ASTM D1868-20 روش آزمون استاندارد برای تشخیص و اندازه‌گیری پالس‌های تخلیه جزئی (کرونا) در ارزیابی سیستم‌های عایق
استاندارد "ASTM D1868-20 روش آزمون استاندارد برای تشخیص و اندازه‌گیری پالس‌های تخلیه جزئی (کرونا) در ارزیابی سیستم‌های عایق" که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای تشخیص و اندازه‌گیری پالس‌های تخلیه جزئی (کرونا) در پایانه‌های یک سیستم عایق تحت ولتاژ آزمایش اعمال شده و برای تعیین ولتاژهای شروع و خاموشی تخلیه جزئی (کرونا) با افزایش و کاهش ولتاژ آزمایش توصیف می‌کند. این روش آزمون همچنین در تعیین کمیت‌هایی مانند بار ظاهری و نرخ تکرار پالس، همراه با کمیت‌های انتگرالی مانند جریان متوسط، نسبت درجه دوم و توان مفید است. این روش آزمایش برای آزمایش ولتاژهایی با فرکانس از صفر (ولتاژ مستقیم) تا حدود 2000 هرتز مفید است.
این روش آزمایش مستقیماً برای یک سیستم عایق ساده که می‌تواند به عنوان یک خازن دو ترمیناله نمایش داده شود، قابل اجرا است. این روش آزمایش همچنین می‌تواند برای سیستم‌های عایق (با پارامترهای توزیع‌شده) مانند کابل‌های ولتاژ بالا اعمال شود. در چنین سیستم‌هایی باید به پدیده‌های تضعیف و انعکاس توجه شود.
برای اهداف این استاندارد، محدوده‌ها و تعاریف زیر اعمال می‌شود:
- یونیزاسیون به فرآیندی اطلاق می‌شود که طی آن الکترون‌ها از مولکول‌ها یا اتم‌های خنثی جدا شده یا به آنها منتقل می‌شوند و ذرات باردار مثبت یا منفی ایجاد می‌کنند.
- تخلیه جزئی (کرونا) به تخلیه الکتریکی اشاره دارد که فقط تا حدی عایق بین هادی‌ها را می‌پوشاند. این تخلیه الکتریکی، که توسط فرآیند یونیزاسیون گذرای گاز کنترل می‌شود، می‌تواند به شکل جرقه‌ای باشد که با یک کانال تخلیه باریک یا یک درخشش پراکنده با یک کانال تخلیه گسترده یا به طور قابل توجهی پهن مشخص می‌شود. تخلیه‌های جزئی در فضاهای پر از گاز که در سیستم‌های عایق‌بندی محصور شده‌اند، رخ می‌دهند و زمانی آغاز می‌شوند که ولتاژ در سراسر فضاها به اندازه ولتاژ شکست آنها تغییر کند.
- کروناها تخلیه‌های جزئی هستند که در گازهای مجاور یک رسانا رخ می‌دهند. این اصطلاح همچنین برای اشاره به تخلیه‌های جزئی به طور کلی استفاده شده است.
- تخلیه‌های جزئی پیوسته (کرونای پیوسته) تخلیه‌هایی هستند که در فواصل نسبتاً منظم تکرار می‌شوند. برای مثال، تقریباً در هر سیکل ولتاژ متناوب، یا حداقل یک بار در دقیقه برای ولتاژ مستقیم اعمال شده.
- ولتاژ شروع تخلیه جزئی (کرونا) کمترین ولتاژی است که در آن تخلیه‌های جزئی پایدار بالاتر از یک دامنه مشخص (که ممکن است حد مجاز نویز پس‌زمینه را تعریف کند) با افزایش تدریجی ولتاژ اعمال شده، رخ می‌دهد. بسیاری از پارامترهای آزمایش و نمونه می‌توانند بر این مقدار تأثیر بگذارند و در برخی موارد، دستیابی به تکرارپذیری ممکن است دشوار باشد.
- ولتاژ خاموشی تخلیه جزئی (کرونا) بالاترین ولتاژی است که در آن، وقتی ولتاژ اعمال شده به تدریج از ولتاژ اولیه بالاتر می‌رود، دیگر تخلیه‌های جزئی بالاتر از یک مقدار مشخص رخ نمی‌دهد. بسیاری از پارامترهای آزمایش و نمونه می‌توانند بر این مقدار تأثیر بگذارند و در برخی موارد، دستیابی به تکرارپذیری ممکن است دشوار باشد.
