부분 방전(PD)은 고전압 장비의 절연 결함을 나타내는 가장 중요한 지표 중 하나입니다. 다양한 PD 분석 방법 중에서 일반적으로 PRPD로 알려진 위상 분해 부분 방전 패턴은 방전 펄스가 전원 주파수 전압 사이클 내에서 어떻게 분포되는지에 대한 명확한 통계 보기를 제공하기 때문에 널리 사용됩니다.
A PRPD 패턴은 일반적으로 세 가지 주요 매개변수를 나타냅니다.
위상을 분석하여 PRPD 패턴의 위치, 진폭 분포, 펄스 밀도 및 대칭성을 통해 엔지니어는 코로나 방전, 표면 방전 및 부동 전위 방전과 같은 가능한 절연 결함을 식별할 수 있습니다.
이 기사에서는 이러한 세 가지 일반적인 방전 유형의 일반적인 PRPD 특성을 소개합니다.
코로나 방전은 일반적으로 날카로운 점, 버, 가장자리 또는 돌출부와 같이 곡률 반경이 작은 전극 주변의 가스 절연체에서 발생합니다. 코로나 방전은 극성의 영향을 크게 받기 때문에 양성 코로나와 음성 코로나의 PRPD 패턴은 일반적으로 상당히 다릅니다.
양성 코로나 방전은 일반적으로 적용된 AC의 양의 반주기와 연관됩니다. 전압.
In a PRPD pattern, positive corona pulses are often concentrated near the peak region of the positive half-cycle. Under typical AC test conditions, this may appear around 70° to 110°, although the exact phase range can vary depending on the electrode geometry, voltage level, sensor type, and test setup.
양성 코로나의 진폭 분포는 일반적으로 상대적으로 안정적이고 집중되어 있습니다. PRPD 패턴에서는 촘촘한 수평 띠 또는 촘촘한 점 클러스터로 나타날 수 있습니다. 인가되는 전압이 증가함에 따라 위상 간격은 약간 넓어지는 반면 펄스 반복률은 증가합니다. 그러나 진폭은 다른 유형의 절연 결함에 비해 크게 증가하지 않을 수 있습니다.
포지티브 코로나의 일반적인 특징은 다음과 같습니다.
음성 코로나 방전은 일반적으로 적용된 AC 전압의 음의 반주기와 관련이 있습니다. 많은 경우에 네거티브 코로나는 포지티브 코로나보다 개시 전압이 낮고 고주파 반복 펄스를 생성할 수 있습니다.
On a PRPD pattern, negative corona pulses are commonly concentrated near the peak region of the negative half-cycle, often around 250° to 290° under typical conditions.
포지티브 코로나에 비해 네거티브 코로나는 종종 더 높은 펄스 반복률을 보이는 반면 단일 펄스 진폭은 상대적으로 작을 수 있습니다. 따라서 PRPD 패턴은 음의 반주기 피크 근처에서 매우 조밀하고 진폭이 낮은 클러스터로 나타날 수 있습니다.
음극 코로나의 일반적인 특징은 다음과 같습니다.
표면 방전은 고체 절연체와 가스 또는 액체 절연체 사이의 경계면을 따라 발생합니다. 이는 종종 표면 오염, 습기, 노후화, 열악한 절연 설계 또는 불균일한 전계 분포와 관련이 있습니다.
Unlike corona discharge, surface discharge usually appears in both positive and negative half-cycles. It is commonly observed on the rising edges and peak regions of the applied voltage waveform. Typical phase regions may include 10° to 90° in the positive half-cycle and 190° to 270° in the negative half-cycle.
표면 방전의 가장 중요한 특징 중 하나는 비대칭입니다.
많은 경우에 양의 반주기의 방전 진폭은 더 높고 더 넓게 분포되는 반면, 펄스 수는 더 높습니다. 상대적으로 낮을 수도 있습니다. 음의 반주기에서는 방전 진폭이 더 작고 집중될 수 있지만 펄스 밀도는 더 높을 수 있습니다.
결과적으로 표면 방전 PRPD 패턴은 종종 쐐기 모양, 기울어진 또는 "토끼 귀" 모양을 나타냅니다.
표면 방전의 일반적인 특징 포함:
표면 방전은 단열재 추적, 침식, 탄화 및 결국 단열을 초래할 수 있으므로 심각하게 받아들여야 합니다. 고장.
부동 전위 방전은 고전압 장비 내부의 접지되지 않았거나 잘못 연결된 금속 부품으로 인해 발생합니다. 예를 들어 느슨한 나사, 부동 차폐 덮개, 금속 입자 또는 분리된 전도성 구성 요소가 있습니다.
