Mga Dahilan ng Bahagyang Paglabas Sa High Voltage Switchgear

Ang bahagyang discharge ay isa sa pinakamahalagang maagang babala na palatandaan ng pagkasira ng pagkakabukod sa high voltage switchgear. Bagama't hindi ganap na tinutulay ng bahagyang discharge ang pagkakabukod sa pagitan ng mga konduktor, ang paulit-ulit na aktibidad ng paglabas ay maaaring unti-unting makapinsala sa sistema ng pagkakabukod at mapataas ang panganib ng pagkabigo sa pagkakabukod, flashover, at hindi inaasahang pagsasara ng kagamitan.

Ang pag-unawa sa mga sanhi ng bahagyang discharge ay nakakatulong sa mga electrical engineer na matukoy ang mga depekto sa maagang yugto at mapabuti ang pagiging maaasahan ng switchgear sa buong buhay ng serbisyo nito.

Ano ang Partial Discharge?

Ang partial discharge ay isang localized electrical discharge na nangyayari lamang sa isang bahagi ng isang insulation system. Maaari itong bumuo sa loob ng walang laman na puno ng gas, kasama ang ibabaw ng insulation, sa paligid ng matalim na gilid ng konduktor, o malapit sa isang depekto sa isang solid o composite dielectric.

Ang kababalaghan ay karaniwang nauugnay sa isang lokal na konsentrasyon ng electric stress. Kapag ang lokal na electric field ay lumampas sa lakas ng pagtiis ng isang mahinang lugar, isang maikling discharge ang magaganap. Ang paglabas ay maaaring maikli at maliit, ngunit ang paulit-ulit na aktibidad ay maaaring unti-unting magpahina sa nakapalibot na pagkakabukod.

Tinutukoy ng IEC 60270 ang mga pamamaraang nakabatay sa singil para sa pagsukat ng bahagyang discharge sa mga de-koryenteng kagamitan, mga bahagi, at mga sistemang nasubok sa boltahe ng AC o DC. Tinutugunan din ng pamantayan ang mga circuit ng pagsukat, pagkakalibrate, digital na pagsukat, at ang paghihiwalay ng mga bahagyang discharge signal mula sa panlabas na interference.IEC 60270:2025

Paano Nasisira ng Partial Discharge ang Insulation

1. Pinsala ng Kemikal na Dulot ng Mga Sinisingil na Particle

Sa panahon ng bahagyang paglabas, ang mga electron at ion ay gumagalaw sa mahinang rehiyon ng pagkakabukod. Ang mga high-energy charged na particle na ito ay bumabangga sa mga insulation molecule at maaaring masira ang mga chemical bond.

Ang paulit-ulit na pambobomba ay maaaring maging sanhi ng:

1, Pagkabulok ng mga polymer chain

2, pagguho ng ibabaw

3、Pagbuo ng conductive carbonized na mga landas

4, Pagkasira ng kemikal ng epoxy resin at iba pang mga insulating material

5、Ang isang unti-unting pagbawas sa dielectric na lakas

Sa solid insulation, ang prosesong ito ay maaaring magpalaki ng panloob na lukab o lumikha ng isang treeing channel. Kapag ang depekto ay naging sapat na malaki, ang pagkakabukod ay maaaring hindi na makatiis sa normal na operating boltahe o pansamantalang overvoltage.

2. Thermal at Oxidative Damage

Ang bahagyang discharge ay gumagawa din ng lokal na init. Kahit na ang average na enerhiya ng isang indibidwal na discharge ay maaaring mababa, ang paulit-ulit na mga pulso na puro sa parehong lugar ay maaaring magpataas ng temperatura ng nakapalibot na pagkakabukod.

Ang nagreresultang thermal stress ay maaaring humantong sa:

1, lokal na sobrang init

2, Oxidative cracking

3, Pagtunaw o carbonization ng mga polymer na materyales

4, Pagkawala ng mekanikal na lakas

5, Pagpapalawak ng mga panloob na bitak at mga void

Ang thermal damage at kemikal na pinsala ay kadalasang nagpapatibay sa isa't isa. Habang ang ibabaw ng pagkakabukod ay nagiging mas magaspang o mas conductive, ang lokal na electric field ay nagiging hindi gaanong pare-pareho, na maaaring mapabilis ang karagdagang aktibidad sa paglabas.

