פריקה חלקית (PD) בשנאים מתייחסת לתופעה שבה התמוטטות דיאלקטרי מקומית מתרחשת בחלק קטן ממערכת הבידוד במתח גבוה. פריקות אלו אינן מגשרות על האלקטרודות אלא מתרחשות רק באזורים של חולשות בידוד. PD הוא בדרך כלל חלש מאוד ואינו ניתן לזיהוי על ידי חושים אנושיים, הדורש ציוד מדידה מיוחד.
גורמים לפריקה חלקית בשנאים
הגורמים לפריקה חלקית בשנאים הם רב-צדדיים, וכוללים מספר היבטים:
1. חומר בידוד ומבנה:
פגמים כגון בועות, זיהומים וסדקים: פגמים אלו פוגעים בביצועי הבידוד של החומר, מה שמוביל לפריקה חלקית.
קבוע דיאלקטרי נמוך יותר של בועות: בועות סובלות חוזק שדה חשמלי גבוה יותר בהשוואה לחומר הבידוד הסמוך, מה שהופך אותן לרגישות יותר להתמוטטות ולפריקה.
עיצוב מבנה בידוד בלתי סביר: חוזק מופרז של שכבה או שדה פנייה בשנאים מהסוג היבש עקב תכנון לקוי עלול לגרום לפריקה חלקית.
קצוות וחדים חדים: רכיבים מבודדים ומתכתיים עם קצוות חדים או כתמים עלולים לגרום לריכוז שדה חשמלי מקומי, לעורר פריקה חלקית.
2. גורמים תפעוליים:
תפעול ואריאציות עומס לטווח ארוך: גורמים אלו מובילים להזדקנות ובלאי של חומרי הבידוד הפנימיים של השנאי, מפחיתים את תכונות הבידוד שלהם וגורמים לפריקה חלקית.
מתח יתר: מתח יתר במערכת החשמל, הנגרם על ידי גורמים חיצוניים (כמו ברק) או גורמים פנימיים (כמו פעולות מיתוג), עלול לעלות על מתח התמוטטות של חומרים, ולהוביל לפריקה חלקית.
3. גורמי התקנה ותהליכים:
תהליכי ייצור לא מספקים: בקרת ואקום לקויה במהלך הייבוש, זמן ייבוש לא מספק ודרישות טמפרטורה עלולים להשאיר שאריות גז בסלילים.
נזק להתקנה: בידוד עלול להינזק במהלך ההתקנה, או שתקופות סרק ארוכות עלולות להגביר את תכולת הלחות בחומרי הבידוד, ולהשפיע על רמות הפריקה.
תהליכי סלילה והרכבה לא תקינים: בעיות כגון פקקים בכבלי מתח גבוה ונמוך או מרחקים לא נאותים במהלך ההרכבה עלולות להשפיע על רמות פריקה חלקית.
סכנות של פריקה חלקית
למרות שהפריקה החלקית בשנאים היא מקומית וחלשה, היא מהווה סכנות משמעותיות לטווח ארוך, בעיקר בגלל הנזק לחומרי בידוד:
1. נזק ישיר לבידוד: פריקה חלקית מתמשכת שוחקת בהדרגה את הבידוד, מה שעלול להוביל להתמוטטות מוחלטת לאורך זמן. השפעות אלקטרוכימיות מייצרות גזים תגובתיים כמו אוזון ותחמוצת חנקן, מה שגורם לאיתוד נוסף של הבידוד.
2. הסקה מקומית: פריקה חלקית יוצרת חום, שעלול להגביר את הטמפרטורה המקומית של הדיאלקטרי, אפילו לגרום לפחממות.
שיטות זיהוי לפריקה חלקית
שיטות זיהוי לפריקה חלקית כוללות בדרך כלל טכניקות חשמליות, קוליות וכימיות:
1. שיטות חשמל: שימוש באוסילוסקופים, גלאי פריקה חלקית או מדי הפרעות רדיו כדי לצפות בצורות גל פריקה או רמות הפרעות רדיו.
2. שיטות אולטרסאונד: זיהוי גלים קוליים שנוצרים על ידי פריקה והמרת גלים אלו לאותות חשמליים לצורך ניתוח.
3. שיטות כימיות: ניתוח התוכן ודפוסי השונות של גזים שונים המומסים בשמן, הידוע בכינויו "ניתוח כרומטוגרפי".
אמצעי מניעה להפרשה חלקית
כדי למנוע את הסכנות של פריקה חלקית, ניתן לנקוט במספר אמצעי מניעה:
1. בחירת חומרי בידוד איכותיים.
2. בדיקה ותחזוקה שוטפת: החלפה בזמן של רכיבים מיושנים ושחוקים מאוד.
3. התקנת התקני הגנה מפני מתח יתר: כדי לזהות ולדכא מצבי מתח יתר.
4. התקנת מכשירי ניטור טמפרטורה: בדיקת שינויי טמפרטורה על פני השנאי באופן קבוע.
אמצעים אלה למעשה מונעים ומצמצמים את התרחשותם של פריקה חלקית, ומבטיחים פעולה בטוחה ויציבה של שנאים.
