Scarica Parziale in Trasformatori Immersi in Oliu: Natura è Cause Comuni di Livelli Eccessivi di PD

01 Introduzione

Scarica parziale (PD) in immersione in oliu Trasformatori di putenza ferma una sfida mundialmente ricunnisciuta in l'industria di i trasformatori. Numerosi pruduttori anu subitu perdite significative per via di guasti ligati à i PD.

I superamenti di PD ponu accade durante i testi di fabbrica, l'ispezioni di terze parti, o in i siti di i clienti. Localizà e fonti di PD hè spessu cum'è "truvà un agulla in un pagliaghju", chì porta à rilavorazioni chì duranu ghjorni o ancu mesi, causendu perdite di qualità sustanziali per i pruduttori o l'utilizatori finali.

Dunque, diagnosticà scientificamente è identificà rapidamente e cause di l'eccessiva PD hè cruciale.

02 Definizione è Natura

Benchì ùn esista micca una definizione ufficiale, l'autore definisce a PD cum'è:
Scarica chì si verifica in pusizioni lucalizzate in un trasformatore chì ùn hà ancu causatu una rottura immediata di l'isolamentu o un flashover.

I scenarii PD varianu assai ma spartenu una essenza cumuna:
[I difetti strutturali, di materiale o di fabricazione in u sistema d'isolamentu causanu una distorsione lucalizzata di u campu elettricu chì supera a resistenza dielettrica in quellu puntu, risultendu in una rottura di ionizazione ripetitiva, à microscala è senza penetrazione.]

In breve, a natura di a PD reside in a cuncentrazione di u campu elettricu lucalizatu chì supera a forza di u campu d'iniziu di a PD.

03 Cause Primarie

Basatu annantu à i miccanismi di PD, qualsiasi fattore chì provoca campi elettrichi lucalizati eccessivi pò pruvucà superamenti di PD.

3.1 Lochi PD
A PD pò vene da:

Boccole

 

Cambiatori di rubinetti OLTC/DETC

 

Cuntatti

 

Avvolgimenti

 

Cumponenti di messa à terra

 

Superfici d'isolamentu / difetti interni

 

Oliu di trasfurmatore

I siti più vulnerabili:Vioti d'aria in l'isolamentu solidu o bolle di gas in l'oliu.
Ragione:Sottu à stress di tensione, l'intensità di u campu elettricu hè inversamente proporzionale à a costante dielettrica (ε).

Isolamentu di carta ε ≈ 4,4

 

Vioti d'aria ε ≈ 2.0
I vuoti d'aria sperimentanu una forza di campu ≈2,2× più alta.
Cù una bassa resistenza à a rottura (CA ≈2kV/mm), i vuoti/bolle diventanu punti debuli per l'iniziu di PD.

3.2 Tipi di PD
Tipi cumuni di PD in Trasformatore immersu in olius:

Scarica di bolle di gas

 

Scarica indotta da l'umidità(isolamentu umitu)

 

Scarica di l'elettrodu affilatu(punte di elettrodi di terra/alta tensione)

 

Scarica potenziale flottante

 

Scaricu di u spaziu d'oliu in forma di cuneu

 

Scarica da particelle metalliche/contaminanti

 

Difetti adesivi(colla eccessiva/di scarsa qualità in e piastre di serraggio/anelli terminali)

Intuizione chjave:

I superamenti di PD sò raramente ligati à u cuncepimentu (≈0,5% di probabilità).
Più di 95% derivanu da difetti di materiale, di prucessu o di fabricazione.

Razionale:Quandu e sovratensioni (LI, LIC, SI, LTAC) sò cunvertite in tensione di resistenza à frequenza industriale equivalente di 1 minutu (Cunversione DIL), tutti superanu a tensione di prova PD (IVPD). L'insulazione principale/longitudinale hè cuncipita per u scenariu di sovratensione più alta.

Innò.	Tipu di PD	Locu	Meccanismu	Casi cumuni
1	Scarica di l'elettrodu affilatu	Parti di serraggio, serbatoio, boccola ascendente, terminali a crimpatura di piombo	Ragiu di curvatura chjucu → alta densità di carica → cuncentrazione di campu estrema	Bulloni senza schermatura vicinu à l'elettrodi HV; bordi affilati nantu à a schermatura magnetica
2	Scarica di bolle di gas / vuotu	Bulle in oliu / vuoti in isolamentu solidu	Costante dielettrica bassa (ε≈1) → stress di campu elevatu + resistenza à a rottura bassa (2kV/mm)	Vuoto incompletu; riempimentu d'oliu rapidu; adesivo eccessivu/pocu in l'anelli terminali/sfere di equalizazione
3	Scarica indotta da l'umidità	Avvolgimenti, isolamentu di u core, cunduttori	L'umidità riduce a resistenza dielettrica di 60-70%	Asciugatura inadeguata di u core; sovraesposizione à l'aria ambiente durante l'assemblaggio
4	Scarica di Potenziale Fluttuante	Cartoncino, supporti di piombo, shunt magnetichi	Accumulazione di carica → impulsu di scarica improvvisa	Schermatura magnetica senza messa à terra; anelli elettrostatici mal cunnessi
5	Scaricu di contaminanti	Acqua/fibre/particelle metalliche in oliu	A distorsione di u campu + l'acqua aumenta u stress di u campu 2,9×	Filtrazione di l'oliu inadeguata; core contaminatu; ingressu di umidità

04 Prospettive

Capisce i tipi, i meccanismi, i lochi è i casi di studiu di PD cumuni hè essenziale per una risoluzione di i prublemi mirata.

Cumbinata cù i principii di cunnessione di i trasformatori, u cuncepimentu strutturale, e caratteristiche di a forma d'onda PD, a lucalizazione di a polarità è i testi diagnostichi, sta cunniscenza permette una rapida identificazione di a causa principale è minimizza e perdite di qualità.