High Voltage Switchgear at Ang Insulation System Nito

Ang high voltage switchgear ay isang kumplikadong assembly na pinagsasama ang mga conductor, switching device, busbar, insulation component, grounding enclosure, at control system.

Depende sa disenyo, ang mga tipikal na materyales ay maaaring kabilang ang:

1, epoxy resin

2, Silicone o iba pang engineering plastic

3, Hangin o insulating gas

4、Sulfur hexafluoride sa naaangkop na gas-insulated na kagamitan

5, Ceramic o composite insulation

6, Copper, aluminyo, at iba pang conductive na materyales

Ang kumbinasyon ng iba't ibang materyales at geometry ay lumilikha ng maraming lokasyon kung saan maaaring mangyari ang bahagyang paglabas. Ang kalidad ng paggawa, katumpakan ng pagpupulong, boltahe ng pagpapatakbo, temperatura, halumigmig, kontaminasyon, at pagtanda ng pagkakabukod ay maaaring makaimpluwensya sa gawi ng PD.

Para sa mga aplikasyon ng switchgear, ang mga nauugnay na kinakailangan ay nakasalalay sa disenyo ng kagamitan at klase ng boltahe. Ang serye ng IEC 62271 ay sumasaklaw sa mataas na boltahe switchgear at controlgear, kabilang ang mga kagamitan na gumagamit ng solid insulation at insulating gas.Serye ng IEC 62271

Mga Pangunahing Dahilan ng Bahagyang Paglabas sa High Voltage Switchgear

1. Mga Depekto sa Proseso ng Paggawa ng Insulation

Ang mga depekto sa paggawa ay kabilang sa mga pinakakaraniwang pinagmumulan ng bahagyang discharge sa solid-insulated switchgear.

Panloob na Voids at Air Bubbles

Sa panahon ng epoxy casting, molding, o encapsulation, maaaring manatili ang mga bula ng hangin sa loob ng insulation. Ang mga void na ito ay may mas mababang dielectric strength kaysa sa nakapalibot na solid insulation.

Kapag inilapat ang boltahe, ang electric field sa loob ng void ay nagiging mas mataas kaysa sa average na field sa solid material. Ito ay nauugnay sa pagkakaiba sa pagitan ng dielectric constant ng gas sa loob ng void at ng nakapalibot na pagkakabukod.

Bilang resulta, ang gas sa lukab ay maaaring masira bago ang pangunahing pagkakabukod. Maaaring palakihin ng bawat discharge ang void, masira ang ibabaw nito, at kalaunan ay bawasan ang kabuuang lakas ng pagkakabukod.

Dayuhang Particle at Materyal na Contamination

Ang mga particle ng metal, alikabok, kahalumigmigan, at iba pang mga impurities na ipinakilala sa panahon ng produksyon ay maaaring lumikha ng mga lokal na mahinang punto. Maaaring masira ng conductive contamination ang electric field o bumuo ng discharge path sa pagitan ng iba't ibang rehiyon ng insulation.

Ang mga karaniwang sanhi ay kinabibilangan ng:

1, Hindi maayos na kinokontrol ang mga kondisyon ng paghahagis

2, Hindi sapat na paglilinis bago ang pagpupulong

3, Hindi wastong pag-iimbak ng mga bahagi ng pagkakabukod

4, Hindi sapat na pagpapagaling ng epoxy resin

5, Kontaminasyon sa panahon ng transportasyon o pag-install

Ang isang panloob na depekto ay hindi maaaring maging sanhi ng agarang pagkabigo, ngunit maaari itong maging mas aktibo habang ang kagamitan ay tumatanda o gumagana sa ilalim ng tumaas na electrical stress.

2. Hindi pantay na Pamamahagi ng Electric Field

Ang isang pare-parehong electric field ay mahalaga para sa maaasahang pagganap ng pagkakabukod. Ang anumang matalim na punto, hindi regular na ibabaw, o lumulutang na conductive object ay maaaring magpapataas ng lokal na electric field at magsisimula ng bahagyang discharge.

