Partiell Entladung an Ueleg-Tauchtransformatoren: Natur an heefeg Ursaachen vun exzessive PD-Niveauen

01 Aféierung

Partiell Entladung (PD) an Ueleg-Tauchbehälter Stroumtransformatoren bleift eng weltwäit unerkannt Erausfuerderung an der Transformatorindustrie. Vill Hiersteller hunn duerch PD-bezunnen Ausfäll bedeitend Verloschter gelidden.

PD-Iwwerschritte kënnen während Fabréckstester, Inspektiounen vun Drëttpersounen oder op Clientsplazen optrieden. D'Lokaliséierung vu PD-Quellen ass dacks wéi "eng Nol an engem Heeschaf ze fannen", wat zu Neiaarbechtunge féiert, déi Deeg oder souguer Méint daueren, a wesentlech Qualitéitsverloschter fir Hiersteller oder Endbenotzer verursaache kann.

Dofir ass eng wëssenschaftlech Diagnos an eng séier Identifikatioun vun den Ursaachen vun exzessiver PD entscheedend.

02 Definitioun an Natur

Obwuel et keng offiziell Definitioun gëtt, definéiert den Auteur PD als:
[Entladung, déi op lokalen Positiounen an engem Transformator optrieden an nach net direkt Isolatiounsausbréch oder Iwwerblëtz verursaacht huet.]

PD-Szenarie variéiere staark, awer deelen eng gemeinsam Essenz:
[Strukturell, Material- oder Fabrikatiounsdefekter am Isolatiounssystem verursaachen lokaliséiert elektresch Feldverzerrung, déi d'dielektresch Stäerkt op deem Punkt iwwerschreit, wat zu engem widderhuelenden, mikroskopeschen, net-penetréierenden Ioniséierungsduerchbroch féiert.]

Kuerz gesot, läit d'Natur vum PD an der lokaliséierter elektrescher Feldkonzentratioun, déi d'PD-Ufangsfeldstäerkt iwwerschreift.

03 Haaptursaachen

Baséierend op PD-Mechanismen kann all Faktor, deen exzessiv lokaliséiert elektresch Felder verursaacht, PD-Iwwerschritte ausléisen.

3.1 PD-Standuerter
PD kann aus folgenden Grënn entstoen:

Büschungen

 

OLTC/DETC-Kippwechsler

 

Leads

 

Wicklungen

 

Äerdungskomponenten

 

Isolatiounsflächen/intern Mängel

 

Transformatorueleg

Déi vulnérabelst Siten:Loftlächer an der fester Isolatioun oder Gasblosen an Ueleg.
Grond:Ënner Spannungsbelaaschtung ass d'elektresch Feldintensitéit ëmgekéiert proportional zur dielektrescher Konstant (ε).

Pabeierisolatioun ε ≈ 4,4

 

Loftporen ε ≈ 2,0
→ Loftlächer hunn eng ≈2,2× méi héich Feldstäerkt.
Mat gerénger Duerchbrochstäerkt (Wiesselstroum ≈2kV/mm), ginn Hohlraim/Blasen zu Schwaachpunkten fir d'PD-Initiatioun.

3.2 PD-Typen
Allgemeng PD-Typen an Ueleg-Tauchtransformators:

Gasblasenentladung

 

Duerch Feuchtigkeit induzéiert Entladung(fiicht Isolatioun)

 

Scharf Elektrodenentladung(Héichspannungs-/Äerdelektrodespëtzen)

 

Schwiewend Potenzialentladung

 

Keilfërmeg Uelegspaltentladung

 

Entladung vu metalleschen/kontaminéierende Partikelen

 

Haftdefekter(ze vill/schlecht Qualitéitsklebstoff an de Klemmplacken/Endreinge)

Schlëssel Erkenntnis:

PD-Iwwerschreitunge si selten designbezunnen (≈0,5% Wahrscheinlechkeet).
95+ % stamen duerch Material-, Prozess- oder Fabrikatiounsfehler.

Begrënnung:Wann Iwwerspannungen (LI, LIC, SI, LTAC) an eng gläichwäerteg 1-Minutte Netzfrequenzhaltespannung ëmgewandelt ginn (DIL-Konversioun), iwwerschreiden all d'PD-Testspannung (IVPD). D'Haapt-/Längsisolatioun ass fir dat héchst Iwwerspannungsszenario entwéckelt.

Nee.	PD-Typ	Standuert	Mechanismus	Heefeg Fäll
1	Scharf Elektrodenentladung	Klemmdeeler, Tank, opsteigend Buschung, Kabelkrimpklemmen	Klenge Krümmungsradius → héich Ladungsdicht → extrem Feldkonzentratioun	Ongeschirmte Schrauwen bei HV-Elektroden; schaarf Kanten um magnéiteschen Abschirm
2	Gasblosen-/Voidentladung	Blosen am Ueleg / Lächer an der fester Isolatioun	Niddreg dielektresch Konstant (ε≈1) → héich Feldspannung + niddreg Duerchbrochstäerkt (2kV/mm)	Onvollstänneg Vakuum; séier Uelegfëllung; ze vill/schlecht Haftstoff an den Endréng/Ausgläichskugelen
3	Duerch Feuchtigkeit induzéiert Entladung	Wicklungen, Kärisolatioun, Leitungen	Fiichtegkeet reduzéiert d'dielektresch Stäerkt ëm 60-70%	Onzureichend Kärtrocknung; Iwwerbelaaschtung vun der Ëmgéigendloft während der Montage
4	Schwiewend potenziell Entladung	Pressplack, Leitungsträger, Magnéit-Shunts	Ladungsakkumulatioun → plötzlechen Entladungsimpuls	Net geerdete magnéitesch Abschirmung; schlecht verbonnen elektrostatesch Réng
5	Kontaminatiounsoflaf	Waasser/Faseren/Metallpartikelen am Ueleg	Feldverzerrung + Waasser erhéicht d'Feldspannung ëm 2,9×	Onzureichend Uelegfiltratioun; kontaminéierte Kär; Fiichtegkeetsandréngung

04 Ausblick

D'Verstoe vun üblechen PD-Typen, Mechanismen, Standuerter a Fallstudien ass essentiell fir gezielt Troubleshooting.

Kombinéiert mat Transformatorverbindungsprinzipien, strukturellen Design, PD-Wellenformcharakteristiken, Polaritéitslokaliséierung an diagnosteschen Tester, erméiglecht dëst Wëssen eng séier Identifikatioun vun den Ursaachen a miniméiert Qualitéitsverloschter.