- ولتاژ ضربه تخلیه جزئی، ولتاژ ضربه ترمینال ناشی از تخلیه جزئی است که به صورت یک منبع ولتاژ که به طور ناگهانی به صورت سری با ظرفیت سیستم عایق تحت آزمایش اعمال شده و در ترمینال‌های سیستم تحت شرایط مدار باز شناسایی می‌شود، نمایش داده می‌شود. شکل، زمان صعود و بزرگی ولتاژ پالس تخلیه جزئی به هندسه حفره، اندازه آن، ماهیت مرزهای آن، نوع گاز و فشار موجود در آن و پارامترهای محیط انتقال بین میدان تخلیه و آشکارساز پالس تخلیه جزئی بستگی دارد. پالس‌های تخلیه جزئی از نوع جرقه‌ای، زمان خیزش بسیار کوتاه‌تری نسبت به نوع تابشی دارند.
- مقدار تخلیه جزئی (بار کرونای ترمینال) بزرگی تخلیه منفرد در یک سیستم عایق است و بر حسب انتقال بار اندازه‌گیری شده در ترمینال‌های سیستم بیان می‌شود. بار اندازه‌گیری شده معمولاً با بار منتقل شده در محل تخلیه برابر نیست و با انرژی تخلیه رابطه دارد. برای یک نمونه کوچک که می‌توان آن را به عنوان یک خازن فشرده ساده در نظر گرفت، این مقدار برابر با حاصلضرب ظرفیت خازنی سیستم عایق و ولتاژ پالس تخلیه جزئی است.
- سطح تخلیه جزئی (کرونا) بزرگی بزرگترین تخلیه جریانی است که در طول مشاهده تخلیه‌های پیوسته رخ می‌دهد.
- جریان تخلیه متوسط (کرونا) مقداری است که با تقسیم مجموع قدر مطلق تخلیه‌های منفرد در یک بازه زمانی معین بر آن بازه زمانی بدست می‌آید.
- نسبت مربعات، مجموع مربعات مقادیر دبی‌های منفرد در یک بازه زمانی معین تقسیم بر آن بازه زمانی است.
- انرژی تخلیه جزئی (کرونا) انرژی‌ای است که از منبع ولتاژ تست در نتیجه تخلیه‌های تکی گرفته می‌شود.
- تلفات توان ناشی از تخلیه جزئی (کرونا) با تقسیم مجموع انرژی‌های گرفته شده از منبع ولتاژ تست بر تخلیه‌های منفرد رخ داده در یک دوره زمانی مشخص، بر آن دوره زمانی بدست می‌آید.
- تلفات توان ظاهری ناشی از تخلیه جزئی، حاصل ضرب مجموع دوره تناوب دامنه تمام پالس‌های کرونا در ولتاژ تست ترمیستور است.
- نرخ پالس تخلیه جزئی (کرونا) میانگین تعداد پالس‌های تخلیه رخ داده در هر ثانیه یا هر بازه زمانی مشخص دیگر است. تعداد پالس‌ها می‌تواند به پالس‌های بالاتر از یک مقدار آستانه از پیش تعیین‌شده یا به پالس‌های بین محدوده‌های مشخص‌شده‌ی پایین و بالای مقدار، محدود شود.
- پالس تخلیه جزئی، یک پالس ولتاژ یا جریان است که در یک مکان خاص در مدار در اثر تخلیه جزئی رخ می‌دهد.
در طول آزمایش، سیستم عایق یک نمونه در یک مدار آزمایشی از یک منبع ولتاژ بالا تغذیه می‌شود. تخلیه جزئی (کرونا) در نمونه باعث انتقال ناگهانی بار و پالس ولتاژ در پایانه‌های نمونه می‌شود. یک دستگاه اندازه‌گیری متصل به ترمینال‌ها کالیبره شده و به پالس ولتاژ بر حسب بار منتقل شده در ترمینال‌ها پاسخ می‌دهد.
وجود تخلیه‌های جزئی (کرونا) در ولتاژ عملیاتی در یک سیستم عایق‌بندی، می‌تواند باعث کاهش قابل توجه عمر ماده عایق شود. برخی از مواد نسبت به سایرین بیشتر در معرض این نوع آسیب ناشی از تخلیه الکتریکی هستند.
وجود تخلیه‌های جزئی (کرونا) در یک عایق ظاهراً جامد، نشانه‌ی احتمالی وجود حفره‌های داخلی است. آزمایش‌های تخلیه جزئی در طراحی و بازرسی عایق‌های قالب‌گیری شده، لایه لایه و کامپوزیتی و همچنین نمونه‌هایی به شکل کابل، خازن، ترانسفورماتور، بوشینگ، میله‌های استاتور و ماشین‌های دوار مفید هستند.
سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در حوزه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات تست نیز مطابق با استاندارد «ASTM D1868-20 روش تست استاندارد برای تشخیص و اندازه‌گیری اثرات تخلیه جزئی (کرونا) در ارزیابی سیستم‌های عایق» به مشاغل ارائه می‌شود.