교류 전기장에서 이러한 부동 금속 부품은 유도 전하를 축적하고 작은 간격을 통해 근처의 접지되거나 활성화된 구조로 주기적으로 방전될 수 있습니다.
In a PRPD pattern, floating potential discharge is usually concentrated shortly after the zero-crossing points of the voltage waveform. Typical discharge phase regions may appear around 30° to 80° and 210° to 260°.
부동 전위 방전의 주요 특징은 다음과 같습니다. 대칭입니다.
양수 및 음수 반주기의 방전 클러스터는 위상 폭, 진폭 수준 및 펄스 밀도가 유사한 경우가 많습니다. 진폭은 일반적으로 비교적 안정적이며 PRPD 패턴은 두 개의 대칭 밀집 클러스터로 나타나는 경우가 많습니다.
부동 전위 방전의 일반적인 특징은 다음과 같습니다.
부동 전위 방전은 종종 기계적 결함과 관련되어 있기 때문에 또는 전기 연결 불량은 GIS, 개폐 장치, 변압기 및 기타 고전압 장비의 중요한 경고 신호일 수 있습니다.
| Discharge Type | Typical Source | Phase Characteristics | Amplitude and Density | PRPD Appearance |
|---|---|---|---|---|
| Positive Corona | Sharp points, burrs, small-radius electrodes | Mainly near the positive voltage peak | Stable amplitude, concentrated distribution | Compact cluster or horizontal band |
| Negative Corona | Sharp electrodes in gas insulation | Mainly near the negative voltage peak | High repetition rate, lower pulse amplitude | Dense low-amplitude cluster |
| Surface Discharge | Solid-gas or solid-liquid insulation interface | Appears in both half-cycles, often asymmetric | One half-cycle may have higher amplitude; the other may have higher density | Wedge-shaped or rabbit-ear-like pattern |
| Floating Potential Discharge | Ungrounded or poorly connected metal parts | Appears in both half-cycles, often after zero-crossing | Stable amplitude and similar pulse density in both half-cycles | Two symmetrical dense clusters |
PRPD 분석은 강력한 진단 방법이지만 절연을 결정하는 유일한 기초로 사용되어서는 안 됩니다. 결함.
실제 현장 적용에서 PRPD 패턴은 다음을 포함한 여러 요인의 영향을 받을 수 있습니다.
예를 들어 동일한 결함이라도 IEC 60270 전기적 방법으로 측정할 때 서로 다른 진폭 특성을 나타낼 수 있습니다. HFCT 센서, UHF 센서, TEV 센서 또는 초음파 센서. 또한 외부 노이즈는 부분 방전과 유사한 위상 관련 또는 무작위 패턴을 생성할 수 있습니다.
따라서 신뢰할 수 있는 PD 진단은 PRPD 분석을 시간 영역 펄스 파형, 주파수 스펙트럼, PRPS 추세, 다중 센서 비교, 음향 또는 UHF 위치 파악 및 장비 작동과 같은 다른 정보와 결합해야 합니다. 조건.
PRPD 패턴 분석은 전력 주파수 전압 사이클 내의 부분 방전 동작에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 절연 결함이 다르면 위상, 진폭 및 펄스 밀도 특성이 달라지는 경향이 있습니다.
코로나 방전은 일반적으로 강한 극성 의존성을 나타냅니다. 포지티브 코로나는 일반적으로 포지티브 전압 피크 근처에 집중되는 반면, 네거티브 코로나는 높은 펄스 반복으로 네거티브 전압 피크 근처에 집중되는 경우가 많습니다.
표면 방전은 일반적으로 두 반주기 모두에서 나타나며 오염, 습기 또는 표면 절연 저하를 나타낼 수 있는 상당한 비대칭성을 나타내는 경우가 많습니다.
부동 전위 방전은 일반적으로 양의 반주기와 음의 반주기에서 두 개의 상대적으로 대칭적인 방전 클러스터를 생성하며, 종종 접지되지 않거나 제대로 연결되지 않은 금속과 관련됩니다. 구성요소.
이러한 일반적인 PRPD 특성을 이해함으로써 엔지니어는 절연 결함을 더 잘 식별하고 장비 상태를 평가하며 심각한 고장이 발생하기 전에 예방적 유지 관리 조치를 취할 수 있습니다.
그러나 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면 PRPD 해석에 항상 현장 경험, 측정 조건 및 추가 진단 데이터가 결합되어야 합니다.
