¿Cuáles son los tipos de descargas parciales en los transformadores? Interpretación de las descargas internas, las descargas superficiales y las descargas corona

• Descarga internaSe produce en los entrehierros o impurezas del interior del material aislante y es el tipo más común de descarga local. La descarga se distribuye tanto en la semicircunferencia positiva como en la negativa, y el patrón PRPD se caracteriza por una distribución elíptica simétrica
• descarga cara a cara: se produce a lo largo de la interfaz entre el material aislante y el aceite, y es más perjudicial que las descargas internas porque las trayectorias de descarga siguen erosionando la superficie aislante para formar marcas de carbonización.
• descarga de corona: Las descargas en puntas metálicas o esquinas afiladas debidas a la concentración de campo eléctrico, que se producen cerca del pico de la tensión de frecuencia industrial, son indicativas de defectos en el diseño del campo eléctrico.
• descarga sostenida:: Se produce en piezas metálicas que no están bien conectadas a tierra, la energía de descarga es grande y el peligro es máximo, y el espectro se caracteriza por señales fuertes concentradas en intervalos de fase específicos.

1. Cuatro tipos básicos de descargas parciales

2. Características detalladas de los distintos tipos de vertidos

2.1 Secreción interna: la forma más común de secreción localizada

Las descargas internas se producen alrededor de pequeños entrehierros o impurezas dentro del material aislante. Como la constante dieléctrica del gas es inferior a la del material aislante circundante, el campo eléctrico se concentra en el entrehierro, y cuando la intensidad del campo eléctrico supera la intensidad del campo de ruptura del entrehierro, se genera una descarga. La descarga interna se caracteriza por: el volumen de la descarga suele ser pequeño, el desarrollo lento, la aparición simétrica en la media semana positiva y negativa. Las descargas internas de larga duración pueden hacer que el entrehierro se expanda gradualmente y puede llegar a penetrar toda la capa aislante.

2.2 A lo largo de las descargas superficiales - Descargas erosivas en superficies aislantes

Las descargas a lo largo de la superficie se desarrollan a lo largo de la superficie del material aislante y son una forma mejorada de las descargas internas. Cuando los canales de carbonización creados por las descargas internas se extienden hasta la superficie del aislante, se transforman en descargas a lo largo de la superficie. Las descargas a lo largo de la superficie son mucho más destructivas para el aislamiento de cartón que las descargas internas: las altas temperaturas de los canales de descarga dejan marcas de carbonización permanentes (trazas dendríticas de descarga) en la superficie del aislamiento, que siguen reduciendo la resistencia del aislamiento.

2.3 Descarga Corona - Advertencia sobre el diseño del campo eléctrico

La corona se produce en las puntas o bordes afilados de las superficies de los conductores metálicos porque el campo eléctrico está muy concentrado en esos lugares. La corona en sí no es muy energética y no es directamente perjudicial para el aislamiento a corto plazo, pero es una señal importante de un defecto de diseño: una indicación de que hay una concentración de campo eléctrico dentro del transformador. La corona a largo plazo también produce ozono y óxidos de nitrógeno, que aceleran el deterioro de los aceites aislantes y los materiales aislantes.

2.4 Vertidos en suspensión: la forma más peligrosa de vertido localizado

Cuando las partes metálicas del interior del transformador (como abrazaderas, anillos de apantallamiento, pernos, etc.) no están bien conectadas a tierra debido a holguras o negligencias en la instalación, estas partes se convierten en cuerpos potenciales suspendidos. Bajo la acción del campo eléctrico alterno, el cuerpo suspendido y las partes vecinas puestas a tierra de la descarga se produce entre. El nivel de energía de las descargas suspendidas es significativamente superior al de los otros tres tipos, y tiene tendencia a evolucionar rápidamente hacia descargas de arco, que son emergencias que requieren una parada inmediata.

3. ¿Cómo pueden distinguirse los tipos de vertidos por sus características?

3.1 Características de la distribución de fases

La distribución de fases de los distintos tipos de descargas a lo largo del ciclo IF varía significativamente. Las descargas internas se distribuyen en uno y tres cuadrantes de los semiciclos positivo y negativo; la corona se concentra cerca del pico de tensión; y las descargas en suspensión se concentran en un rango de fase específico. La distribución de fases es la base principal para determinar el tipo de descarga a partir de los espectros PRPD.

