Pagsusuri ng Prinsipyong Partial Discharge
Pagsusuri ng Prinsipyo ng Partial Discharge (1)
Sa ilalim ng epekto ng isang elektrikong field, sa isang insulasyon system, ang paglabas ng kuryente ay nangyayari lamang sa ilang rehiyon at hindi lumalampas sa pagitan ng mga conductor na may inilapat na voltaje. Ang fenomeno na ito ay tinatawag na partial discharge. Kung ang partial discharge ay nangyayari malapit sa isang conductor na nakaliligiran ng gas, maaari ring tawaging corona.
Ang partial discharge ay maaaring mangyari hindi lamang sa gilid ng isang conductor kundi pati na rin sa ibabaw o loob ng isang insulator. Ang paglabas ng kuryente na nangyayari sa ibabaw ay tinatawag na surface partial discharge, at ang nangyayari sa loob ay tinatawag na internal partial discharge. Kapag ang paglabas ng kuryente ay nangyari sa hangin gap sa loob ng insulator, ang palitan at pag-accumulate ng mga charge sa hangin gap ay lubos na ipinapakita sa mga pagbabago ng charge sa mga electrode (o conductor) sa parehong dulo ng insulator. Ang relasyon ng dalawa ay maaaring maanalisa gamit ang equivalent circuit.
Isa sa halimbawa ng cross-linked polyethylene cable sa ibaba upang ipaliwanag ang proseso ng pag-unlad ng partial discharge. Kapag may maliit na hangin gap sa loob ng cable insulation medium, ang kanyang equivalent circuit ay ipinapakita bilang sumusunod:
Sa larawan, ang Ca ay ang capacitance ng hangin gap, ang Cb ay ang solid dielectric capacitance na serye sa hangin gap, at ang Cc ay ang capacitance ng natitirang buong bahagi ng dielectric. Kung ang hangin gap ay napakaliit, ang Cb ay mas maliit kaysa sa Cc at Cb ay mas maliit kaysa sa Ca. Kapag ang AC voltage na may instantaneous value ng u ay inilapat sa pagitan ng mga electrode, ang voltage ua sa ibabaw ng Ca ay .
Kapag ang ua ay tumataas kasabay ng u upang makamit ang discharge voltage U2 ng air gap, ang hangin gap ay nagsisimula mag-discharge. Ang mga space charges na nabuo dahil sa discharge ay magtatatagpo ng electric field, nagiging sanhi ng matinding pagbaba ng voltage sa ibabaw ng Ca hanggang sa residual voltage U1. Sa puntong ito, ang spark ay namamatay, at isang siklo ng partial discharge ay natapos.
Sa prosesong ito, ang isang katugon na partial discharge current pulse ay lumilitaw. Ang proseso ng discharge ay napakaliit at maaaring ituring na natapos instantaneously. Bawat pagkakataon na ang hangin gap ay nagdischarge, ang kanyang voltage ay bumababa instantaneously ng Δua = U2 - U1. Habang ang inilapat na voltage ay patuloy na umuusbong, ang Ca ay muli nang nagrecharge hanggang sa ua ay umabot sa U2 ulit, at ang hangin gap ay nagdischarge sa pangalawang pagkakataon.
Sa sandaling nangyayari ang partial discharge, ang hangin gap ay lumilikha ng mga pulso ng voltage at current, na sa kanyang pagkakataon ay lumilikha ng kilos na electric at magnetic fields sa linya. Ang partial discharge detection ay maaaring gawin batay sa mga field na ito.
Sa aktwal na detection, natuklasan na ang bawat paglabas ng kuryente (o ang taas ng pulso) ay hindi pantay, at ang mga paglabas ay kadalasang nangyayari sa yugto ng pagtaas ng absolute value ng amplitude ng inilapat na voltage. Tanging kapag ang discharge ay napakalakas, ito ay lumalawig sa yugto ng pagbaba ng absolute value ng voltage. Ito ay dahil sa praktikal na sitwasyon, madalas na maraming hangin bubbles ang nagdischarge nang sabay-sabay; o mayroon lamang isang malaking hangin bubble, ngunit bawat discharge ay hindi kumakatawan sa buong lugar ng bubble, kundi isang lokal na rehiyon lamang.
Narito, ang dami ng charge ng bawat discharge ay hindi kinakailangang pantay, at maaaring may reverse discharges, na hindi neutralize ang orihinal na nakalikom na charges. Sa halip, ang mga positive at negative charges ay nakalilipon malapit sa pader ng bubble, nagiging sanhi ng surface discharge sa pamamaraan ng bubble wall. Bukod dito, ang espasyo malapit sa pader ng bubble ay limitado. Sa panahon ng discharge, ang isang mahigpit na conductive channel ay nabubuo sa loob ng bubble, nagiging sanhi ng paglabas ng ilang space charges na nabuo dahil sa discharge.
