IV. 건식 변압기의 부분 방전 시험

1. 부분 방전의 파형 분석

검출 임피던스 Zm 양단의 전압(즉, 검출 신호)은 매우 작기 때문에 기기에 뚜렷한 표시를 하려면 증폭해야 합니다. 증폭기를 통해 증폭된 펄스 신호의 피크 값은 오실로스코프로 측정할 수 있습니다. 또한 오실로스코프는 방전이 전력 주파수에서 어떤 위상으로 발생하는지, 펄스 파형과 방전 시간을 확인하고, 부분 방전 전체의 특성을 관찰하여 방전의 대략적인 위치와 특성을 파악할 수 있습니다. 오실로스코프는 수평 및 타원형 스캔 모드를 지원합니다. 수평 스캔은 전체 화면 편향이 한 주기와 동일하며, 테스트 전압과 동기화되어 펄스의 위상을 확인합니다. 타원형 스캔 또한 한 주기의 스윕 사이클당 테스트 전압의 한 주기와 동일합니다. 그림 4-1은 두 가지 스캔 모드의 화면 파형을 나타낸 개략도입니다.

그림 4-1

부분 방전 시험에서 절연 내부의 부분 방전 외에도 리드선, 전기 접점 및 형광등 연결, 고전압 전극 코로나 등도 부분 방전 파형에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 절연 내부의 부분 방전 파형과 기타 간섭 파형을 구분하는 것이 중요합니다. 그림 4-2는 몇 가지 대표적인 파형을 보여줍니다.

그림4-2

2. 부분 방전의 스펙트럼 식별

그림 4-3은 초기 전압 부근에서 얻은 다양한 유형의 부분 방전 오실로그램을 보여준다. 그림 (a), (b), (c) 및 (d)는 부분 방전의 기본 패턴이고, (e), (f) 및 (g)는 간섭파의 기본 패턴이다.

그림4-3

(a)에서 절연 구조 내에는 전기장 방향에 수직인 공극이 하나만 존재하며, 방전 펄스는 양극과 음극 피크 사이 위치에 중첩됩니다. 대칭면 양쪽의 펄스 진폭과 주파수는 기본적으로 동일합니다. 그러나 때때로 상하 진폭이 3:1로 비대칭되는 경우도 있습니다. 방전과 시험 전압의 관계는 초기 방전 후 방전량이 일정 수준까지 증가하고, 시험 전압이 증가함에 따라 방전량은 일정하게 유지됩니다. 소멸 전압은 시작 전압과 거의 같거나 약간 낮습니다.

(b)에서 절연 구조는 다양한 크기의 공극을 포함하고 있으며, 대부분 주조 가능한 절연 구조입니다. 방전 펄스가 양극 및 음극 피크 이전 위치에 중첩될 때, 펄스의 대칭 양측의 진폭과 주파수는 기본적으로 동일하지만, 때때로 상하 진폭의 비대칭이 3:1인 경우도 정상입니다. 방전 초기에는 방전 펄스를 분해할 수 있지만, 전압이 상승함에 따라 일부 방전 펄스는 시험 전압 0 위치 방향으로 이동하고, 동시에 더 큰 펄스가 발생하며, 펄스 분해능은 점차 감소하여 결국 분해할 수 없게 됩니다. 초기 방전 후, 방전량은 전압 증가에 따라 꾸준히 증가하며, 소멸 전압은 기본적으로 초기 전압과 같거나 그보다 낮습니다.

(c)에서는 절연 구조 내에 공극이 하나만 존재합니다. 전극 표면의 공극에서의 방전 응답은 유전체 내에서의 방전 응답과 다릅니다. 방전 펄스는 전압의 양극 및 음극 피크에 중첩되며, 양쪽 진폭은 비대칭적입니다. 큰 진폭의 주파수는 낮고, 작은 진폭의 주파수는 높습니다. 이 비율은 일반적으로 3:1보다 크고 때로는 10:1에 달하기도 합니다. 전체적인 방전 응답을 명확하게 구분할 수 있습니다. 방전이 시작되면 방전량은 기본적으로 변하지 않으며 전압 상승과는 무관합니다. 소멸 전압은 시작 전압과 같거나 약간 낮습니다.
 
