ASTM D1868-20 Standardtestmetod för detektering och mätning av partiella urladdningspulser (koronapulser) vid utvärdering av isoleringssystem

Standarden "ASTM D1868-20 Standardtestmetod för detektion och mätning av partiella urladdningspulser (koronapulser) vid utvärdering av isoleringssystem", utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod för att detektera och mäta partiella urladdningspulser (koronapulser) vid terminalerna i ett isoleringssystem under en pålagd testspänning och för att bestämma start- och släckspänningarna för partiella urladdningar (koronapulser) när testspänningen ökas och minskas. Denna testmetod är också användbar för att bestämma storheter som skenbar belastning och pulsrepetitionsfrekvens, tillsammans med integrerade storheter som medelström, kvadratiskt förhållande och effekt. Denna testmetod är användbar för att testa spänningar med frekvenser från noll (likspänning) till cirka 2000 Hz.

Denna testmetod är direkt tillämpbar på ett enkelt isoleringssystem som kan representeras som en tvåpolig kondensator. Denna testmetod kan även tillämpas på isoleringssystem (med distribuerade parametrar) såsom högspänningskablar. I sådana system bör uppmärksamhet ägnas åt fenomenen dämpning och reflektion.

I denna standard gäller följande intervall och definitioner:

• Jonisering avser den process genom vilken elektroner förloras från eller överförs till neutrala molekyler eller atomer, vilket skapar positivt eller negativt laddade partiklar.
• Partiell urladdning (korona) avser en elektrisk urladdning som endast delvis överbryggar isoleringen mellan ledarna. Denna elektriska urladdning, styrd av den transienta gasjoniseringsprocessen, kan ta formen av en gnista som kännetecknas av en smal urladdningskanal eller en diffus glöd med en utsträckt eller avsevärt breddad urladdningskanal. Partiella urladdningar sker i gasfyllda utrymmen inneslutna i isoleringssystem och initieras när spänningen över utrymmena ändras med ett värde som är lika med deras genombrottsspänning.
• Koronaer är partiella urladdningar som uppstår i gaser intill en ledare. Denna term har också använts för att hänvisa till partiella utsläpp i allmänhet.
• Kontinuerliga partiella urladdningar (kontinuerlig korona) är urladdningar som återkommer med ganska regelbundna intervall. Till exempel ungefär varje cykel av en växelspänning, eller minst en gång per minut för pålagd likspänning.
• Den partiella urladdnings- (korona-) startspänningen är den lägsta spänning vid vilken ihållande partiella urladdningar över en specificerad magnitud (vilken kan definiera den tillåtna bakgrundsbrusgränsen) uppstår när den pålagda spänningen gradvis ökas. Många test- och provparametrar kan påverka detta värde och i vissa fall kan repeterbarhet vara svår att uppnå.
• Den partiella urladdnings- (korona-) släckspänningen är den högsta spänning vid vilken partiella urladdningar över en specificerad magnitud inte längre uppstår när den pålagda spänningen gradvis minskas över den initiala spänningen. Många test- och provparametrar kan påverka detta värde och i vissa fall kan repeterbarhet vara svår att uppnå.
• Partiell urladdningsimpulsspänning är den terminala impulsspänningen som härrör från partiell urladdning, representerad som en spänningskälla som plötsligt appliceras i serie med kapacitansen hos det testade isoleringssystemet och detekteras vid systemets terminaler under öppna kretsförhållanden. Formen, stigtiden och magnituden av spänningen för den partiella urladdningspulsen beror på kavitetens geometri, dess storlek, dess gränsers natur, gastypen och trycket i den, samt parametrarna för transmissionsmediet mellan urladdningsfältet och detektorn för partiella urladdningspulser. De partiella urladdningspulserna hos gnisturladdningen har betydligt kortare stigtider jämfört med de hos glödtypen.
• Mängden partiell urladdning (terminal koronaladdning) är storleken på den individuella urladdningen i ett isoleringssystem och uttrycks i termer av laddningsöverföringen mätt vid systemterminalerna. Den uppmätta laddningen är i allmänhet inte lika med den laddning som överförs vid urladdningsplatsen och har ett samband med urladdningsenergin. För ett litet prov som kan behandlas som en enkel klumpkondensator är den lika med produkten av isoleringssystemets kapacitans och den partiella urladdningspulsspänningen.
• Den partiella urladdningsnivån (korona) är storleken på den största strömurladdningen som inträffar vid observation av kontinuerliga urladdningar.
• Den genomsnittliga urladdningsströmmen (koronaströmmen) är det värde som erhålls genom att dividera summan av de absoluta magnituderna av de enskilda urladdningarna inom ett givet tidsintervall med det tidsintervallet.
• Kvadratförhållandet är summan av kvadraterna av de individuella urladdningsmagnituderna i ett givet tidsintervall dividerat med det tidsintervallet.
• Partiell urladdningsenergi (koronaenergi) är den energi som dras från testspänningskällan till följd av individuell urladdning.
• Effektförlust vid partiell urladdning (korona) erhålls genom att dividera summan av energierna som dras från testspänningskällan med de individuella urladdningarna som sker under en viss tidsperiod med den tidsperioden.
• Den skenbara effektförlusten vid partiell urladdning är tidsperiodens summa av alla koronapulsamplituder multiplicerat med termistorns testspänning.
• Den partiella urladdningspulsfrekvensen (koronapulsen) är det genomsnittliga antalet urladdningspulser som inträffar per sekund eller annat specificerat tidsintervall. Antalet pulser kan begränsas till pulser över en förutbestämd tröskelstorlek eller till pulser mellan angivna nedre och övre storleksgränser.
• En partiell urladdningspuls är en spännings- eller strömpuls som uppstår på en specifik plats i kretsen som ett resultat av en partiell urladdning.

Under testningen strömförsörjs isoleringssystemet i ett prov i en testkrets från en högspänningskälla. En partiell urladdning (korona) i provet orsakar en plötslig laddningsöverföring och spänningspuls vid provets terminaler. En mätanordning ansluten till terminalerna är kalibrerad och reagerar på spänningspulsen i termer av den laddning som överförs vid terminalerna.

Förekomsten av partiella urladdningar (korona) vid driftspänning i ett isoleringssystem kan orsaka en betydande minskning av isoleringsmaterialets livslängd. Vissa material är mer känsliga för den här typen av urladdningsskador än andra.

Förekomsten av partiella urladdningar (korona) i en till synes solid isolering är en möjlig indikation på förekomsten av interna hålrum. Partiella urladdningstester är användbara vid design och inspektion av gjuten, laminerad och kompositisolering, såväl som prover i form av kablar, kondensatorer, transformatorer, bussningar, statorstänger och roterande maskiner.

Vår organisation, som i åratal har försökt stödja företag från alla sektorer med ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier, har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen i världen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahålls även testtjänster till företag i enlighet med standarden ”ASTM D1868-20 Standardtestmetod för detektion och mätning av partiella urladdningspåverkan (corona) vid utvärdering av isoleringssystem”.