तेल में डूबे ट्रांसफार्मरों में आंशिक निर्वहन: अत्यधिक पीडी स्तरों की प्रकृति और सामान्य कारण

01 परिचय

तेल में डूबे हुए आंशिक निर्वहन (पीडी) पावर ट्रांसफार्मर ट्रांसफार्मर उद्योग में यह एक वैश्विक स्तर पर मान्यता प्राप्त चुनौती बनी हुई है। पीडी-संबंधी विफलताओं के कारण कई निर्माताओं को भारी नुकसान उठाना पड़ा है।

फैक्ट्री परीक्षण, तृतीय-पक्ष निरीक्षण या ग्राहक स्थलों पर पीडी सीमा से अधिक मान पाए जा सकते हैं। पीडी के स्रोतों का पता लगाना अक्सर "भूसे के ढेर में सुई ढूंढने" जैसा होता है, जिसके कारण दिनों या महीनों तक काम दोबारा करना पड़ सकता है, जिससे निर्माताओं या अंतिम उपयोगकर्ताओं को गुणवत्ता में भारी नुकसान होता है।

इसलिए, अत्यधिक पी.डी. का वैज्ञानिक रूप से निदान करना और इसके कारणों की शीघ्र पहचान करना महत्वपूर्ण है।

02 परिभाषा और प्रकृति

हालांकि इसकी कोई आधिकारिक परिभाषा मौजूद नहीं है, लेखक ने पीडी को इस प्रकार परिभाषित किया है:
[ट्रांसफार्मर के भीतर स्थानीय स्थानों पर होने वाला निर्वहन, जिसके कारण अभी तक तत्काल इन्सुलेशन ब्रेकडाउन या फ्लैशओवर नहीं हुआ है।]

पीडी परिदृश्यों में व्यापक विविधता होती है, लेकिन उनमें एक सामान्य सार होता है:
इन्सुलेशन प्रणाली में संरचनात्मक, भौतिक या विनिर्माण दोषों के कारण स्थानीयकृत विद्युत क्षेत्र विरूपण होता है जो उस बिंदु पर परावैद्युत सामर्थ्य से अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप बार-बार, सूक्ष्म-स्तरीय, गैर-भेदी आयनीकरण विघटन होता है।

संक्षेप में, पीडी की प्रकृति स्थानीयकृत विद्युत क्षेत्र सांद्रता में निहित है जो पीडी आरंभिक क्षेत्र की शक्ति से अधिक होती है।

03 प्राथमिक कारण

पीडी तंत्र के आधार पर, कोई भी कारक जो अत्यधिक स्थानीयकृत विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, पीडी सीमा से अधिक होने की स्थिति को ट्रिगर कर सकता है।

3.1 पीडी स्थान
पीडी निम्नलिखित कारणों से उत्पन्न हो सकता है:

बुशिंग्स

 

OLTC/DETC टैप परिवर्तक

 

सुराग

 

घुमावदार

 

ग्राउंडिंग घटक

 

इन्सुलेशन सतहें/आंतरिक दोष

 

ट्रांसफार्मर तेल

सबसे अधिक असुरक्षित साइटें:ठोस इन्सुलेशन में वायु रिक्त स्थान या तेल में गैस के बुलबुले।
कारण:वोल्टेज तनाव के तहत, विद्युत क्षेत्र की तीव्रता परावैद्युत स्थिरांक (ε) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

कागज इन्सुलेशन ε ≈ 4.4

 

वायु रिक्तियाँ ε ≈ 2.0
→ वायु रिक्तियों में लगभग 2.2 गुना अधिक क्षेत्र शक्ति का अनुभव होता है।
कम विघटन क्षमता के साथ (AC ≈2kV/mm), रिक्त स्थान/बुलबुले पीडी की शुरुआत के लिए कमजोर बिंदु बन जाते हैं।

3.2 पीडी प्रकार
सामान्य पीडी प्रकारों में तेल में डूबा ट्रांसफार्मरएस:

गैस के बुलबुले का निर्वहन

 

