IV. Prova di scarica parziale del trasformatore a secco

1. Analisi della forma d'onda della scarica parziale

La tensione ai capi dell'impedenza di rilevamento Zm (ovvero il segnale di rilevamento) è piuttosto bassa e deve essere amplificata per fornire un'indicazione chiara sullo strumento. Il valore di picco del segnale impulsivo amplificato dall'amplificatore può essere misurato dall'oscilloscopio. Inoltre, l'oscilloscopio può anche visualizzare la fase della scarica nella frequenza di rete, determinare la forma d'onda dell'impulso e i tempi di scarica, e osservare le caratteristiche dell'intera scarica parziale. Ciò consente di determinare la posizione approssimativa e la natura della scarica. Gli oscilloscopi possono eseguire scansioni orizzontali ed ellittiche. La scansione orizzontale viene eseguita con una deflessione a schermo intero equivalente a un ciclo e sincronizzata con la tensione di prova per determinare la fase dell'impulso. Anche la scansione ellittica è equivalente a un ciclo della tensione di prova per ogni ciclo di scansione. FIG. 4-1 Schema della forma d'onda sullo schermo in due modalità di scansione.

FIG.4-1

Nei test di scarica parziale, oltre alle scariche parziali interne all'isolamento, anche il collegamento dei cavi, i contatti elettrici e le lampade fluorescenti, l'effetto corona degli elettrodi ad alta tensione, ecc., possono influenzare la forma d'onda della scarica parziale. A tal fine, è necessario distinguere le forme d'onda della scarica parziale da quelle di altre interferenze all'interno dell'isolamento. La Figura 4-2 mostra alcune forme d'onda tipiche.

FIG4-2

2. Identificazione spettrale della scarica parziale

La Figura 4-3 mostra diversi tipi di oscillogrammi di scarica parziale, ottenuti in prossimità della tensione iniziale. Le figure (a), (b), (c) e (d) rappresentano i modelli base di scarica parziale, mentre (e), (f) e (g) rappresentano i modelli base di onde di interferenza.

FIG4-3

In (a), nella struttura isolante è presente un solo traferro perpendicolare alla direzione del campo elettrico e l'impulso di scarica si sovrappone alla posizione tra i picchi positivo e negativo. L'ampiezza e la frequenza dell'impulso su entrambi i lati della simmetria sono sostanzialmente uguali. Tuttavia, a volte l'ampiezza superiore e inferiore dell'asimmetria 3:1 è ancora normale. La relazione tra la scarica e la tensione di prova è tale che, dopo la scarica iniziale, la scarica aumenta fino a un certo livello e rimane invariata con l'aumento della tensione di prova. La tensione di estinzione è approssimativamente uguale o leggermente inferiore alla tensione di avviamento.

In (b), la struttura isolante contiene intercapedini d'aria di varie dimensioni, che sono per lo più strutture isolanti colabili. Quando l'impulso di scarica è sovrapposto alla posizione prima dei picchi positivi e negativi, l'ampiezza e la frequenza dei due lati simmetrici dell'impulso sono sostanzialmente uguali, ma a volte l'asimmetria dell'ampiezza superiore e inferiore di 3:1 è ancora normale. All'inizio della scarica, l'impulso di scarica può essere risolto, poi la tensione aumenta, alcuni impulsi di scarica si spostano nella direzione della posizione zero della tensione di prova, allo stesso tempo ci sarà un impulso più grande, la risoluzione dell'impulso diminuisce gradualmente, fino a non essere più risolvibile. Dopo la scarica iniziale, la scarica aumenta costantemente con l'aumento della tensione e la tensione di estinzione è sostanzialmente uguale o inferiore alla tensione iniziale.

In (c), nella struttura isolante è presente un solo traferro. La risposta di scarica del traferro sulla superficie dell'elettrodo è diversa da quella nel dielettrico. L'impulso di scarica si sovrappone ai picchi positivi e negativi della tensione, e l'ampiezza di entrambi i lati non è simmetrica, la frequenza dell'ampiezza maggiore è bassa e la frequenza dell'ampiezza minore è alta. Il rapporto è solitamente maggiore di 3:1 e talvolta 10:1. La risposta di scarica totale può essere distinta. Una volta avviata la scarica, la quantità di scarica rimane sostanzialmente invariata e non ha nulla a che fare con l'aumento di tensione. La tensione di estinzione è uguale o leggermente inferiore alla tensione di avvio.
 
