변압기 부분방전 시험이란?

1. 부분방전(PD)이란 무엇입니까?

테스트를 이해하려면 먼저 테스트에서 감지하는 현상을 이해해야 합니다.

정의: 부분 방전은 도체 사이의 절연체를 부분적으로만 연결하는 국부적인 전기 방전입니다. 이는 고체 단열재 내의 빈 공간(가스 포켓), 다양한 단열재 사이의 경계 또는 액체 단열재(오일) 내의 기포에서 발생할 수 있습니다.

발생하는 문제: 각 개별 PD는 매우 작은 스파크이지만 시간이 지남에 따라 절연체를 부식시킵니다. 이러한 방전으로 인한 에너지는 다음을 통해 절연 재료(종이, 기름, 수지)의 화학 결합을 분해합니다.

열 스트레스: 불꽃으로 인한 열.

화학적 분해: 오존과 아질산(공기 중) 또는 수소와 메탄(석유 중)을 생성합니다.

물리적 침식: 문자 그대로 재료의 작은 구덩이를 태워 없애는 것입니다.
이러한 느리고 누적된 손상은 더 이상 전기적 스트레스를 견딜 수 없을 때까지 절연을 점진적으로 약화시켜 완전한 펑크(고장) 및 치명적인 변압기 고장을 초래합니다.

2. PD 테스트가 왜 그렇게 중요한가요?

조기 결함 감지: 이는 종종 결함이 발생하기 몇 년 전인 매우 초기 단계에서 절연 시스템의 초기(개발 중인) 결함을 감지하는 가장 민감한 테스트 중 하나입니다.

치명적인 오류 방지: 약한 절연을 조기에 식별함으로써 유지 관리 또는 수리를 사전에 예약하여 계획되지 않은 정전, 값비싼 수리 및 잠재적인 안전 위험을 방지할 수 있습니다.

품질 보증: 이는 새로운 변압기가 공장을 떠나기 전에 의무적으로 실시하는 일상 테스트로, 최고 품질 표준을 충족하고 주요 제조 결함이 없는지 확인합니다.

서비스 중 상태 평가: 현장 변압기의 경우 주기적인 PD 테스트는 상태- 기반 유지 관리 프로그램의 핵심 부분으로, 남은 수명과 오일 처리 또는 건조의 필요성을 판단하는 데 도움이 됩니다.-

3. 부분방전 테스트는 어떻게 진행되나요?

테스트는 변압기의 정상 작동 전압보다 높지만 전력{0}}주파수 내전압 테스트 전압보다 낮은 전압을 권선에 적용하여 수행됩니다. 목표는 새로운 손상을 일으키지 않고 기존 결함을 자극할 만큼 절연체에 응력을 가하는 것입니다.

핵심 원리는 PD가 발생하면 거의 동시에 세 가지 측정 가능한 현상이 발생한다는 것입니다.

전기 펄스: 매우 빠르고 작은{0}}전류 펄스(나노초에서 마이크로초까지)가 테스트 회로에 흐릅니다.

전자기파: 펄스는 무선 주파수(RF) 신호를 포함한 전자기 에너지를 방출합니다.

음향파: 작은 스파크가 변압기 탱크 내에 초음파 "클릭" 또는 음파를 생성합니다.

테스트 설정에는 다음이 포함됩니다.

고-전압 소스: 변압기에 전원을 공급합니다.

커플링 커패시터: 측정할 PD 펄스에 대한 낮은-임피던스 경로를 제공합니다.

PD 검출기/측정 시스템: 펄스를 캡처, 필터링 및 분석하는 정교한 기기입니다.

센서: 다음과 같습니다.

전기 센서: 전류 펄스를 직접 측정합니다.

고주파 전류 변환기(HFCT):-RF 신호를 포착하기 위해 접지 연결 주위에 고정됩니다.

초-고주파(UHF) 센서: 변압기 내부(오일 밸브를 통해) 또는 외부에 배치되어 GHz 범위의 전자기파를 감지하는 안테나입니다. 이는 외부 전기 노이즈에 면역이기 때문에 매우 인기가 높습니다.

AE(음향 방출) 센서: PD의 초음파 소리를 "듣기" 위해 변압기 탱크 외부에 배치된 마이크입니다. 이는 PD의 소스를 찾는 데 탁월합니다.

4. 주요 측정 및 해석

PD 검출기는 방전의 존재만을 검출하는 것이 아닙니다. 몇 가지 주요 매개변수를 사용하여 이를 정량화합니다.

겉보기 전하(q): 가장 중요한 양입니다. 피코쿨롱(pC)으로 표시됩니다. 실제 방전은 절연체 내부에 있고 직접 측정할 수 없기 때문에 "겉보기 전하"는 변압기 단자 사이에 순간적으로 주입되면 내부 PD와 동일한 효과를 갖는 전하의 보정된 측정입니다. 값이 낮을수록 좋습니다.

PDIV(PD 개시 전압): 테스트 전압이 상승함에 따라 PD가 처음 발생하기 시작하는 전압입니다.

PD 소멸 전압(PDEV): 테스트 전압이 낮아짐에 따라 PD가 중단되는 전압입니다.

해석: 엔지니어는 PD의 존재만 찾는 것이 아닙니다. 펄스의 패턴, 크기(pC 단위) 및 위상 관계를 분석합니다. 다양한 유형의 결함(공극, 표면 방전, 부동 부품)은 전압 파형에 고유한 "지문"을 생성합니다.

표준 및 허용 한도

국제 표준(예: IEC 60270)은 테스트 절차와 허용 가능한 PD 수준을 정의합니다. 새로운 변압기의 경우 일반적인 허용 기준은 지정된 테스트 전압 하에서 PD 레벨이 ****를 초과해서는 안 된다는 것입니다.

100pC ~ 500pC

, 100pC는 고전압 장비에 대한 일반적이고 매우 엄격한 제한입니다.- 서비스 중인 변압기의 경우 모니터링 및 개입 계획을 통해 더 높은 수준이 허용될 수 있습니다.