3.2 Características de magnitud y frecuencia de repetición

Las descargas de corona son de baja amplitud pero de alta frecuencia de repetición, y se producen cerca del pico de cada ciclo de FI. Las descargas de suspensión son de gran magnitud pero pueden tener una frecuencia de repetición baja, dependiendo de la constante de tiempo de carga/descarga de la suspensión. Las descargas internas tienen amplitudes y tasas de repetición intermedias y evolucionan gradualmente con el tiempo.

3.3 Características de la evolución de las tendencias

Las descargas internas y las descargas a lo largo de superficies suelen desarrollarse gradualmente, con tendencia a mostrar un aumento gradual de la amplitud o frecuencia de la descarga. Las descargas en suspensión pueden aparecer repentinamente (debido a aflojamientos mecánicos o choques durante el transporte), y una vez que aparecen deben ser objeto de gran alerta. Las descargas de corona están fuertemente influenciadas por las variaciones de tensión y pueden ser más pronunciadas durante las horas de funcionamiento a niveles de tensión más elevados.

4. Preguntas más frecuentes

4.1 P. ¿Cómo puedo distinguir rápidamente entre descargas internas y descargas de corona?

R: Observe la distribución de fases del gráfico PRPD. La corona se concentra cerca del pico de la tensión de frecuencia (alrededor de 90° y 270°), con una distribución asimétrica en las mitades positiva y negativa. Las descargas internas se distribuyen de forma relativamente uniforme en las mitades positiva y negativa. Esta es la forma más intuitiva de diferenciarlas.

4.2 P. ¿Cuánto tarda normalmente una descarga a lo largo de una superficie en progresar hasta la descomposición?

R: No existe un calendario fijo, ya que depende de la intensidad de la descarga, del tipo de material aislante y del entorno operativo. Con descargas a lo largo de la cara de alta intensidad sostenidas, el cartón aislante puede pasar de una carbonización localizada a una rotura penetrante en el plazo de unos meses a uno o dos años. Por lo tanto, una vez que se confirma una tendencia de descarga a lo largo de la superficie, no debe retrasarse la revisión.

4.3 P. ¿Se confunden fácilmente en la señalización las descargas en suspensión y las descargas internas?

R: No se confunden fácilmente. Las descargas en suspensión suelen tener una amplitud mucho mayor que las descargas internas y se concentran en un intervalo de fase específico. Si hay una señal de gran amplitud con una distribución de fase estrecha en el espectro PRPD, el primer juicio debería ser que se trata de una descarga en suspensión.

4.4 P. ¿Las descargas corona suelen requerir tratamiento?

R: Las descargas corona menores pueden seguir funcionando durante un breve periodo de tiempo, pero deben documentarse e incluirse en el plan de mantenimiento. Si la amplitud de la corona sigue aumentando o va acompañada de la aparición de otros tipos de descargas, es necesario investigar lo antes posible. La corona puede acelerar el deterioro del aceite aislante, y dejarlo sin tratar durante mucho tiempo afectará al nivel general de aislamiento del transformador.

4.5 P: ¿Cuál es la secuencia de la presencia de acetileno en el cromatograma del aceite y el vertido observado por el control local de vertidos?

R: El control local de la descarga detectará la señal de descarga antes de la cromatografía del aceite. Cuando el acetileno está presente en el aceite, la descarga ya ha alcanzado un cierto nivel de energía. Por lo tanto, la monitorización de descarga local proporciona una ventana de advertencia más temprana para los fallos de tipo descarga que la cromatografía de aceite.

5. Resumen

Comprender los tipos y características de las descargas parciales es fundamental para la correcta interpretación de los datos de control de las descargas locales. Los distintos tipos de descargas requieren diferentes estrategias de respuesta: las descargas en corona pueden planificarse para el mantenimiento, las descargas a lo largo de la superficie deben seguirse de cerca y las descargas en suspensión deben tratarse inmediatamente. El sistema de monitorización de descargas parciales identifica automáticamente el tipo de descarga a través del gráfico PRPD, proporcionando una base de juicio precisa para el personal de operación y mantenimiento.

Descargo de responsabilidad: El contenido de este artículo es sólo para intercambios técnicos y referencia, y no constituye ninguna forma de compromiso de adquisición u oferta de contrato. Los parámetros técnicos del producto, la configuración y el precio del contrato real y el acuerdo técnico prevalecerán. Los datos técnicos y casos implicados en este artículo proceden de información pública y prácticas de ingeniería, si se actualizan sin previo aviso.

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