En la ingeniería eléctrica, una descarga parcial (paladio) del es una avería dieléctrica localizada de una pequeña porción de un sistema eléctrico del aislamiento sólido o líquido bajo tensión del alto voltaje . Mientras que una descarga de corona es revelada generalmente por una descarga relativamente constante del resplandor o de cepillo en aire, las descargas parciales dentro de descargas visibles aislamiento sistema de un objeto expuesto de mayo o mayo no, y de acontecimientos de la descarga tienden a ser más esporádicas en naturaleza que descargas de corona.
Mecanismo de la descarga
El paladio comienza generalmente dentro de vacíos, de grietas, o de inclusiones dentro de un dieléctrico sólido, en el conductor - los interfaces dieléctricos dentro de los dieléctricos sólidos o líquidos, o en burbujas dentro de los dieléctricos líquidos puesto que las descargas se limitan solamente a una porción del aislamiento, las descargas tienden un puente sobre solamente parcialmente la distancia entre los electrodos . El paladio puede también ocurrir a lo largo del límite entre diversos materiales de aislamiento.Las descargas parciales dentro de un material de aislamiento se inician generalmente dentro de vacíos de gas dentro del dieléctrico. Porque la constante dieléctrica del vacío es consideraby menos que el dieléctrico circundante, el campo eléctrico (y la tensión del voltaje ) que aparecen a través del vacío es perceptiblemente más altos que a través de una distancia equivalente del dieléctrico. Si la tensión de voltaje a través del vacío se aumenta sobre el voltaje del inicio de la corona (CIV) para el gas dentro del vacío, después la actividad del paladio comenzará dentro del vacío.
Una vez que está comenzado, el paladio causa la deterioración progresiva de los materiales de aislamiento, llevando en última instancia a la avería eléctrica . El paladio se puede prevenir con la selección cuidadosa del diseño y del material. En el equipo de alto voltaje crítico, la integridad del aislamiento se confirma usar el equipo de la detección del paladio durante la etapa de la fabricación así como periódico con la vida útil del equipo. La prevención y la detección del paladio son esenciales asegurar la operación confiable, de largo plazo del equipo de alto voltaje usada por las utilidades de la energía eléctrica.
Circuito equivalente de la descarga parcial
El circuito equivalente de un dieléctrico que incorpora una cavidad se puede modelar como divisor de voltaje capacitivo paralelamente a otro condensador. El condensador superior del divisor representa la combinación paralela de las capacitancias en serie con el vacío y el condensador más bajo representa la capacitancia del vacío. El condensador paralelo representa la capacitancia unvoided restante de la muestra.
Corrientes derivadas parciales
Cuando se inicia la descarga parcial, los pulsos actuales transitorios de alta frecuencia aparecerán y persistirán por nanosegundos a un microsegundo, después desaparecen y reaparecen en varias ocasiones. Las corrientes del paladio son difíciles de medir debido a su pequeña magnitud y duración corta. El acontecimiento se puede detectar como mismo pequeño cambio en la corriente dibujada por la muestra bajo prueba. Un método de medir estas corrientes es poner un pequeño resistor de actual-medición en serie con la muestra y después ver el voltaje generado en un osciloscopio vía un cable coaxial emparejado .
Carga evidente
El cambio real de la carga que ocurre debido a un acontecimiento del paladio no es generalmente directo mensurable. La carga evidente del se utiliza en lugar de otro. La carga evidente (q) de un acontecimiento del paladio no es la cantidad real de carga que cambia en el sitio del paladio. En lugar, es el cambio responsable que, si estuvo inyectado entre los terminales del dispositivo bajo prueba, cambiaría el voltaje a través de los terminales por una cantidad equivalente al acontecimiento del paladio. Esto se puede modelar por la ecuación: dell
La carga evidente no es igual a la cantidad real de carga cambiante en el sitio del paladio, sino es más realista que el . La “carga evidente” se expresa generalmente en descarga parcial de los culombios del pico no es electrónica.
Sistemas de la detección y de medición de la descarga
Se han inventado un número de esquemas de la detección de la descarga desde que la importancia del paladio fue observada temprano en el siglo pasado. Las corrientes derivadas parciales tienden a estar de duración corta y a tener tiempos de subida en el régimen del nanosegundo . En un osciloscopio, las descargas parecen aleatoriamente la ocurrencia “clavan” o pulsan. La manera generalmente de cuantificar magnitud parcial de la descarga está en los culombios del pico
Disposición de la calibración
Esto es medida calibrando el voltaje de los puntos contra los voltajes obtenidos de una unidad de la calibración descargada en el instrumento de medida. La unidad de la calibración es en funcionamiento absolutamente simple y abarca simplemente un generador de la onda cuadrada en serie con un condensador conectado a través de la muestra. Éstos se accionan generalmente óptico para permitir la calibración sin entrar en un área de alto voltaje peligrosa. Los calibradores generalmente se dejan conectados durante la prueba de la descarga.
