Частичный разряд, или ЧР, является одним из важнейших индикаторов дефектов изоляции высоковольтного оборудования. Среди различных методов анализа ЧР широко используется шаблон частичного разряда с фазовым разрешением, широко известный как PRPD, поскольку он обеспечивает четкое статистическое представление о том, как импульсы разряда распределяются в пределах цикла напряжения промышленной частоты. анализируя положение фазы, распределение амплитуды, плотность импульса и симметрию схемы PRPD, инженеры могут выявить возможные дефекты изоляции, такие как коронный разряд, поверхностный разряд и разряд с плавающим потенциалом.
В этой статье представлены типичные характеристики PRPD этих трех распространенных типов разряда. Коронный разряд PRPD Pattern
Коронный разряд обычно возникает в газовой изоляции вокруг электродов с небольшим радиусом кривизны, например, с острыми кончиками, заусенцами, краями или выступами. Поскольку на коронный разряд сильно влияет полярность, характеры PRPD положительной короны и отрицательной короны обычно сильно различаются. напряжение.
Амплитудное распределение положительной короны обычно относительно стабильное и концентрированное. На паттерне PRPD он может выглядеть как плотная горизонтальная полоса или компактное скопление точек. По мере увеличения приложенного напряжения фазовый интервал может немного расширяться, а частота следования импульсов увеличивается. Однако амплитуда может незначительно увеличиваться по сравнению с другими типами дефектов изоляции.
Концентрированное распределение фазы вблизи пика напряжения
Увеличение частоты повторения импульсов при изменении напряжения rises
In a PRPD pattern, positive corona pulses are often concentrated near the peak region of the positive half-cycle. Under typical AC test conditions, this may appear around 70° to 110°, although the exact phase range can vary depending on the electrode geometry, voltage level, sensor type, and test setup.
Компактный или ленточный внешний вид PRPD
Отрицательный коронный разряд
Поверхностный разряд возникает вдоль границы между твердой изоляцией и газовой или жидкой изоляцией. Это часто связано с поверхностным загрязнением, влажностью, старением, плохой конструкцией изоляции или неравномерным распределением электрического поля. количество импульсов может быть относительно меньшим. В отрицательном полупериоде амплитуда разряда может быть меньше и более концентрированной, но плотность импульса может быть выше.
On a PRPD pattern, negative corona pulses are commonly concentrated near the peak region of the negative half-cycle, often around 250° to 290° under typical conditions.
В результате картина PRPD поверхностного разряда часто имеет клиновидный, наклонный вид или вид «заячьего уха».
Типичные особенности поверхностного разряда включают:
Следует учитывать поверхностный расход серьезно, потому что это может привести к растрескиванию изоляции, эрозии, карбонизации и, в конечном итоге, к разрушению изоляции.
Unlike corona discharge, surface discharge usually appears in both positive and negative half-cycles. It is commonly observed on the rising edges and peak regions of the applied voltage waveform. Typical phase regions may include 10° to 90° in the positive half-cycle and 190° to 270° in the negative half-cycle.
3. Разряд плавающего потенциала PRPD Pattern
Разряд плавающего потенциала вызван незаземленными или плохо подключенными металлическими частями внутри высоковольтного оборудования. Примерами могут служить незакрепленные винты, плавающие защитные крышки, металлические частицы или отсоединенные проводящие компоненты.
Под воздействием переменного электрического поля эти плавающие металлические детали могут накапливать индуцированный заряд и периодически разряжаться через небольшие зазоры в близлежащие заземленные или находящиеся под напряжением конструкции.
Ключевая особенность плавающего режима Потенциальный разряд – это его симметрия. Амплитуда обычно относительно стабильна, а паттерн PRPD часто проявляется в виде двух симметричных плотных кластеров.
Поскольку часто возникает разряд с плавающим потенциалом связанные с механическими дефектами или плохим электрическим соединением, это может быть важным предупреждающим знаком в КРУЭ, распределительных устройствах, трансформаторах и другом высоковольтном оборудовании. единственная основа для определения дефектов изоляции.
Тип и установка датчика позиция
Полоса измерения
In a PRPD pattern, floating potential discharge is usually concentrated shortly after the zero-crossing points of the voltage waveform. Typical discharge phase regions may appear around 30° to 80° and 210° to 260°.
Порог срабатывания
Шум Помехи
Уровень напряжения
Вывод
| Discharge Type | Typical Source | Phase Characteristics | Amplitude and Density | PRPD Appearance |
|---|---|---|---|---|
| Positive Corona | Sharp points, burrs, small-radius electrodes | Mainly near the positive voltage peak | Stable amplitude, concentrated distribution | Compact cluster or horizontal band |
| Negative Corona | Sharp electrodes in gas insulation | Mainly near the negative voltage peak | High repetition rate, lower pulse amplitude | Dense low-amplitude cluster |
| Surface Discharge | Solid-gas or solid-liquid insulation interface | Appears in both half-cycles, often asymmetric | One half-cycle may have higher amplitude; the other may have higher density | Wedge-shaped or rabbit-ear-like pattern |
| Floating Potential Discharge | Ungrounded or poorly connected metal parts | Appears in both half-cycles, often after zero-crossing | Stable amplitude and similar pulse density in both half-cycles | Two symmetrical dense clusters |
Коронный разряд обычно показывает сильную зависимость от полярности. Положительная корона обычно концентрируется вблизи пика положительного напряжения, тогда как отрицательная корона часто концентрируется вблизи пика отрицательного напряжения с высокой повторяемостью импульсов.
Поверхностный разряд обычно появляется в обоих полупериодах и часто демонстрирует значительную асимметрию, что может указывать на загрязнение, влажность или ухудшение изоляции поверхности. компоненты.
For example, the same defect may show different amplitude characteristics when measured by IEC 60270 electrical methods, HFCT sensors, UHF sensors, TEV sensors, or ultrasonic sensors. In addition, external noise may produce phase-related or random patterns that resemble partial discharge.
Therefore, reliable PD diagnosis should combine PRPD analysis with other information, such as time-domain pulse waveform, frequency spectrum, PRPS trend, multi-sensor comparison, acoustic or UHF localization, and equipment operating conditions.
PRPD pattern analysis provides valuable insight into the behavior of partial discharge within a power frequency voltage cycle. Different insulation defects tend to produce different phase, amplitude, and pulse density characteristics.
Corona discharge usually shows strong polarity dependence. Positive corona is commonly concentrated near the positive voltage peak, while negative corona is often concentrated near the negative voltage peak with high pulse repetition.
Surface discharge typically appears in both half-cycles and often shows significant asymmetry, which may indicate contamination, moisture, or surface insulation degradation.
Floating potential discharge usually produces two relatively symmetrical discharge clusters in the positive and negative half-cycles, often related to ungrounded or poorly connected metal components.
By understanding these typical PRPD characteristics, engineers can better identify insulation defects, evaluate equipment condition, and take preventive maintenance actions before serious failures occur.
However, PRPD interpretation should always be combined with field experience, measurement conditions, and additional diagnostic data to achieve accurate and reliable results.
