ASTM D1868-20 Стандартный метод испытаний для обнаружения и измерения импульсов частичного разряда (короны) при оценке систем изоляции

Стандарт «ASTM D1868-20 Стандартный метод испытаний для обнаружения и измерения импульсов частичного разряда (короны) при оценке систем изоляции», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод испытаний для обнаружения и измерения импульсов частичного разряда (короны) на клеммах системы изоляции при приложенном испытательном напряжении и для определения начальных и погасающих напряжений частичного разряда (короны) при увеличении и уменьшении испытательного напряжения. Этот метод испытаний также полезен для определения таких величин, как кажущаяся нагрузка и частота повторения импульсов, а также интегральных величин, таких как средний ток, квадратичное отношение и мощность. Этот метод испытаний полезен для проверки напряжений с частотами в диапазоне от нуля (постоянное напряжение) до примерно 2000 Гц.

Этот метод испытаний напрямую применим к простой системе изоляции, которую можно представить как двухполюсный конденсатор. Этот метод испытаний может также применяться к системам изоляции (с распределенными параметрами), таким как высоковольтные кабели. В таких системах следует уделять внимание явлениям затухания и отражения.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие диапазоны и определения:

• Ионизация — это процесс, при котором электроны теряются или переносятся нейтральными молекулами или атомами, создавая положительно или отрицательно заряженные частицы.
• Частичный разряд (корона) — это электрический разряд, который лишь частично перекрывает изоляцию между проводниками. Этот электрический разряд, обусловленный переходным процессом ионизации газа, может иметь форму искры, характеризующейся узким каналом разряда, или диффузного свечения с удлиненным или значительно расширенным каналом разряда. Частичные разряды возникают в заполненных газом пространствах, заключенных в изоляционные системы, и возникают, когда напряжение в пространствах изменяется на величину, равную их пробивному напряжению.
• Короны — это частичные разряды, возникающие в газах вблизи проводника. Этот термин также используется для обозначения частичных разрядов в целом.
• Непрерывные частичные разряды (непрерывный коронный разряд) — это разряды, которые повторяются через достаточно регулярные промежутки времени. Например, примерно каждый цикл переменного напряжения или не реже одного раза в минуту для приложенного постоянного напряжения.
• Напряжение начала частичного разряда (короны) — это наименьшее напряжение, при котором возникают устойчивые частичные разряды выше заданной величины (которая может определять допустимый предел фонового шума) при постепенном увеличении приложенного напряжения. На это значение могут влиять многие параметры испытаний и образцов, и в некоторых случаях может быть сложно добиться повторяемости.
• Напряжение гашения частичного разряда (короны) — это наивысшее напряжение, при котором частичные разряды выше заданной величины больше не возникают, если приложенное напряжение постепенно снижается выше начального напряжения. На это значение могут влиять многие параметры испытаний и образцов, и в некоторых случаях может быть сложно добиться повторяемости.
• Импульсное напряжение частичного разряда — это импульсное напряжение на клеммах, возникающее в результате частичного разряда, представленного в виде источника напряжения, внезапно приложенного последовательно с емкостью испытываемой системы изоляции и обнаруженного на клеммах системы в условиях разомкнутой цепи. Форма, время нарастания и величина напряжения импульса частичного разряда зависят от геометрии полости, ее размеров, характера ее границ, рода газа и давления в нем, а также параметров передающей среды между полем разряда и детектором импульса частичного разряда. Импульсы частичных разрядов искрового типа имеют значительно более короткое время нарастания по сравнению с импульсами тлеющего типа.
• Величина частичного разряда (заряд короны на выводах) представляет собой величину отдельного разряда в системе изоляции и выражается через перенос заряда, измеренный на выводах системы. Измеренный заряд, как правило, не равен заряду, переданному в месте разряда, и связан с энергией разряда. Для небольшого образца, который можно рассматривать как простой сосредоточенный конденсатор, он равен произведению емкости системы изоляции на напряжение импульса частичного разряда.
• Уровень частичного разряда (короны) — это величина наибольшего разряда тока, возникающего при наблюдении непрерывных разрядов.
• Средний ток разряда (короны) — это значение, полученное путем деления суммы абсолютных величин отдельных разрядов за заданный интервал времени на этот интервал времени.
• Квадратное отношение представляет собой сумму квадратов отдельных величин разряда за заданный интервал времени, деленную на этот интервал времени.
• Энергия частичного разряда (короны) — это энергия, получаемая от источника испытательного напряжения в результате отдельного разряда.
• Потери мощности при частичном разряде (короне) определяются путем деления суммы энергий, получаемых от источника испытательного напряжения, на отдельные разряды, происходящие в определенный период времени, на этот период времени.
• Потеря мощности частичного разряда представляет собой сумму всех амплитуд коронных импульсов за определенный период времени, умноженную на испытательное напряжение термистора.
• Частота импульсов частичного разряда (короны) — это среднее число импульсов разряда, возникающих в секунду или другой заданный интервал времени. Количество импульсов может быть ограничено импульсами выше заданного порогового значения или импульсами между заданными нижним и верхним пределами значения.
• Импульс частичного разряда — это импульс напряжения или тока, возникающий в определенном месте цепи в результате частичного разряда.

Во время испытания система изоляции образца запитывается в испытательной цепи от источника высокого напряжения. Частичный разряд (корона) в образце вызывает внезапную передачу заряда и импульс напряжения на клеммах образца. Измерительный прибор, подключенный к клеммам, калибруется и реагирует на импульс напряжения по величине заряда, передаваемого на клеммах.

Наличие частичных разрядов (короны) при рабочем напряжении в системе изоляции может привести к значительному сокращению срока службы изоляционного материала. Некоторые материалы более восприимчивы к повреждениям от разряда такого типа, чем другие.

Наличие частичных разрядов (короны) в, казалось бы, сплошной изоляции является возможным признаком наличия внутренних пустот. Испытания на частичные разряды полезны при проектировании и проверке формованной, ламинированной и композитной изоляции, а также образцов в виде кабелей, конденсаторов, трансформаторов, вводов, стержней статора и вращающихся машин.

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте предприятиям также предоставляются услуги по проведению испытаний в соответствии со стандартом «ASTM D1868-20. Стандартный метод испытаний для обнаружения и измерения воздействия частичных разрядов (короны) при оценке систем изоляции».