طريقة الاختبار القياسية ASTM D1868-20 للكشف عن نبضات التفريغ الجزئي (الكورونا) وقياسها في تقييم أنظمة العزل

يصف المعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D1868-20 للكشف عن نبضات التفريغ الجزئي (الكورونا) وقياسها في تقييم أنظمة العزل" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) طريقة اختبار للكشف عن نبضات التفريغ الجزئي (الكورونا) وقياسها عند أطراف نظام العزل تحت جهد اختبار مطبق ولتحديد جهدي بداية التفريغ الجزئي (الكورونا) وانقراضه مع زيادة جهد الاختبار وانخفاضه. تعتبر طريقة الاختبار هذه مفيدة أيضًا في تحديد كميات مثل الحمل الظاهري ومعدل تكرار النبضة، إلى جانب الكميات المتكاملة مثل متوسط التيار والنسبة التربيعية والطاقة. تعتبر طريقة الاختبار هذه مفيدة لاختبار الجهد مع الترددات التي تتراوح من الصفر (الجهد المباشر) إلى حوالي 2000 هرتز.

يمكن تطبيق طريقة الاختبار هذه بشكل مباشر على نظام عزل بسيط يمكن تمثيله كمكثف ذو طرفين. يمكن أيضًا تطبيق طريقة الاختبار هذه على أنظمة العزل (بمعلمات موزعة) مثل كابلات الجهد العالي. وفي مثل هذه الأنظمة، ينبغي الاهتمام بظاهرة التوهين والانعكاس.

ولأغراض هذا المعيار، تنطبق النطاقات والتعريفات التالية:

تشير التأين إلى العملية التي يتم بها فقدان الإلكترونات أو نقلها إلى الجزيئات أو الذرات المحايدة، مما يؤدي إلى إنشاء جزيئات مشحونة إيجابيا أو سلبيا.
يشير التفريغ الجزئي (الهالة) إلى التفريغ الكهربائي الذي يربط جزئيًا فقط بين العزل بين الموصلات. يمكن أن يأخذ هذا التفريغ الكهربائي، الذي تحكمه عملية تأين الغاز العابر، شكل شرارة تتميز بقناة تفريغ ضيقة أو توهج منتشر مع قناة تفريغ ممتدة أو موسعة بشكل كبير. تحدث التفريغات الجزئية في المساحات المملوءة بالغاز والمحاطة بأنظمة العزل وتبدأ عندما يتغير الجهد عبر المساحات بقيمة تساوي جهد انهيارها.
الهالات هي تفريغات جزئية تحدث في الغازات المجاورة للموصل. وقد تم استخدام هذا المصطلح أيضًا للإشارة إلى التفريغات الجزئية بشكل عام.
التفريغات الجزئية المستمرة (الهالة المستمرة) هي تفريغات تتكرر على فترات منتظمة إلى حد ما. على سبيل المثال، تقريبًا كل دورة من الجهد المتناوب، أو مرة واحدة على الأقل في الدقيقة للجهد المباشر المطبق.
جهد بداية التفريغ الجزئي (الهالة) هو أقل جهد تحدث عنده تفريغات جزئية مستمرة فوق مقدار محدد (قد يحدد حد الضوضاء الخلفية المسموح به) مع زيادة الجهد المطبق تدريجيًا. يمكن أن تؤثر العديد من معلمات الاختبار والعينة على هذه القيمة وفي بعض الحالات قد يكون من الصعب تحقيق القدرة على التكرار.
جهد الانطفاء الجزئي للتفريغ (الهالة) هو أعلى جهد لا تحدث عنده التفريغات الجزئية فوق مقدار محدد عندما يتم تقليل الجهد المطبق تدريجيًا فوق الجهد الأولي. يمكن أن تؤثر العديد من معلمات الاختبار والعينة على هذه القيمة وفي بعض الحالات قد يكون من الصعب تحقيق القدرة على التكرار.
جهد النبضة الناتج عن التفريغ الجزئي هو جهد النبضة الطرفية الناتج عن التفريغ الجزئي والذي يتم تمثيله كمصدر جهد يتم تطبيقه فجأة على التوالي مع سعة نظام العزل قيد الاختبار ويتم اكتشافه عند أطراف النظام في ظل ظروف الدائرة المفتوحة. يعتمد شكل ووقت الارتفاع وحجم جهد نبضة التفريغ الجزئي على هندسة التجويف وحجمه وطبيعة حدوده ونوع الغاز والضغط فيه ومعلمات وسط النقل بين حقل التفريغ وكاشف نبضة التفريغ الجزئي. تتمتع نبضات التفريغ الجزئي لتفريغ النوع الشراري بأوقات صعود أقصر بشكل ملحوظ مقارنة بتلك الخاصة بنوع التوهج.
كمية التفريغ الجزئي (شحنة الهالة الطرفية) هي حجم التفريغ الفردي في نظام العزل ويتم التعبير عنها من حيث نقل الشحنة المقاس عند أطراف النظام. الشحنة المقاسة لا تساوي عادة الشحنة المنقولة في موقع التفريغ ولها علاقة بطاقة التفريغ. بالنسبة لعينة صغيرة يمكن التعامل معها كمكثف مجمع بسيط، فإنها تساوي حاصل ضرب سعة نظام العزل وجهد نبضة التفريغ الجزئي.
مستوى التفريغ الجزئي (الهالة) هو مقدار أكبر تفريغ تيار يحدث أثناء مراقبة التفريغات المستمرة.
متوسط تيار التفريغ (الهالة) هو القيمة التي يتم الحصول عليها عن طريق قسمة مجموع القيم المطلقة للتفريغات الفردية في فترة زمنية معينة على تلك الفترة الزمنية.
النسبة التربيعية هي مجموع مربعات أحجام التفريغ الفردية في فترة زمنية معينة مقسومة على تلك الفترة الزمنية.
طاقة التفريغ الجزئي (الهالة) هي الطاقة المأخوذة من مصدر جهد الاختبار نتيجة للتفريغ الفردي.
يتم الحصول على فقدان الطاقة بسبب التفريغ الجزئي (الهالة) عن طريق تقسيم مجموع الطاقات المستخرجة من مصدر جهد الاختبار على التفريغات الفردية التي تحدث في فترة زمنية معينة، بحلول تلك الفترة الزمنية.
فقدان القدرة الظاهري بسبب التفريغ الجزئي هو مجموع الفترة الزمنية لجميع سعات نبضات الهالة مضروبة في جهد اختبار الثرمستور.
معدل نبض التفريغ الجزئي (الهالة) هو متوسط عدد نبضات التفريغ التي تحدث في الثانية أو في فترة زمنية محددة أخرى. يمكن أن يقتصر عدد النبضات على نبضات أعلى من حد معين من حيث الحجم أو على نبضات بين حدود الحد الأدنى والأعلى المحددة.
نبضة التفريغ الجزئي هي نبضة جهد أو تيار تحدث في مكان محدد في الدائرة نتيجة لتفريغ جزئي.

أثناء الاختبار، يتم تنشيط نظام عزل العينة في دائرة اختبار من مصدر جهد عالي. يؤدي التفريغ الجزئي (الهالة) في العينة إلى نقل مفاجئ للشحنة ونبضة جهد عند أطراف العينة. يتم معايرة جهاز القياس المتصل بالأطراف ويستجيب لنبضة الجهد من حيث الشحنة المنقولة عند الأطراف.

إن وجود تفريغات جزئية (هالة) عند جهد التشغيل في نظام العزل لديه القدرة على التسبب في انخفاض كبير في عمر مادة العزل. بعض المواد تكون أكثر عرضة لهذا النوع من الضرر الناتج عن التفريغ من غيرها.

إن وجود تفريغات جزئية (هالية) في عزل صلب ظاهريًا هو مؤشر محتمل لوجود فراغات داخلية. تُعد اختبارات التفريغ الجزئي مفيدة في تصميم وفحص العزل المصبوب والمصفح والمركب، بالإضافة إلى العينات في شكل كابلات ومكثفات ومحولات وبطانات وقضبان ثابتة وآلات دوارة.

تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل قطاع بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا تقديم خدمات الاختبار للشركات وفقًا للمعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D1868-20 للكشف عن وقياس تأثيرات التفريغ الجزئي (الكورونا) في تقييم أنظمة العزل".