Burrs at Sharp Edges sa mga Konduktor

Ang mga burr ng busbar, matutulis na sulok, hindi natapos na mga gilid ng konduktor, at mga electrodes na hindi maganda ang hugis ay maaaring makagawa ng isang malakas na konsentrasyon ng electric field.

Ang epektong ito ay partikular na makabuluhan sa paligid ng:

1, Busbar joints

2, Mga terminal ng cable

3, Paglipat ng mga contact

4, Mga naka-bold na koneksyon

5, mga bahagi ng shielding

6、Conductive insert sa loob ng molded insulation

Kahit na ang average na operating boltahe ay nasa loob ng rating ng kagamitan, ang lokal na patlang na malapit sa isang matalim na gilid ay maaaring lumampas sa antas ng pagsisimula ng paglabas.

Maluwag o Lumulutang na Metal Particle

Ang mga metal na particle sa loob ng switchgear enclosure ay maaaring maging electrically charge o gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng electric field. Ang kanilang posisyon at potensyal ay maaaring magbago sa panahon ng operasyon, na lumilikha ng hindi matatag na mga kondisyon sa field.

Ang ganitong mga particle ay maaaring maging sanhi ng:

1, Pagpapahusay ng lokal na larangan

2, paglabas sa ibabaw

3, Pasulput-sulpot na discharge pulses

4, Pagsubaybay sa malapit na pagkakabukod

5, hindi matatag na mga pattern ng PD

Ito ay isang dahilan kung bakit mahalaga ang kalinisan at mahigpit na mga pamamaraan ng pagpupulong sa panahon ng paggawa at pagpapanatili ng switchgear.

Kontaminado o Magaspang na Insulation na Ibabaw

Maaaring bawasan ng alikabok, kahalumigmigan, langis, at iba pang kontaminasyon ang epektibong distansya ng paggapang sa ibabaw ng insulasyon. Ang isang magaspang o nasira na ibabaw ay lumilikha din ng maliliit na konsentrasyon ng field kung saan maaaring magsimula ang paglabas sa ibabaw.

Ang kontaminasyon sa ibabaw ay lalong mahalaga sa mga kagamitang nakalantad sa:

1, Mataas na kahalumigmigan

2, konduktibong alikabok

3, spray ng asin

4, Polusyon sa industriya

5, Kondensasyon

6, mahinang bentilasyon

Ang paglilinis nang nag-iisa ay maaaring hindi permanenteng malulutas ang problema kung ang ibabaw ng pagkakabukod ay nagkaroon na ng pagsubaybay, mga bitak, o pagguho.

Mga Depekto sa Grounded Enclosure

Ang metal enclosure ay karaniwang nagbibigay ng shielding at isang kinokontrol na potensyal na sanggunian. Gayunpaman, ang mga magaspang na welds, pores, slag inclusions, at iba pang mga depekto sa pagmamanupaktura ay maaaring lumikha ng hindi regular na kondisyon ng electric field malapit sa grounded enclosure.

Ang mga depektong ito ay maaaring makipag-ugnayan sa kalapit na insulation o conductive parts at dagdagan ang panganib ng discharge. Ang kalidad ng weld, enclosure geometry, grounding continuity, at internal clearances ay dapat na suriin sa panahon ng pagmamanupaktura at inspeksyon.

3. Non-Uniform Dielectric Media

Ang modernong switchgear ay madalas na gumagamit ng mga composite insulation system kung saan nagtutulungan ang ilang mga materyales. Halimbawa, ang epoxy resin ay maaaring isama sa mga engineering plastic, insulating gas, conductive insert, at air gaps.

Ang bawat materyal ay may iba't ibang mga katangian ng elektrikal at thermal. Kung ang mga interface ay hindi maganda ang disenyo o ginawa, ang dielectric field ay maaaring hindi maipamahagi nang pantay-pantay.

