Hva er partielle utladninger og hvorfor teste for det?

Hva er Partielle utladninger (PD)

Partielle utladninger er elektriske utladninger som kun delvis bryter isolasjonen mellom to ledere med ulikt  spenningspotensial, feks fase/jord. 

Utladningene oppstår når den elektriske feltstyrken overgår den elektriske holdfastheten til materialet der utladningen oppstår. Utladningene vil bryte ned materialet og gitt at dette ikke kan regenereres vil det før eller siden oppså et gjennomslag.

Klassifisering av PD

PD kan oppstå i uliker deler av et isolasjonssystem og kan deles inn i tre hovedkategorier:

• Koronautladninger i gass som omgir metalliske deler grunnet ionisering.

• Overflateutladninger oppstår i overgangen mellom to ulike materialer.

• Hulromsutladninger oppstår i veske- eller gassfylte hulrom.

Koronautladninger: Dette er normalt en ufarlig aktivitet siden materialet (gassen) regenereres. Men om dette oppstår i lukkede miljøer vil det produseres Ozone som vil bidra til å bryte ned omliggende materialer. Korona vil også kunne skjule annen farlig PD aktivitet.

Overflateutladninger: Her må det skilles mellom lav- og høyfrekvente overflateutladninger. Lavfrekvente overflateutladninger oppstår utvendig grunnet fukt eller smuss på overflaten. Dette er en ufarlig aktivitet.

Høyfrekvente overflateutladninger oppstår innvendig i komponenter og i grensesnittet mellom ulike materialer, feks pex isolasjonen på en kabel og skjøtekroppen. Dette er en kritisk aktivitet som må utbedres. 

Hulromsutladninger: Dette er den mest kritiske aktiviteten inne PD. Disse utladningene oppstår inne i hulrom i isolasjonen. Gassen inne i disse hulrommene har en lavere permittivitet (ɛ), enn i det omliggende materialet, feks pex. Dette resulterer i at feltet ikke fordeles homogent i isolasjonen og man får en høyere feltstyrke inne i dette hullrommet. Hvis feltet overgår den elektriske holdfastheten til gassen vil man få utladninger. 

Eksempel for hulromsutladninger i en 33 kV pexkabel​

U0=19 kV,  d1=4mm,   d2=1mm,   ɛ1=4,0,   ɛ2=1,0​​​​​​​

Ut fra eksemplet over kan vi se at feltstyrken over luftlommen blir 6,3 kV rms som tilsvarer 8,95 kV peak. Med andre ord er stresset over luftlommen 8,95 kV, noe som tilsvarer nesten tre ganger holdfastheten til luft som har en dielektrisk holdfasthet på ca 3 kV/mm. Med andre ord vil isolasjonseffekten i luften bryte sammen og utladninger vil oppstå. Dette vil resultere i at et elektrisk tre starter å vokse og størrelsen på luftlommen øker. Om d2 øker fra 1 mm til 2 mm øker feltstyrken til 10,1 kV.  

Hvorfor burde man teste for partielle utladninger

PD anses som den beste indikatoren for tidlig varsling av isolasjonsdegradering i høyspentkomponenter. PD målinger er en god måte å kontrollere helsetilstanden til både nye og gamle høyspentkomponenter. PD målinger oppdager feil som ellers ville ført til dielektrisk sammenbrudd. PD-testing er spesielt viktig når komponentene er kritisk for driften.​​​​​​​​​​​

PD er den største bidragsyteren til havari i høyspntutstyr
"Damped AC med PD diagnose utføres som sluttkontroll ved nye anlegg og som tilstandskontroll på aldret kabel"

Hva forårsaker  partielle utladninger

  • Installasjonsfeil (Kabel, skjøter og endeavsluttninger)

  • Produksjons avvik

  • Transport skader

  • Mekaniske skader

  • Aldring

  • Termisk stress

  • Elektrisk stress

PD målinger kan utføres på

  • Kabel og kabel tilbehør

  • Kraft transformatorer

  • Bryteranlegg/GIS

  • Elektriske maskiner

  • Måletransformatoer

Kabelanlegg kan kontrolleres for partielle utladninger på følgende måte:

Offine Damped AC PD diagnose

Med en DAC høyspentkilde utsettes kabel for en kontrollert spenning inntil 2*U0 for å simulere jordfeil. Samtidig måles og lokaliseres PD aktiviteten i kabel, skjøter eller termineringer.  

Online PD måling​

Online PD målinger avdekker og lokaliserer feil uten behov for driftstans.

Kontakt​
+47 95232799
post@neka.no
Harbitzalléen 2A
0275 OSLO
NORWAY
  • LinkedIn - Grey Circle

© 2020 NEKA

Images from Unsplash, PryCam, B2 electronic, Wirescan, onsite hv group

neka_ny-neg.png