Delurladdning i oljedrivna transformatorer: Natur och vanliga orsaker till för höga PD-nivåer

01 Introduktion

Delurladdning (PD) i oljeisolerade Krafttransformatorer är fortfarande en globalt erkänd utmaning inom transformatorindustrin. Många tillverkare har lidit betydande förluster på grund av PD-relaterade fel.

Överskridande av PD-värden kan inträffa under fabrikstester, tredjepartsinspektioner eller på kunders anläggningar. Att lokalisera PD-källor är ofta som att "hitta en nål i en höstack", vilket leder till omarbetning som tar dagar eller till och med månader, vilket orsakar betydande kvalitetsförluster för tillverkare eller slutanvändare.

Därför är det avgörande att vetenskapligt diagnostisera och snabbt identifiera orsakerna till överdriven Parkinsons sjukdom.

02 Definition och natur

Även om ingen officiell definition finns, definierar författaren PD som:
[Urladdning som sker på lokala ställen i en transformator och som ännu inte har orsakat omedelbart isolationsbrott eller överslag.]

PD-scenarier varierar kraftigt men delar en gemensam essens:
[Strukturella, material- eller tillverkningsfel i isoleringssystemet orsakar lokal elektrisk fältförvrängning som överstiger den dielektriska styrkan vid den punkten, vilket resulterar i upprepade, mikroskaliga, icke-penetrerande joniseringsgenombrott.]

Kort sagt ligger PD:s natur i en lokal elektrisk fältkoncentration som överstiger PD:s initieringsfältstyrka.

03 Primära orsaker

Baserat på PD-mekanismer kan alla faktorer som orsakar alltför stora lokaliserade elektriska fält utlösa PD-överskridanden.

3.1 PD-platser
PD kan ha sitt ursprung i:

Bussningar

 

OLTC/DETC-lindningskopplare

 

Leads

 

Lindningar

 

Jordningskomponenter

 

Isoleringsytor/interna defekter

 

Transformatorolja

Mest sårbara webbplatser:Luftporer i fast isolering eller gasbubblor i olja.
Resonera:Under spänningsbelastning är det elektriska fältets intensitet omvänt proportionell mot den dielektriska konstanten (ε).

Pappersisolering ε ≈ 4,4

 

Luftporer ε ≈ 2,0
→ Luftporer upplever ≈2,2× högre fältstyrka.
Med låg genombrottshållfasthet (AC ≈2 kV/mm), blir tomrum/bubblor svaga punkter för PD-initiering.

3.2 PD-typer
Vanliga PD-typer i Oljedoppad transformators:

Gasbubbelurladdning

 

Fuktinducerad urladdning(fuktisolering)

 

Skarp elektrodurladdning(högspännings-/jordelektrodspetsar)

 

Flytande potentiell urladdning

 

Kilformad oljegapsutmatning

 

Utsläpp från metalliska/förorenande partiklar

 

Limdefekter(för mycket/dålig limkvalitet i klämplattor/ändringar)

Viktig insikt:

PD-överskridanden är sällan konstruktionsrelaterade (≈0,5 % sannolikhet).
95+ % härrör från material-, process- eller tillverkningsfel.

Logisk grund:När överspänningar (LI, LIC, SI, LTAC) omvandlas till motsvarande 1-minuts nätfrekvenshållfasthetsspänning (DIL-konvertering), överstiger alla PD-testspänningen (IVPD). Huvud-/longitudinell isolering är konstruerad för det högsta överspänningsscenariot.

Inga.	PD-typ	Plats	Mekanism	Vanliga fall
1	Skarp elektrodurladdning	Klämdelar, tank, stigande bussning, krympterminaler för ledningar	Liten krökningsradie → hög laddningstäthet → extrem fältkoncentration	Oskärmade bultar nära högspänningselektroder; vassa kanter på magnetisk skärmning
2	Gasbubbla/tomrumsurladdning	Bubblor i olja / hålrum i fast isolering	Låg dielektricitetskonstant (ε≈1) → hög fältspänning + låg genombrottshållfasthet (2 kV/mm)	Ofullständigt vakuum; snabb oljepåfyllning; för mycket/dåligt lim i ändringar/utjämningskulor
3	Fuktinducerad urladdning	Lindningar, kärnisolering, ledningar	Fukt minskar den dielektriska styrkan med 60–70 %	Otillräcklig kärntorkning; överexponering för omgivande luft under montering
4	Flytande potentiell urladdning	Pressplatta, ledningsstöd, magnetiska shuntar	Laddningsackumulering → plötslig urladdningspuls	Ojordad magnetisk skärmning; dåligt anslutna elektrostatiska ringar
5	Utsläpp av föroreningar	Vatten/fibrer/metallpartiklar i olja	Fältdistorsion + vatten ökar fältspänningen med 2,9×	Otillräcklig oljefiltrering; förorenad kärna; fuktintrång

04 Utsikter

Att förstå vanliga typer, mekanismer, platser och fallstudier av PD är avgörande för riktad felsökning.

Kombinerat med transformatoranslutningsprinciper, strukturell design, PD-vågformsegenskaper, polaritetslokalisering och diagnostiska tester möjliggör denna kunskap snabb identifiering av grundorsaker och minimerar kvalitetsförluster.