In (d), (1) un gruppo di intercapedini d'aria di diverse dimensioni si trova sulla superficie dell'elettrodo, ma sono di tipo chiuso; (2) L'intercapedine elettrica tra l'elettrodo e il mezzo isolante non è chiusa. Il rapporto di ampiezza tra i due lati è solitamente 3:1 e talvolta 10:1 prima che l'impulso di scarica si sovrapponga al picco negativo della tensione. Man mano che la tensione aumenta, parte dell'impulso si sposta verso la posizione zero. Dopo l'inizio della scarica, la risoluzione dell'impulso è discreta. Continuando ad aumentare la pressione, la risoluzione diminuisce fino a diventare indistinguibile. Dopo la scarica iniziale, l'impennamento della scarica aumenta gradualmente con l'aumento della tensione e la tensione di estinzione è uguale o leggermente inferiore alla tensione iniziale. Se la tensione dura per 10 min, la risposta della scarica cambierà in qualche modo.

(e) La sorgente di interferenza è il mezzo liquido tra la punta dell'ago e la piastra piana o la terra. La scarica a corona si verifica a una tensione inferiore e l'impulso di scarica si sovrappone alla posizione di picco della tensione. Ad esempio, al picco negativo. La potenza di scarica è ad alto potenziale; se si trova nella posizione del picco positivo, l'alimentazione è a basso potenziale. Questo aiuta a determinare la posizione zero della tensione e una coppia di impulsi appare simmetricamente ai picchi di tensione positivi o negativi, con intervalli uguali per ogni gruppo di impulsi di scarica. Tuttavia, l'ampiezza e l'intervallo di tempo dei due gruppi sono diversi e il gruppo più piccolo ha la stessa ampiezza ed è più denso. Un impulso più grande ha una tensione iniziale inferiore e la scarica aumenta con l'aumento della tensione. La tensione iniziale di un gruppo di impulsi più piccoli è più alta e la quantità di scarica è indipendente dalla tensione e rimane invariata. Man mano che la tensione aumenta, la densità di frequenza degli impulsi aumenta, ma è ancora distinguibile. Man mano che la tensione aumenta, diventa indistinguibile.

(f) Punta dell'ago contro un mezzo gassoso piatto o terrestre. La scarica a corona si verifica a una tensione inferiore e l'impulso di scarica si sovrappone alla posizione di picco della tensione. Ad esempio, nel picco negativo, l'alimentatore è ad alto potenziale; se si trova nel picco positivo, l'alimentatore è a basso potenziale. Questo aiuta a determinare lo zero della tensione. Dopo la scarica iniziale, la tensione aumenta e la quantità di scarica rimane invariata, ma la densità degli impulsi si diffonde su entrambi i lati e la frequenza di scarica aumenta, ma è ancora distinguibile. Man mano che la tensione aumenta, la frequenza degli impulsi di scarica aumenta fino a diventare gradualmente indistinguibile.

(g) Scarica di potenziale di sospensione. Una scarica elettrica tra due oggetti metallici sospesi in un campo elettrico, o tra un oggetto metallico e la terra.

Esistono due tipi di forma d'onda:

1. I lati positivo e negativo hanno la stessa ampiezza dell'impulso, uguale intervallo e frequenza;

2 Gli impulsi su entrambi i lati appaiono a coppie, con lo stesso intervallo tra le coppie, e talvolta si muovono avanti e indietro lungo la linea di base.

Esistono tre tipi di scarico iniziale:

(1) La quantità di scarica rimane invariata, indipendentemente dalla tensione, e la tensione di estinzione è esattamente uguale alla tensione di avviamento.

(2) La tensione continua ad aumentare e, a una certa tensione, la scarica scompare improvvisamente. Quando la tensione continua ad aumentare e poi a diminuire, si scaricherà di nuovo alla tensione di annullamento precedente.

(1)Con l'aumento della tensione, la potenza di scarica diminuisce gradualmente, l'impulso di scarica aumenta.