Métodos del laboratorio
Circuitos de detección Wideband del paladio
En la detección Wideband, la impedancia del acoplador abarca generalmente un circuito paralelo-resonante bajo RLC Q . Este circuito tiende a atenuar el voltaje emocionante (generalmente entre 50 y 60 el hertzio ) y a amplificar el generada voltaje debido a las descargas.
Circuitos de detección (des banda estrecha) templados
Métodos diferenciados del puente de la descarga
Métodos acústicos y ultrasónicos
Probar métodos en práctica
Claramente el probar en práctica de la planta y del equipo en servicio por el método antedicho, aunque se haya hecho, no es muy conveniente. Por lo tanto el probar en práctica para la actividad del paladio ha adquirido un papel levemente diverso donde está menos importante la exactitud de la medida que la indicación básica de la actividad de la descarga. Con este fin, un número de instrumentos especializados han sido desarrollados por muchas compañías en todo el mundo.
Efectos de la descarga parcial en sistemas del aislamiento
El paladio es ionización localizada dentro del aislamiento eléctrico que es causado por un alto campo eléctrico. Ocurren en la parte del sistema del aislamiento y se limitan en grado, así que no causan inmediatamente avería completa del aislamiento.El paladio puede ocurrir en un gaseoso, un líquido o un medio aislador sólido. Se inicia a menudo dentro de los vacíos del gas incluidos en el aislamiento sólido, o en burbujas dentro de un material de aislamiento líquido, tal como vacíos en un aislador de epoxy, o las burbujas de gas disueltas dentro del aceite del transformador.
Pues el gas dentro del vacío tiene una constante dieléctrica mucho menos que el material circundante, experimenta un campo eléctrico perceptiblemente más alto. Cuando esto se convierte arriba bastante para causar avería eléctrica en el gas, una descarga parcial ocurre. El paladio puede también ocurrir a lo largo de la superficie de materiales que insultan sólidos si el campo eléctrico tangencial superficial es arriba bastante causar una avería a lo largo de la superficie del aislador. Este fenómeno se manifiesta comúnmente en la línea aérea aisladores, particularmente en aisladores contaminados durante días de humedad alta. La línea aérea aisladores utiliza el aire como su medio del aislamiento.
Los efectos del paladio dentro de los cables y del equipo de alto voltaje pueden ser muy serios, en última instancia llevando para terminar falta. El efecto acumulativo de descargas parciales dentro de los dieléctricos sólidos es la formación de numeroso, ramificando los canales de descarga parcialmente que conducen, un llamado de proceso treeing . Los acontecimientos repetidores de la descarga causan la deterioración mecánica y química irreversible del material de aislamiento. El daño es causado por la energía disipada por los electrones de la alta energía o los iones, luz ultravioleta de las descargas, ozono que ataca las paredes del vacío, y agrietándose mientras que los procesos químicos de la avería liberan los gases en la alta presión. La transformación química del dieléctrico también tiende a aumentar la conductividad eléctrica del material dieléctrico que rodea los vacíos. Esto aumenta la tensión eléctrica en (hasta el momento) la región inafectada del boquete, acelerando el proceso de la avería. Un número de dieléctricos inorgánicos, incluyendo el vidrio, la porcelana, y la mica, son más resistentes al daño del paladio que los dieléctricos orgánicos y del polímero .
En cables de tensión papel-aislados, las descargas parciales comienzan como pequeños agujeros de alfiler que penetran las bobinas de papel que están adyacente al conductor eléctrico o a la envoltura externa. Mientras que progresa la actividad del paladio, las descargas repetidores causan eventual cambios químicos permanentes dentro de las capas de papel afectadas y de impregnar el líquido dieléctrico. En un cierto plazo, se forman los árboles carbonizados parcialmente que conducen. Esto pone la mayor tensión en el aislamiento restante, llevando al crecimiento adicional de la región dañada, a la calefacción resistente a lo largo del árbol, y a la carbonización adicional (a veces llamada el de seguimiento). Esto culmina eventual en la falta dieléctrica completa del cable y, típicamente, de una explosión eléctrica .
El paladio disipa energía, generalmente bajo la forma de calor, pero a veces adentro como sonido y luz también, como silbar y amortigua brillar intensamente de la línea aérea aisladores. La disipación de la energía térmica puede causar la degradación termal del aislamiento, aunque el nivel sea generalmente bajo. Para el equipo de alto voltaje, la integridad del aislamiento puede ser confirmada supervisando las actividades del paladio que ocurren con la vida del equipo. Para asegurar confiabilidad de la fuente y continuidad operacional de largo plazo, el paladio en el equipo eléctrico de alto voltaje se debe supervisar de cerca con las señales de la detección temprana para la inspección y el mantenimiento.
Estándares internacionales
60270:2000 DEL IEC DEL /" DEL 60270:2001 DEL EN DE LAS BS DEL ; Técnicas de prueba de alto voltaje - descarga parcial Measurements"" de IEEE 400-2001; Guía de IEEE para probar en práctica y la evaluación del aislamiento del cable de transmisión blindado Systems"
" 1434-2000 de IEEE ; IEEE Ensayo-Utiliza la guía a la medida de descargas parciales en la rotación de Machinery"
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