IV. Kuivan muuntajan osittainen purkaustesti

1. Osittaisen purkauksen aaltomuotoanalyysi

Ilmaisuimpedanssin Zm yli vaikuttava jännite (eli ilmaisusignaali) on melko pieni ja se on vahvistettava, jotta instrumentti antaisi selkeän näytön. Vahvistimen vahvistaman pulssisignaalin huippuarvo voidaan mitata oskilloskoopilla. Lisäksi oskilloskooppi voi myös nähdä, mikä purkauksen vaihe esiintyy tehotaajuudella, määrittää pulssin aaltomuodon ja purkausajat sekä tarkkailla koko osittaispurkauksen ominaisuuksia. Purkauksen likimääräisen sijainnin ja luonteen määrittämiseksi oskilloskooppeja voidaan skannata vaakasuunnassa ja elliptisesti. Vaakaskannaus suoritetaan koko näytön poikkeutuksella, joka vastaa yhtä sykliä, ja se synkronoidaan testijännitteen kanssa pulssin vaiheen määrittämiseksi. Elliptinen skannaus vastaa myös yhtä testijännitteen sykliä pyyhkäisysykliä kohden. KUVA 4-1 Kaaviokuva aaltomuodosta näytöllä kahdella skannaustilalla.

KUVA 4-1

Osittaispurkauskokeessa eristyksen sisäisen osittainen purkauksen lisäksi voi syntyä myös johdon, sähkökontaktin ja loistelampun kytkentä, korkeajänniteelektrodin korona jne. voivat vaikuttaa osittaispurkauksen aaltomuotoon. Tätä varten on erotettava osittaispurkauksen aaltomuodot ja muut eristyksen sisäiset häiriöt. Kuva 4-2 esittää useita tyypillisiä aaltomuotoja.

KUVA 4-2

2. Osittaispurkauksen spektrin tunnistus

Kuvassa 4-3 on esitetty erityyppisiä osittaispurkausoskillogrammeja, jotka saadaan lähellä alkujännitettä. Kuvat (a), (b), (c) ja (d) esittävät osittaispurkauksen peruskuvioita ja (e), (f) ja (g) interferenssiaaltojen peruskuvioita.

KUVA 4-3

Kohdassa (a) eristävässä rakenteessa on vain yksi sähkökentän suuntaan kohtisuorassa oleva ilmarako, ja purkauspulssi on päällekkäin positiivisen ja negatiivisen piikin välisessä kohdassa. Pulssin amplitudi ja taajuus symmetrian molemmilla puolilla ovat periaatteessa yhtä suuret. Mutta joskus 3:1-epäsymmetrian ylä- ja ala-amplitudi ovat edelleen normaalit. Purkauksen ja testijännitteen välinen suhde on sellainen, että alkupurkauksen jälkeen purkaus kasvaa tiettyyn tasoon ja purkaus pysyy muuttumattomana testijännitteen kasvaessa. Sammutusjännite on suunnilleen yhtä suuri tai hieman pienempi kuin käynnistysjännite.

Kohdassa (b) eristerakenteessa on erikokoisia ilmarakoja, jotka ovat enimmäkseen valettavia eristerakenteita. Kun purkauspulssi asetetaan päällekkäin positiivisen ja negatiivisen huipun edeltävän aseman kanssa, pulssin symmetristen kahden puolen amplitudi ja taajuus ovat periaatteessa yhtä suuret, mutta joskus ylemmän ja alemman amplitudin 3:1 epäsymmetria on edelleen normaali. Purkauksen alussa purkauspulssi voidaan erotella, ja sitten jännite nousee, osa purkauspulsseista liikkuu testijännitteen nollakohdan suuntaan, samalla kun pulssi on suurempi ja pulssin resoluutio pienenee vähitellen, kunnes sitä ei voida enää erotella. Alkupurkauksen jälkeen purkaus kasvaa tasaisesti jännitteen kasvaessa, ja sammutusjännite on periaatteessa yhtä suuri tai pienempi kuin alkujännite.

Kohdassa (c) eristerakenteessa on vain yksi ilmarako. Elektrodin pinnalla olevan ilmaraon purkausvaste on erilainen kuin dielektrisessä kerroksessa. Purkauspulssi on päällekkäin jännitteen positiivisten ja negatiivisten huippujen kanssa, eikä molempien puolien amplitudi ole symmetrinen. Suuren amplitudin taajuus on matala ja pienen amplitudin taajuus korkea. Suhde on yleensä yli 3:1 ja joskus 10:1. Kokonaispurkausvaste on havaittavissa. Kun purkaus alkaa, purkausmäärä pysyy käytännössä muuttumattomana eikä sillä ole mitään tekemistä jännitteen nousun kanssa. Sammutusjännite on yhtä suuri tai hieman pienempi kuin käynnistysjännite.
 