Ang mga potensyal na problema ay kinabibilangan ng:

1, Hindi magandang pagbubuklod sa pagitan ng iba't ibang materyales sa pagkakabukod

2, hindi pantay na dielectric constants

3, Mga gaps sa mga materyal na interface

4, Panloob na delamination

5, Ang kahalumigmigan na nakulong sa pagitan ng mga layer

6, Mga walang laman sa paligid ng mga naka-embed na konduktor

Ang mga panloob na bula at impurities ay maaaring higit pang mapataas ang hindi pagkakapareho ng dielectric medium. Sa ilalim ng operating boltahe, ang mga rehiyong ito ay maaaring makaranas ng mas malaking stress ng kuryente kaysa sa nakapalibot na pagkakabukod at maging ang panimulang punto ng bahagyang paglabas.

Iba Pang Mga Salik na Nakakaimpluwensya sa Bahagyang Paglabas

Ang bahagyang paglabas ay hindi lamang sanhi ng mga depekto sa pagmamanupaktura. Ang ilang mga kondisyon sa pagpapatakbo at kapaligiran ay maaaring magpapataas ng aktibidad ng paglabas.

Operating Boltahe

Habang tumataas ang inilapat na boltahe, tumataas din ang electric field sa mahihinang rehiyon. Ang isang depekto na nananatiling hindi aktibo sa normal na boltahe ay maaaring magdulot ng masusukat na discharge sa panahon ng isang overvoltage na kaganapan, isang pagsubok na makatiis, o isang pansamantalang pagtaas sa boltahe ng system.

Temperatura

Ang temperatura ay nakakaapekto sa mga katangian ng pagkakabukod, presyon ng gas, pagpapalawak ng materyal, at ang kondisyon ng mga interface. Ang thermal expansion ay maaaring magpalaki ng mga umiiral na gaps o maglagay ng karagdagang diin sa mga nakagapos na bahagi ng pagkakabukod.

Humidity at Condensation

Maaaring mabawasan ng kahalumigmigan ang resistensya ng pagkakabukod sa ibabaw at magsulong ng paglabas sa ibabaw. Ang condensation ay partikular na mapanganib kapag ang mainit at mahalumigmig na hangin ay pumapasok sa isang mas malamig na switchgear compartment.

Pag-iipon ng pagkakabukod

Ang pangmatagalang electrical, thermal, at mechanical stress ay maaaring magdulot ng pagtanda ng insulation. Ang pagtanda ay maaaring magbunga ng mga bitak, pagkawalan ng kulay, erosion, delamination, at pagtaas ng moisture absorption, na lahat ay maaaring gawing mas malamang ang bahagyang paglabas.

Mechanical Stress at Vibration

Ang mga maluwag na koneksyon, panginginig ng boses, at paulit-ulit na thermal expansion ay maaaring lumikha ng maliliit na puwang sa pagitan ng mga bahagi ng pagkakabukod. Ang mga puwang na ito ay maaaring maging mga lokasyon ng discharge, lalo na malapit sa mga busbar, cable termination, at embedded conductor.

Pag-detect ng Partial Discharge sa Switchgear

Ginagamit ang pagsusuri sa PD upang matukoy ang aktibidad ng paglabas bago ito maging isang malubhang pagkabigo sa pagkakabukod. Depende sa kagamitan at layunin ng pagsubok, maaaring suriin ng mga inhinyero ang maliwanag na singil, magnitude ng paglabas, mga pattern na nalutas sa phase, pag-uulit ng pulso, at mga pagbabago sa paglipas ng panahon.

Ang isang maaasahang pagsubok ay dapat kasama ang:

1, Isang angkop na instrumento sa pagsukat at pag-aayos ng sensor

2, Wastong pagkakalibrate ng sistema ng pagsukat

3, Epektibong kontrol ng panlabas na panghihimasok

4, Tamang saligan at kalasag

5, Matatag na boltahe ng pagsubok at mga kondisyon sa kapaligiran

6、Paghahambing sa mga teknikal na limitasyon at mga naunang talaan ng pagsubok

Ang Weshine Electric ay isang propesyonal na tagagawa na nakatuon sa pagsasaliksik, pagpapaunlad, at paggawa ng mga high-voltage na pagsubok at kagamitan sa pagsukat. Nilagyan ng standardized production workshops at independent calibration laboratories, mahigpit na sinusunod ng factory ang mga IEC standards at ISO quality management system para matiyak na ang bawat instrumento ay naghahatid ng matatag, nauulit, at interference-resistant na test performance para sa mga global power industry application.

