Pelepasan Separa dalam Transformer Terendam Minyak: Sifat dan Punca Lazim Tahap PD Berlebihan

01 Pengenalan

Pelepasan separa (PD) dalam minyak yang direndam Transformer Kuasa kekal sebagai cabaran yang diiktiraf di peringkat global dalam industri transformer. Banyak pengeluar telah mengalami kerugian yang ketara akibat kegagalan berkaitan PD.

Melebihi had PD mungkin berlaku semasa ujian kilang, pemeriksaan pihak ketiga atau di tapak pelanggan. Mencari sumber PD selalunya seperti "mencari jarum dalam timbunan jerami", yang membawa kepada kerja semula yang berlangsung selama berhari-hari atau berbulan-bulan, menyebabkan kehilangan kualiti yang besar bagi pengeluar atau pengguna akhir.

Oleh itu, mendiagnosis secara saintifik dan mengenal pasti punca-punca PD yang berlebihan dengan cepat adalah penting.

02 Definisi dan Sifat

Walaupun tiada definisi rasmi wujud, penulis mentakrifkan PD sebagai:
[Nyahcas berlaku pada kedudukan setempat dalam transformer yang belum menyebabkan kerosakan penebat atau kilatan segera.]

Senario PD berbeza-beza tetapi berkongsi intipati yang sama:
[Kecacatan struktur, bahan atau pembuatan dalam sistem penebat menyebabkan herotan medan elektrik setempat melebihi kekuatan dielektrik pada titik itu, mengakibatkan kerosakan pengionan berulang, berskala mikro, dan tidak menembusi.]

Pendek kata, sifat PD terletak pada kepekatan medan elektrik setempat yang melebihi kekuatan medan permulaan PD.

03 Punca Utama

Berdasarkan mekanisme PD, sebarang faktor yang menyebabkan medan elektrik setempat yang berlebihan boleh mencetuskan pelampauan PD.

3.1 Lokasi PD
PD mungkin berasal daripada:

Sesendal

 

Penukar paip OLTC/DETC

 

Bakal Pelanggan

 

Penggulungan

 

Komponen pembumian

 

Permukaan penebat/kecacatan dalaman

 

Minyak transformer

Tapak yang paling terdedah:Lompang udara dalam penebat pepejal atau gelembung gas dalam minyak.
Sebab:Di bawah tekanan voltan, keamatan medan elektrik adalah berkadar songsang dengan pemalar dielektrik (ε).

Penebat kertas ε ≈ 4.4

 

Lompang udara ε ≈ 2.0
→ Lompang udara mengalami kekuatan medan ≈2.2× yang lebih tinggi.
Dengan kekuatan pecahan yang rendah (AC ≈2kV/mm), lompang/gelembung menjadi titik lemah untuk permulaan PD.

3.2 Jenis PD
Jenis PD biasa dalam Transformer Terendam Minyaks:

Pelepasan gelembung gas

 

Pelepasan akibat kelembapan(penebat lembap)

 

Pelepasan elektrod tajam(hujung elektrod voltan tinggi/pembumian)

 

Pelepasan potensi terapung

 

Pelepasan jurang minyak berbentuk baji

 

Pelepasan daripada zarah logam/bahan pencemar

 

Kecacatan pelekat(gam berlebihan/berkualiti rendah pada plat pengapit/gelang hujung)

Wawasan Utama:

Pelebihan PD jarang sekali berkaitan dengan reka bentuk (kebarangkalian ≈0.5%).
95%+ berpunca daripada kecacatan bahan, proses atau pembuatan.

Rasional:Apabila voltan lampau (LI, LIC, SI, LTAC) ditukar kepada voltan tahan frekuensi kuasa 1 minit yang setara (Penukaran DIL), semuanya melebihi voltan ujian PD (IVPD). Penebat utama/longitudinal direka bentuk untuk senario voltan lampau tertinggi.

Tidak.	Jenis PD	Lokasi	Mekanisme	Kes Biasa
1	Pelepasan Elektrod Tajam	Bahagian pengapit, tangki, sesendal naik, terminal pengelim plumbum	Jejari kelengkungan kecil → ketumpatan cas tinggi → kepekatan medan ekstrem	Bolt tidak berpelindung berhampiran elektrod HV; tepi tajam pada pelindung magnet
2	Pelepasan Gelembung/Lompang Gas	Gelembung dalam minyak / lompang dalam penebat pepejal	Pemalar dielektrik rendah (ε≈1) → tegasan medan tinggi + kekuatan kerosakan rendah (2kV/mm)	Vakum tidak lengkap; pengisian minyak yang cepat; pelekat berlebihan/lemak lemah pada cincin hujung/sfera penyama
3	Pelepasan Akibat Kelembapan	Penggulungan, penebat teras, petunjuk	Kelembapan mengurangkan kekuatan dielektrik sebanyak 60-70%	Pengeringan teras yang tidak mencukupi; pendedahan berlebihan kepada udara ambien semasa pemasangan
4	Pelepasan Potensi Terapung	Papan tekan, sokongan plumbum, shunt magnet	Pengumpulan cas → denyutan nyahcas secara tiba-tiba	Perisai magnet yang tidak dibumikan; cincin elektrostatik yang disambungkan dengan teruk
5	Pelepasan Bahan Pencemar	Air/serat/zarah logam dalam minyak	Herotan medan + air meningkatkan tegasan medan 2.9×	Penapisan minyak yang tidak mencukupi; teras yang tercemar; kemasukan lembapan

04 Tinjauan

Memahami jenis, mekanisme, lokasi dan kajian kes PD yang biasa adalah penting untuk penyelesaian masalah yang disasarkan.

Digabungkan dengan prinsip sambungan transformer, reka bentuk struktur, ciri bentuk gelombang PD, penyetempatan kekutuban dan ujian diagnostik, pengetahuan ini membolehkan pengenalpastian punca utama yang cepat dan meminimumkan kehilangan kualiti.