Kohdassa (d) (1) elektrodin pinnalla on joukko erikokoisia ilmarakoja, mutta ne ovat suljettuja; (2) Elektrodin ja eristävän väliaineen välinen sähköinen rako ei ole suljettu. Kahden puolen välinen amplitudisuhde on yleensä 3:1 ja joskus 10:1, ennen kuin purkauspulssi asetetaan jännitteen negatiivisen huipun päälle. Jännitteen noustessa osa pulssista liikkuu kohti nolla-asentoa. Purkauksen alkamisen jälkeen pulssin resoluutio on kohtuullinen. Paineen kasvaessa resoluutio laskee, kunnes se on erottamaton. Alkupurkauksen jälkeen purkausjännite kasvaa vähitellen jännitteen noustessa, ja sammutusjännite on yhtä suuri tai hieman pienempi kuin alkujännite. Jos jännite kestää 10 minuuttia, purkausvaste muuttuu jonkin verran.

(e) Interferenssilähde on nestemäinen väliaine neulan kärjen ja tasaisen levyn tai maan välissä. Koronapurkaus tapahtuu pienemmällä jännitteellä, ja purkauspulssi asetetaan huippujännitekohtaan, kuten negatiiviseen huippuun. Purkausteho on korkeassa potentiaalissa; jos se sijaitsee positiivisessa huipussa, virtalähde on matalassa potentiaalissa. Tämä auttaa määrittämään jännitteen nollakohdan, ja pulssipari ilmestyy symmetrisesti positiivisiin tai negatiivisiin jännitehuippuihin, ja jokaisella purkauspulssiryppäällä on yhtä suuret välit. Kahden ryppään amplitudi ja aikaväli ovat kuitenkin erilaiset, ja pienemmällä ryppäällä on sama amplitudi ja se on tiheämpi. Suuremmalla pulssilla on pienempi alkujännite ja purkaus kasvaa jännitteen kasvaessa. Pienempien pulssien ryppään alkujännite on suurempi, ja purkausmäärä on riippumaton jännitteestä ja pysyy muuttumattomana. Jännitteen noustessa pulssin taajuustiheys kasvaa, mutta on silti erotettavissa. Jännitteen noustessa siitä tulee erottamaton.

(f) Neulan kärki tasaista tai maanpäällistä kaasumaista väliainetta vasten. Koronapurkaus tapahtuu alhaisemmalla jännitteellä ja purkauspulssi asetetaan huippujännitekohtaan. Esimerkiksi negatiivisessa piikissä virtalähde on korkeassa potentiaalissa; jos se sijaitsee positiivisessa piikissä, virtalähde on matalassa potentiaalissa. Tämä auttaa määrittämään jännitteen nollakohdan. Alkupurkauksen jälkeen jännite kasvaa ja purkausmäärä pysyy muuttumattomana, mutta pulssitiheys leviää molemmille puolille ja purkaustaajuus kasvaa, mutta se on silti erotettavissa. Jännitteen kasvaessa purkauspulssin taajuus kasvaa vähitellen erottamattomaksi.

(g) Suspensiopotentiaalipurkaus. Sähkökentässä kahden riippuvan metalliesineen tai metalliesineen ja maan välinen sähköpurkaus.

Aaltomuotoja on kahdenlaisia:

1. Positiivisella ja negatiivisella puolella on sama pulssiamplitudi, sama aikaväli ja taajuus;

2 Molempien puolien pulssit näkyvät pareittain samalla parien välisellä etäisyydellä ja liikkuvat joskus edestakaisin perusviivan poikki.

Alkuperäistä purkausta on kolmea tyyppiä:

(1) Purkausmäärä pysyy muuttumattomana jännitteestä riippumatta, ja sammutusjännite on täysin yhtä suuri kuin käynnistysjännite.

(2) Jännite jatkaa nousuaan, ja tietyssä jännitteessä purkaus yhtäkkiä katoaa. Kun jännite jatkaa nousuaan ja sitten laskuaan, purkaus jatkuu edellisellä katoamisjännitteellä.

(1) Jännitteen kasvaessa purkausteho vähitellen pienenee ja purkauspulssi kasvaa.