Частичные разряды, ЧР (от англ. Partial Discharge) — электрические разряды, которые происходят в изоляции между двумя проводящими электродами, без полного разрушения этой изоляции. Обычно частичные разряды возникают в электрических системах, работающих при напряжении от 3000 В и выше (хотя ЧР могут происходить при более низких напряжениях).

Частичные разряды возникают в пустотах в твердой изоляции (бумажной или полиэтиленовой), в многослойных системах электродов/проводников, имеющих несколько слоев твердой изоляции, а также в пузырьках газа (в случае жидкой изоляции) или вокруг электродов в газе (коронный разряд).

Частичные разряды могут постоянно происходить при нормальных рабочих условиях эксплуатации высоковольтного оборудования в тех местах, где состояние изоляция ухудшилось из-за старения, из-за повышенных тепловых или электрических нагрузок, а также из-за неправильного подключения.

Частичные разряды часто можно наблюдать при вводе в эксплуатацию нового оборудования из-за неправильной установки и подключения электроустановок. После появления ЧР могут распространяться кабелям и превращаться в «электрические деревья», со временем приводящие к появлению электрического пробоя на «землю» или фазы на фазу. Это процесс может занимать от нескольких часов до нескольких лет.

Применение частичных разрядов в энергетике

Частичные разряды опасны тем, что приводят к постепенному разрушению изоляции и возникновению электрического пробоя. С другой стороны, измерение частичных разрядов позволяет сегодня энергетическим компаниям заблаговременно определять места будущих повреждений в энергооборудовании, своевременно проводить ремонт и избегать серьезных аварий в работе станционного и сетевого оборудования.

Измерение частичных разрядов широко применяется в отношении вращающихся высоковольтных машин (электродвигателей и генераторов), а также силовых трансформаторов, работающих под напряжением от 3,3 до 45 (700) кВ. Современные диагностические приборы, например, производства HVPD, SebaKMT и др. предоставляют пользователю возможность проводить измерения частичных разрядов в изоляции энергетических установок без прерывания их работы.

Форма импульсов частичных разрядов зависит от их источника. Если сигнал частичного разряда идет из пределов концевой заделки кабеля, то импульс ЧР будет высокочастотным (более 4 МГц) и по природе своей будет представлять колебательный сигнал.

Для частичных разрядов, располагающихся вдоль длины кабеля (обычно частичные разряды находятся в местах сращивания кабеля вдоль его длины, так как сами кабели редко являются источниками разряда), частота и форма импульсов ЧР будет значительно отличаться от того, что демонстрируется для концевой заделки кабеля. Так как эти импульсы попадают в линию электропередачи с известными характеристиками, это означает, что однополюсная природа частичного разряда сохраняется по мере перемещения импульса ЧР по кабелю. Такие типы импульсов имеют типовую частоту от сотен кГц (для дальних точек частичного разряда) до 4 МГц (для ближних точек частичного разряда).

Для измерения частичного разряда на высоковольтных машинах можно использовать различные датчики, включая встроенные высоковольтные емкостные соединители PDA, постоянно установленные высокочастотные трансформаторы тока с катушками Роговски (HFCT) и переносные датчики HFCT с ферритовым разъемным сердечником.

Измерение частичного разряда проводится в пико-Кулонах (пКл).

Ссылки

• Измерение и диагностика частичных разрядов: статьи и рекомендации для инженеров, www.hvpd.ru