بر اساس IEC TS 62478
پیشینه فیزیکی پدیده های تخلیه جزئی فرکانس بالا و آکوستیک روی ترانسفورماتورها
تخلیه جزئی در روغن، علاوه بر پالس های الکتریکی قابل اندازه گیری، به عنوان منبع امواج صوتی در محدوده فراصوت (20 کیلوهرتز تا 1 مگاهرتز) و امواج الکترومغناطیسی تا محدوده UHF (0.3 گیگاهرتز تا 3 گیگاهرتز) ظاهر می شود. به خصوص برای اندازه‌گیری‌های PD در محل (آنلاین)، اندازه‌گیری‌های صوتی یا الکترومغناطیسی ممکن، مفید و سودمند هستند. در شکل 1 اصل فیزیکی اساسی فرآیندهای تشخیص در نظر گرفته شده در این کار (اگرچه برخی جنبه های بیشتر مورد بررسی قرار می گیرند) تقریباً نشان داده شده است.
شکل 1- تصویری از اصل فیزیکی تشخیص PD صوتی و الکترومغناطیسی در ترانسفورماتور عایق روغن/کاغذ
سیگنال های UHF در ترانسفورماتورها
در مورد UHF، امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از PD ممکن است – پس از احتمالاً چندین انعکاس در داخل مخزن – به حسگری برسد که در ساده‌ترین حالت از طریق یک شیر تخلیه اعمال می‌شود. کار با تجهیزات محافظ مناسب روی ترانسفورماتورها منجر به یک قفس تقریباً کاملاً بسته فارادی می شود (به استثنای دهانه های دی الکتریک بوشینگ ها). از این رو اختلالات خارجی به طور موثر سرکوب می شوند. محدوده فرکانس منطقی بررسی ممکن است 200 مگاهرتز تا 2 گیگاهرتز محدود شود.
سیگنال های صوتی در ترانسفورماتورها
سیگنال های PD صوتی به صورت میدان صوتی تابش می شوند که به طور ایده آل به صورت یک موج فشار کروی (طولی) تا رسیدن به محفظه ترانسفورماتور منتشر می شود (شکل 1، خط چین) که در آن حالت‌ها و مسیرهای انتشار پیچیده‌تر می‌توانند آغاز شوند (خط یکپارچه، که یک مسیر احتمالی به اصطلاح ساختاری را نشان می‌دهد، به عنوان مثال برای حسگرهایی که مستقیماً به منبع PD نصب نشده‌اند).
مواد عایق (مانند قطعات عایق جامد یا روغن) اساساً دارای یک ویژگی کم گذر هستند و میرایی صوتی با تقریب خوب متناسب با مربع فرکانس f2 افزایش می یابد. محدوده فرکانس عملا قابل استفاده برای اندازه‌گیری‌های PD آکوستیک دارای یک حد بالایی است که با تضعیف بی‌رویه مواد و یک حد پایین‌تر که عمدتاً توسط اختلالاتی مشخص می‌شود، مثلاً به اصطلاح نویز هسته.
محدوده فرکانس استفاده شده سنسورهای پیزوالکتریک نصب شده در بیرون محفظه ترانسفورماتور بین 10 کیلوهرتز تا 300 کیلوهرتز قرار دارد. سرعت صوت در روغن برای دمای عملیاتی بین 50 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد از حدود 1240 متر بر ثانیه تا 1300 متر بر ثانیه متغیر است.
دستگاه آنالایزر آنلاین تخلیه جزئی
(ویژه تست تخلیه جزئی ترانسفورماتورها، ژنراتورها و کابل های فشارقوی)
کالیبراتور CAL 2n – نرم افزار TESLA PD V1.4.1 – راهنمای کاربری و آنالیز اطلاعات
پهنای باند 20 کیلو هرتز تا 20 مگاهرتز – شامل تمام پترن های PRPD، TW ،PSA
سرعت نمونه برداری 100MSPS با رزولوشن 10 تا 12 بیت
موقعیت مکانی منابع PD در ترانسفورماتورها یا راکتورهای عایق مایع
مکان یابی PD روی ترانسفورماتورها به دو وظیفه اصلی گروه بندی می شود. اولین شواهد PD (فرایند تشخیص) باید تا حد امکان حساس باشد و همزمان آن را از هر گونه اختلال احتمالی متمایز کند. ثانیاً تعیین منشأ خرابی (محل PD) باید انجام شود.
اغلب زمان‌های انتشار سیگنال اندازه‌گیری شده برای محاسبه مبدا سیگنال‌ها استفاده می‌شود. این به طور کلاسیک اغلب به عنوان مثلث سازی نامیده می شد (شکل 2).
شکل 2- مکان کلاسیک PD مبتنی بر زمان رسیدن برای ترانسفورماتورها یا راکتورها با ترکیبی از سیگنال های PD الکتریکی و صوتی
در داخل ترانسفورماتورها یا راکتورها، تخلیه جزئی را می توان به عنوان یک منبع نقطه ای که یک موج صوتی و الکترومغناطیسی را در یک محیط همگن تابش می کند، مدل کرد.(مثلاً با استفاده از سرعت متوسط صوت)
معادلات مشاهده غیرخطی مناسب در ساده ترین حالت با توابع کره در اطراف حسگرهای صوتی که در مبدا PD قطع می شوند مشخص می شوند (شکل 2). این به سیگنالی نیاز دارد که لحظه وقوع PD را مشخص کند و از نظر ریاضی با اندازه‌گیری زمان مطلق مطابقت دارد.
سه نوع اصلی مکان PD هندسی مبتنی بر زمان رسیدن را می توان متمایز کرد:
الف) مکان PD تمام صوتی با استفاده از سیگنال های PD صوتی
ب) محل PD الکترومغناطیسی-آکوستیک مخلوط با استفاده از سیگنال‌های PD صوتی در ترکیب با سیگنال‌های PD الکترومغناطیسی یا الکتریکی
ج) مکان PD تمام الکترومغناطیسی با استفاده از سیگنال‌های PD الکترومغناطیسی متعدد از سنسورهای UHF نصب شده بر روی ترانسفورماتور.