नमी के कारण होने वाला निर्वहन(नम इन्सुलेशन)

 

तीव्र इलेक्ट्रोड निर्वहन(उच्च-वोल्टेज/ग्राउंड इलेक्ट्रोड टिप्स)

 

फ्लोटिंग पोटेंशियल डिस्चार्ज

 

वेज के आकार का तेल अंतराल डिस्चार्ज

 

धात्विक/संदूषक कणों से होने वाला निर्वहन

 

चिपकने वाले दोष(क्लैंपिंग प्लेट/एंड रिंग में अत्यधिक/घटिया गुणवत्ता वाला गोंद)

मुख्य अंतर्दृष्टि:

पीडी सीमा से अधिक होने की संभावना बहुत कम होती है (लगभग 0.5%)।
95% से अधिक मामले सामग्री, प्रक्रिया या विनिर्माण दोषों के कारण होते हैं।

तर्क:जब ओवरवोल्टेज (LI, LIC, SI, LTAC) को समतुल्य 1-मिनट पावर-फ़्रीक्वेंसी विदस्टैंड वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है (डीआईएल रूपांतरण), सभी पीडी परीक्षण वोल्टेज (IVPD) से अधिक हैं। मुख्य/अनुदैर्ध्य इन्सुलेशन को उच्चतम ओवरवोल्टेज परिदृश्य के लिए डिज़ाइन किया गया है।

नहीं।	पीडी प्रकार	जगह	तंत्र	सामान्य मामले
1	तीव्र इलेक्ट्रोड डिस्चार्ज	क्लैम्पिंग पार्ट्स, टैंक, राइजिंग बुशिंग, लीड क्रिम्पिंग टर्मिनल	छोटी वक्रता त्रिज्या → उच्च आवेश घनत्व → अत्यधिक क्षेत्र सांद्रता	एचवी इलेक्ट्रोड के पास असुरक्षित बोल्ट; चुंबकीय परिरक्षण पर नुकीले किनारे
2	गैस बुलबुला/रिक्त स्थान से गैस का निकलना	तेल में बुलबुले / ठोस इन्सुलेशन में रिक्त स्थान	निम्न परावैद्युत स्थिरांक (ε≈1) → उच्च क्षेत्र तनाव + निम्न विघटन क्षमता (2kV/mm)	अपूर्ण निर्वात; तेल का तेजी से भरना; अंतिम छल्लों/संतुलनकारी गोलों में अत्यधिक/कम चिपकने वाला पदार्थ
3	नमी के कारण होने वाला स्राव	वाइंडिंग, कोर इन्सुलेशन, लीड	नमी के कारण परावैद्युत सामर्थ्य 60-70% तक कम हो जाती है।	कोर का अपर्याप्त सुखाना; असेंबली के दौरान बाहरी हवा के अत्यधिक संपर्क में आना
4	फ्लोटिंग पोटेंशियल डिस्चार्ज	प्रेसबोर्ड, लीड सपोर्ट, चुंबकीय शंट	आवेश संचय → अचानक निर्वहन स्पंदन	ग्राउंडेड चुंबकीय परिरक्षण नहीं; खराब ढंग से जुड़े इलेक्ट्रोस्टैटिक रिंग
5	संदूषक निर्वहन	तेल में पानी/फाइबर/धातु के कण	क्षेत्र विरूपण + जल क्षेत्र तनाव को 2.9 गुना बढ़ा देता है।	अपर्याप्त तेल निस्पंदन; दूषित कोर; नमी का प्रवेश

04 आउटलुक

सामान्य पीडी प्रकारों, तंत्रों, स्थानों और केस स्टडी को समझना लक्षित समस्या निवारण के लिए आवश्यक है।

ट्रांसफार्मर कनेक्शन सिद्धांतों, संरचनात्मक डिजाइन, पीडी तरंगरूप विशेषताओं, ध्रुवीयता स्थानीयकरण और नैदानिक ​​परीक्षणों के साथ संयुक्त यह ज्ञान तेजी से मूल कारण की पहचान करने और गुणवत्ता हानि को कम करने में सक्षम बनाता है।