פריקה חלקית בשנאים טבולים בשמן: אופי וסיבות נפוצות לרמות PD מוגזמות

01 מבוא

פריקה חלקית (PD) בטבילה בשמן שנאי כוח נותר אתגר מוכר עולמי בתעשיית השנאים. יצרנים רבים ספגו הפסדים משמעותיים עקב כשלים הקשורים ל-PD.

חריגות מ-PD עשויות להתרחש במהלך בדיקות במפעל, בדיקות של צד שלישי או באתרי לקוחות. איתור מקורות PD הוא לעתים קרובות כמו "מציאת מחט בערימת שחת", מה שמוביל לעבודה חוזרת הנמשכת ימים או אפילו חודשים, וגורם לאובדן איכות משמעותי עבור יצרנים או משתמשי קצה.

לכן, אבחון מדעי וזיהוי מהיר של הגורמים למחלת פרקינסון מוגזמת הם קריטיים.

02 הגדרה ואופי

למרות שאין הגדרה רשמית, המחבר מגדיר PD כ:
[פריקה המתרחשת במקומות מקומיים בתוך שנאי שעדיין לא גרמה לקריסת בידוד מיידית או להתלקחות.]

תרחישי PD מגוונים מאוד אך חולקים מהות משותפת:
[פגמים מבניים, חומריים או ייצוריים במערכת הבידוד גורמים לעיוות מקומי של שדה חשמלי העולה על החוזק הדיאלקטרי בנקודה זו, וכתוצאה מכך להתמוטטות יינון חוזרת ונשנית, בקנה מידה מיקרוסקופי ולא חודרת.]

בקיצור, טבעו של PD טמון בריכוז שדה חשמלי מקומי העולה על עוצמת שדה ההתחלה של PD.

03 גורמים עיקריים

בהתבסס על מנגנוני PD, כל גורם הגורם לשדות חשמליים מקומיים מוגזמים עלול לגרום לחריגות של PD.

3.1 מיקומי PD
PD עשוי לנבוע מ:

תותבים

 

מחליפי ברז OLTC/DETC

 

לידים

 

פיתולים

 

רכיבי הארקה

 

משטחי בידוד/פגמים פנימיים

 

שמן שנאי

האתרים הפגיעים ביותר:חללי אוויר בבידוד מוצק או בועות גז בשמן.
לְנַמֵק:תחת עומס מתח, עוצמת השדה החשמלי היא ביחס הפוך לקבוע הדיאלקטרי (ε).

בידוד נייר ε ≈ 4.4

 

חללי אוויר ε ≈ 2.0
חללי אוויר חווים עוצמת שדה גבוהה פי 2.2 בערך.
עם חוזק פירוק נמוך (זרם חילופין ≈2kV/mm), חללים/בועות הופכים לנקודות תורפה להתחלת PD.

3.2 סוגי PD
סוגי PD נפוצים ב שנאי שקוע בשמןש:

פריקת בועות גז

 

פריקה הנגרמת על ידי לחות(בידוד לח)

 

פריקת אלקטרודה חדה(קצוות אלקטרודות מתח גבוה/הארקה)

 

פריקה פוטנציאלית צפה

 

פריקת פער שמן בצורת טריז

 

פריקה מחלקיקים מתכתיים/מזהמים

 

פגמי דבק(דבק מוגזם/מאיכות ירודה בלוחות ההידוק/טבעות הקצה)

תובנה מרכזית:

חריגות מה-PD קשורות לעיתים רחוקות לתכנון (הסתברות של ≈0.5%).
95%+ נובעים מפגמים בחומר, בתהליך או בייצור.

רציונל:כאשר מתחי יתר (LI, LIC, SI, LTAC) מומרים למתח עמידה בתדר הספק שווה ערך של דקה אחת (המרת DIL), כולם חורגים ממתח בדיקת PD (IVPD). בידוד ראשי/אורכי מתוכנן לתרחיש מתח יתר גבוה ביותר.

לֹא.	סוג PD	מִקוּם	מַנגָנוֹן	מקרים נפוצים
1	פריקת אלקטרודה חדה	חלקי הידוק, מיכל, תותב עולה, מסופי לחיצה של עופרת	רדיוס עקמומיות קטן → צפיפות מטען גבוהה → ריכוז שדה קיצוני	ברגים לא מסוככים ליד אלקטרודות HV; קצוות חדים על מיגון מגנטי
2	פריקת בועות גז/ריקן	בועות בשמן / חללים בבידוד מוצק	קבוע דיאלקטרי נמוך (ε≈1) → מאמץ שדה גבוה + חוזק פריצה נמוך (2kV/mm)	ואקום לא שלם; מילוי שמן מהיר; דבק מוגזם/דל בטבעות הקצה/כדורי האיזון
3	פריקה הנגרמת על ידי לחות	פיתולים, בידוד ליבה, מוליכים	לחות מפחיתה את החוזק הדיאלקטרי ב-60-70%	ייבוש לא מספק של הליבה; חשיפה מוגזמת לאוויר הסביבה במהלך ההרכבה
4	פריקה פוטנציאלית צפה	לוח לחיצה, תומכי עופרת, שאנטים מגנטיים	צבירת מטען → דופק פריקה פתאומי	מיגון מגנטי לא מוארק; טבעות אלקטרוסטטיות המחוברות בצורה גרועה
5	פליטת מזהמים	מים/סיבים/חלקיקי מתכת בשמן	עיוות שדה + מים מגביר את מאמץ השדה ב-2.9×	סינון שמן לקוי; ליבה מזוהמת; חדירת לחות

04 תחזית

הבנת סוגי PD נפוצים, מנגנונים, מיקומים וניתוחי מקרה חיונית לאיתור בעיות ממוקדות.

בשילוב עם עקרונות חיבור שנאים, תכנון מבני, מאפייני צורת גל PD, לוקליזציה של קוטביות ובדיקות אבחון, ידע זה מאפשר זיהוי מהיר של גורמי שורש וממזער אובדן איכות.