайландыру, қоршаудың жерге тұйықталуын жақсарту және тұрақты PD сынақтарын жүргізу кіреді.

Қорытынды

Жоғары вольтты тарату құрылғыларындағы ішінара разряд әдетте оқшаулау ақауларының, электр өрісінің концентрациясының, біркелкі емес диэлектрлік материалдардың, қоршаған орта жағдайларының және ұзақ мерзімді қартаюының жиынтығының нәтижесі болып табылады.

Ішкі бос орындар, қоспалар, шинаның өткір жиектері, қалқымалы металл бөлшектері, ластанған беттер және нашар оқшаулау интерфейстері жергілікті электр кернеуін тудыруы мүмкін. Ағызу басталғаннан кейін химиялық эрозия және термиялық зақымдану оқшаулауды бірте-бірте әлсіретуі мүмкін.

Үнемі ішінара разрядты сынау оқшаулау жағдайы туралы құнды ақпарат береді және техникалық қызмет көрсету топтарына үлкен ақау пайда болғанға дейін дамып келе жатқан мәселелерді анықтауға көмектеседі. Дәл диагноз қою үшін тестілеуді тиісті стандарттарға сәйкес дұрыс калибрленген жабдықты және процедураларды қолданып, білікті мамандар жүргізуі керек.

Үйдегі ҒЗТКЖ, стандартталған зауыттық өндіріс және қатаң сапаны калибрлеу арқылы Weshine Electric компаниясы бүкіл әлем бойынша қосалқы станцияларға техникалық қызмет көрсету, электр желісін тексеру және өнеркәсіптік қуат жүйесін диагностикалау үшін сенімді жоғары вольтты сынақ құралдарын және кәсіби техникалық шешімдерді қамтамасыз етуді жалғастыруда. Техникалық деректер парақтарын, теңшелген сынақ шешімдерін және зауыттық көтерме қолдауды алу үшін біздің командаға хабарласыңыз.