Ang GDJF-2007 Digital Partial Discharge Tester ay independiyenteng binuo at na-calibrate ng pabrika ng Weshine Electric. Ito ay maaaring gamitin para sa digital partial discharge measurement at analysis sa high voltage equipment.  Sa mga praktikal na aplikasyon, maaaring suportahan ng instrumento ang pagsusuri ng PD magnitude, mga pattern ng discharge, at kondisyon ng pagkakabukod. Dapat piliin ang eksaktong configuration ng pagsubok at pamantayan sa pagtanggap ayon sa disenyo ng switchgear, naaangkop na mga pamantayan, at teknikal na dokumentasyon ng tagagawa.

Mga Madalas Itanong

Ano ang pinakakaraniwang sanhi ng bahagyang discharge sa switchgear?

Kabilang sa mga karaniwang sanhi ang mga panloob na void, bula ng hangin, mga dumi, matutulis na gilid ng konduktor, kontaminasyon sa ibabaw, hindi magandang insulation interface, at hindi pantay na pamamahagi ng electric field.

Maaari bang direktang makita ang bahagyang paglabas?

Karaniwan, hindi nakikita ang bahagyang paglabas sa panahon ng normal na operasyon. Ito ay karaniwang nakikita sa pamamagitan ng elektrikal, ultrasonic, o iba pang espesyal na paraan ng pagsukat.

Ang bahagyang paglabas ba ay palaging nangangahulugan ng agarang pagkabigo ng kagamitan?

Hindi. Ang bahagyang paglabas ay maaaring unti-unting umunlad. Gayunpaman, ang patuloy o pagtaas ng aktibidad ng PD ay nagpapahiwatig ng pagkasira ng pagkakabukod at nangangailangan ng propesyonal na pagsusuri.

Paano nagiging sanhi ng bahagyang discharge ang mga matalim na gilid ng busbar?

Ang mga matutulis na gilid ay tumutuon sa electric field. Ang lokal na field ay maaaring maging mas malakas kaysa sa average na field, na nagpapahintulot sa discharge na magsimula malapit sa gilid.

Paano mababawasan ang bahagyang discharge sa switchgear?

Kabilang sa mga mabisang hakbang ang pagpapabuti ng paggawa ng insulation, pag-alis ng mga burr, pagkontrol sa kalinisan, pagpigil sa moisture, pag-optimize ng electric field grading, pagpapabuti ng enclosure grounding, at pagsasagawa ng regular na PD testing.

Konklusyon

Ang bahagyang discharge sa high voltage switchgear ay kadalasang resulta ng kumbinasyon ng mga depekto sa pagkakabukod, konsentrasyon ng electric field, hindi pare-parehong dielectric na materyales, mga kondisyon sa kapaligiran, at pangmatagalang pagtanda.

Ang mga panloob na void, impurities, matutulis na gilid ng busbar, lumulutang na mga particle ng metal, kontaminadong ibabaw, at mahinang insulation interface ay maaaring lumikha ng lokal na electrical stress. Sa sandaling magsimula ang paglabas, ang pagguho ng kemikal at pagkasira ng init ay maaaring unti-unting magpahina sa pagkakabukod.

Ang regular na partial discharge testing ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa kondisyon ng pagkakabukod at tumutulong sa mga maintenance team na matukoy ang pagbuo ng mga problema bago mangyari ang isang malaking pagkabigo. Para sa tumpak na diagnosis, ang pagsusuri ay dapat gawin ng mga kwalipikadong propesyonal gamit ang wastong pagkakalibrate na kagamitan at mga pamamaraan na naaayon sa mga naaangkop na pamantayan.

Sinusuportahan ng in-house na R&D, standardized factory production, at mahigpit na kalidad ng calibration, patuloy na nagbibigay ang Weshine Electric ng maaasahang mga instrumento sa pagsubok na may mataas na boltahe at mga propesyonal na teknikal na solusyon para sa pagpapanatili ng substation, inspeksyon ng power grid, at diagnosis ng industrial power system sa buong mundo. Huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa aming team para sa mga teknikal na datasheet, customized na solusyon sa pagsubok, at factory wholesale support.