Стандартен метод за изпитване на ASTM D1868-20 за откриване и измерване на импулси от частичен разряд (корона) при оценка на изолационни системи

Стандартът „ASTM D1868-20 Стандартен метод за изпитване за откриване и измерване на импулси на частичен разряд (корона) при оценката на изолационни системи“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за откриване и измерване на импулси на частичен разряд (корона) на клемите на изолационна система под приложено изпитвателно напрежение и за определяне на напреженията на начало и изчезване на частичния разряд (корона) при увеличаване и намаляване на изпитвателното напрежение. Този метод на изпитване е полезен и за определяне на величини като видим товар и честота на повторение на импулсите, както и интегрирани величини като среден ток, квадратично съотношение и мощност. Този метод на изпитване е полезен за изпитване на напрежения с честоти, вариращи от нула (постоянно напрежение) до около 2000 Hz.

Този метод на изпитване е директно приложим към проста изолационна система, която може да бъде представена като двутерминален кондензатор. Този метод на изпитване може да се приложи и към изолационни системи (с разпределени параметри), като например кабели за високо напрежение. В такива системи трябва да се обърне внимание на явленията затихване и отражение.

За целите на този стандарт се прилагат следните диапазони и определения:

• Йонизацията се отнася до процеса, чрез който електрони се губят от или се прехвърлят към неутрални молекули или атоми, създавайки положително или отрицателно заредени частици.
• Частичният разряд (корона) се отнася до електрически разряд, който само частично преодолява изолацията между проводниците. Този електрически разряд, управляван от преходния процес на йонизация на газ, може да приеме формата на искра, характеризираща се с тесен разряден канал, или дифузно сияние с удължен или значително разширен разряден канал. Частичните разряди възникват в запълнени с газ пространства, затворени в изолационни системи, и се инициират, когато напрежението в пространствата се промени със стойност, равна на тяхното пробивно напрежение.
• Короните са частични разряди, които се появяват в газове, съседни на проводник. Този термин се използва и за обозначаване на частични разряди като цяло.
• Непрекъснатите частични разряди (непрекъсната корона) са разряди, които се повтарят на сравнително равни интервали. Например, приблизително всеки цикъл на променливо напрежение или поне веднъж на минута за приложено постоянно напрежение.
• Началното напрежение на частичния разряд (корона) е най-ниското напрежение, при което възникват продължителни частични разряди над определена величина (която може да определи допустимата граница на фоновия шум), когато приложеното напрежение постепенно се увеличава. Много параметри на изпитванията и пробите могат да повлияят на тази стойност и в някои случаи повторяемостта може да бъде трудна за постигане.
• Напрежението на погасяване на частичния разряд (корона) е най-високото напрежение, при което частичните разряди над определена величина вече не се появяват, когато приложеното напрежение постепенно се намалява над началното напрежение. Много параметри на изпитванията и пробите могат да повлияят на тази стойност и в някои случаи повторяемостта може да бъде трудна за постигане.
• Импулсното напрежение на частичния разряд е импулсното напрежение на клемите, получено в резултат на частичен разряд, представено като източник на напрежение, внезапно приложен последователно с капацитета на тестваната изолационна система и открит на клемите на системата при условия на отворена верига. Формата, времето на нарастване и големината на напрежението на импулса на частичен разряд зависят от геометрията на кухината, нейния размер, естеството на нейните граници, вида на газа и налягането в него, както и от параметрите на предавателната среда между полето на разряда и детектора на импулси на частичен разряд. Импулсите на частичен разряд от искров тип разряд имат значително по-кратки времена на нарастване в сравнение с тези от тлеещия тип.
• Количеството частичен разряд (заряд на короната на терминала) е големината на отделния разряд в изолационна система и се изразява чрез пренос на заряд, измерен на клемите на системата. Измереният заряд обикновено не е равен на заряда, пренесен в мястото на разряда, и е свързан с енергията на разряда. За малка проба, която може да се третира като обикновен кондензатор с концентрирани кондензатори, тя е равна на произведението на капацитета на изолационната система и напрежението на импулса на частичния разряд.
• Нивото на частичен разряд (корона) е величината на най-големия токов разряд, който възниква по време на наблюдение на непрекъснати разряди.
• Средният ток на разряд (корона) е стойността, получена чрез разделяне на сумата от абсолютните величини на отделните разряди в даден времеви интервал на този времеви интервал.
• Квадратното съотношение е сумата от квадратите на отделните величини на разряда в даден времеви интервал, разделена на този времеви интервал.
• Енергията на частичен разряд (корона) е енергията, извлечена от източника на тестово напрежение в резултат на индивидуален разряд.
• Загубата на мощност при частичен разряд (корона) се получава чрез разделяне на сумата от енергиите, извлечени от източника на тестово напрежение, на отделните разряди, възникващи в определен период от време, на този период от време.
• Видимата загуба на мощност при частичен разряд е сумата от времевите периоди на всички амплитуди на коронните импулси, умножена по изпитвателното напрежение на термистора.
• Честотата на импулсите на частичния разряд (корона) е средният брой импулси на разряд, възникващи в секунда или друг определен интервал от време. Броят на импулсите може да бъде ограничен до импулси над предварително определена прагова величина или до импулси между зададени долна и горна граница на величината.
• Импулсът на частичен разряд е импулс на напрежение или тока, който възниква на определено място във веригата в резултат на частичен разряд.

По време на изпитването изолационната система на пробата се захранва в тестова верига от източник на високо напрежение. Частичен разряд (корона) в пробата причинява внезапен пренос на заряд и импулс на напрежение на клемите на пробата. Измервателно устройство, свързано към клемите, е калибрирано и реагира на импулса на напрежение по отношение на заряда, пренесен на клемите.

Наличието на частични разряди (корона) при работно напрежение в изолационна система може да причини значително намаляване на живота на изолационния материал. Някои материали са по-податливи на този вид повреди от разряд, отколкото други.

Наличието на частични разряди (корона) в привидно твърда изолация е възможен индикатор за наличие на вътрешни кухини. Тестовете за частичен разряд са полезни при проектирането и проверката на формована, ламинирана и композитна изолация, както и на образци под формата на кабели, кондензатори, трансформатори, втулки, статорни пръти и въртящи се машини.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги за тестване в съответствие със стандарта „ASTM D1868-20 Стандартен метод за изпитване за откриване и измерване на въздействия от частичен разряд (корона) при оценката на изолационни системи“.