تخلیه های جزئی شینه ژنراتور

  1. مقدمه

بیشتر شکست ­ها در ژنراتور­های فشار­قوی ناشی از عیب در سیستم عایقی می­ باشد که اغلب نتیجه تدریجی و مجموع اثرات مخرب تخلیه­ جزئی بر روی عایق می باشد. از این­ رو عایق الکتریکی شینه ژنراتور  نقش مهمی در عملکرد ژنراتور­های فشار­قوی برای استقامت در برابر تنش­های الکتریکی بالا در طول بهره ­برداری ایفا می­کند، بنابراین تشخیص زودرس آن می­تواند از خروج از خط خارج از برنامه و پرهزینه ژنراتور­های فشار­قوی جلوگیری به عمل آورد .

وقوع تخلیه ­جزئی در ژنراتور­های فشار­قوی، پالس­ های الکتریکی فرکانس بالا و امواج فشاری فرا­صوت تولید می­کند که اثر دوم آن می­تواند از طریق عایق شینه انتشار یابد. چنین اغتشاش فشاری را می­توان با استفاده از سنسورهای فراصوت مناسب بر روی سطح خارجی شینه شناسایی کرد .

تحقیقات نشان می­دهد که صدای منتشرشده ناشی از امواج فشاری فراصوت، هسته را تحت تاثیر قرار داده و زمانی که این امواج به از شینه خارج می­شود تضعیف می­گردد. این بدان معنی است که بیشتر انرژی آزادشده توسط PD ، به وسیله سنسورهای پیزوالکتریک نصب‌شده در هر شیار و یا نصب‌شده در نقاطی روی استاتور تشخیص داده می­شود .

مطالعات بسیاری در مورد تشخیص امواج فراصوت به ویژه در ترانسفورماتور فشار­قوی گردیده است، مقالاتی پیرامون الگو­برداری با استفاده همزمان از روش الکتریکی و فراصوت نیز انجام‌شده است  ولی این کار در مورد ژنراتورهای فشارقوی نوپا بوده و بیش از دو دهه قدمت ندارد.

 در این آزمایش از یک سنسور مناسب برای دریافت سیگنال­های حاصل از امواج فراصوت تخلیه جزئی استفاده‌شده است. سیگنال به دست آمده از سنسور فراصوت در حوزه فرکانس تحلیل‌شده و پس از حذف نویز­ها به وسیله نرم­افزار متلب محدوده فرکانسی قابل پذیرش برای سیگنال فراصوت را جدا کرده و در حوزه زمان الگوبرداری انجام‌شده است. الگوبرداری به صورت دامنه تخلیه ­جزئی بر حسب فاز لحظه وقوع تخلیه انجام‌شده است.

پنج نوع متفاوت از تخلیه ­جزئی در شینه ژنراتور وجود دارد که عبارت ­اند از: تخلیه جزئی داخلی مجاور هادی، تخلیه­ جزئی داخلی میان عایق، تخلیه­ جزئی مجاور هسته (تخلیه داخل شیار)، تخلیه­ جزیی در ناحیه لایه تنظیم میدان و تخلیه جزیی بین سر کلاف‌ها. از آنجایی که در این مقاله آزمایش‌ها و مطالعات پیرامون تخلیه جزئی داخلی صورت گرفته است لذا در ادامه توضیحات مختصری دراین‌باره آورده شده است.

2. تخلیه جزئی با منبع داخلی

مدار الکتریکی معادل تخلیه ­جزئی داخلی در شکل 1 آمده است که در آن C C2 و C3 به ترتیب معادل با ظرفیت خازنی حفره، ظرفیت خازنی بالا و پایین حفره، ظرفیت خازنی طرفین حفره می‌باشد و همچنین وقوع تخلیه درون حفره با یک برق­گیر و مقاومت مدل­سازی شده است.

تخلیه جزئی

شکل 1: مدار الکتریکی معادل حفره درون عایق بین هادی و هسته زمین­ شده

با توجه به شکل می­توان رابطه 1 را استخراج کرد. با فرض اینکه  خیلی بزرگتر از  باشد، خواهیم داشت:

تخلیه جزئی

همان طور که از رابطه 1 مشخص است زمانی که تغییرات ولتاژ در دو سر حفره حداکثر باشد در آن فاز دامنه تخلیه نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین همان طور که در شکل 2 نیز مشاهده می­شود هرگاه که در فازهای حوالی صفر و 180 پالس­های تخلیه­ جزئی داشته باشیم می­توان گفت این تخلیه­ ها ناشی از منبع تولیدکننده داخلی می­باشند.

تخلیه ­جزئی داخلی به سه دسته کلی زیر تقسیم می­شود:

  • حفره درون عایق بین هسته زمین­ شده و هادی
  • حفره درون عایق و در مجاورت هادی
  • حفره درون عایق و در مجاورت هسته زمین­ شده
تخلیه جزئی

شکل 2: (u(t شکل موج ولتاژ متصل به هادی و u1 شکل موج ولتاژ قرارگرفته در دو سر حفره

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed

فهرست