(d)에서, (1) 전극 표면에 크기가 다른 공극들이 밀집되어 있지만 폐쇄형이고, (2) 전극과 절연 매질 사이의 전기적 간격은 폐쇄되어 있지 않다. 방전 펄스가 전압의 음의 피크에 중첩되기 전에는 양측의 진폭비가 보통 3:1이고 때로는 10:1이다. 전압이 상승함에 따라 펄스의 일부는 0 위치로 이동한다. 방전 개시 후에는 펄스 분해능이 양호하다. 전압을 계속 증가시키면 분해능이 떨어져 구별할 수 없게 된다. 초기 방전 후, 방전량은 전압 상승에 따라 점차 증가하고, 소멸 전압은 초기 전압과 같거나 약간 낮다. 전압이 10분 동안 지속되면 방전 응답이 다소 변화한다.

(e) 간섭원은 바늘 끝과 평판 또는 접지 사이의 액체 매질입니다. 코로나 방전은 낮은 전압에서 발생하며, 방전 펄스는 전압의 최고점 위치, 예를 들어 음의 최고점에 중첩됩니다. 방전 전원은 고전위 상태입니다. 만약 전원이 양의 최고점 위치에 있다면 전원 공급은 저전위 상태가 됩니다. 이는 전압의 기준점을 결정하는 데 도움이 되며, 양극 또는 음극 전압 최고점에 대칭적으로 한 쌍의 펄스가 나타나고, 각 방전 펄스 클러스터는 동일한 간격을 가집니다. 그러나 두 클러스터의 진폭과 시간 간격은 다르며, 작은 클러스터는 동일한 진폭을 가지면서 밀도가 더 높습니다. 큰 펄스는 초기 전압이 낮고 전압이 증가함에 따라 방전량이 증가합니다. 작은 펄스 클러스터의 초기 전압은 더 높으며, 방전량은 전압에 관계없이 일정하게 유지됩니다. 전압이 상승함에 따라 펄스 주파수 밀도는 증가하지만 여전히 구별 가능합니다. 전압이 더 상승하면 구별할 수 없게 됩니다.

(f) 바늘 끝이 평평하거나 지표면의 기체 매질에 닿아 있는 경우. 코로나 방전은 낮은 전압에서 발생하며, 방전 펄스는 전압 피크 위치에 중첩됩니다. 예를 들어 음의 피크 위치에 있으면 전원 공급 장치의 전위가 높고, 양의 피크 위치에 있으면 전원 공급 장치의 전위가 낮습니다. 이를 통해 전압의 기준점을 확인할 수 있습니다. 초기 방전 후 전압이 증가하고 방전량은 일정하게 유지되지만, 펄스 밀도가 양쪽으로 확산되고 방전 주파수가 증가하지만 여전히 구별 가능합니다. 전압이 증가함에 따라 방전 펄스 주파수도 점차 증가하여 구별할 수 없게 됩니다.

(g) 현탁 전위 방전. 전기장 내에서 매달린 두 금속 물체 사이 또는 금속 물체와 접지 사이의 전기 방전.

파형에는 두 가지 유형이 있습니다.

1. 양극과 음극은 동일한 펄스 진폭, 동일한 간격 및 주파수를 갖습니다.

2. 양쪽의 맥박은 동일한 간격으로 쌍으로 나타나며, 때때로 기준선을 기준으로 앞뒤로 움직입니다.

초기 방전에는 세 가지 유형이 있습니다.

(1) 방전량은 전압에 관계없이 변하지 않고 소멸 전압은 시작 전압과 완전히 같습니다.

(2) 전압은 계속 상승하다가 특정 전압에서 방전이 갑자기 사라집니다. 전압이 계속 상승하다가 하강하면 이전의 소멸 전압에서 다시 방전됩니다.

(1)전압이 증가함에 따라 방전 전력은 점차 감소하고 방전 펄스는 증가합니다.