IV. Teste de Descarga Parcial de Transformador a Seco

1. Análise da forma de onda da descarga parcial

A tensão na impedância de detecção Zm (ou seja, o sinal de detecção) é bastante pequena e precisa ser amplificada para fornecer uma indicação nítida no instrumento. O valor de pico do sinal de pulso amplificado pelo amplificador pode ser medido pelo osciloscópio. Além disso, o osciloscópio também permite visualizar a fase da descarga na frequência da rede elétrica, determinar a forma de onda do pulso e os tempos de descarga, e observar as características de toda a descarga parcial. Isso permite determinar a localização aproximada e a natureza da descarga. Os osciloscópios podem realizar varreduras horizontais e elípticas. A varredura horizontal é realizada com deflexão de tela completa equivalente a um ciclo e sincronizada com a tensão de teste para determinar a fase do pulso. A varredura elíptica também é equivalente a um ciclo da tensão de teste por ciclo de varredura. FIG. 4-1 Diagrama esquemático da forma de onda na tela nos dois modos de varredura.

FIG.4-1

Em testes de descarga parcial, além da descarga parcial interna no isolamento, a conexão de cabos, contatos elétricos e lâmpadas fluorescentes, o efeito corona de eletrodos de alta tensão, etc., também podem afetar a forma de onda da descarga parcial. Para tanto, é necessário distinguir as formas de onda da descarga parcial de outras interferências internas no isolamento. A Figura 4-2 mostra alguns exemplos típicos de formas de onda.

FIGURA 4-2

2. Identificação do espectro de descarga parcial

A Figura 4-3 mostra diferentes tipos de oscilogramas de descarga parcial, obtidos próximos à tensão inicial. As figuras (a), (b), (c) e (d) representam os padrões básicos de descarga parcial, e (e), (f) e (g) representam os padrões básicos de ondas de interferência.

FIGURA 4-3

Em (a), existe apenas um espaço de ar perpendicular à direção do campo elétrico na estrutura isolante, e o pulso de descarga se sobrepõe na posição entre os picos positivo e negativo. A amplitude e a frequência do pulso em ambos os lados da simetria são basicamente iguais. Mas, às vezes, a amplitude superior e inferior da assimetria 3:1 ainda é normal. A relação entre a descarga e a tensão de teste é a seguinte: após a descarga inicial, a descarga aumenta até um certo nível e permanece inalterada com o aumento da tensão de teste. A tensão de extinção é aproximadamente igual ou ligeiramente inferior à tensão inicial.

Em (b), a estrutura de isolamento contém espaços de ar de vários tamanhos, sendo em sua maioria estruturas de isolamento moldáveis. Quando o pulso de descarga é sobreposto na posição anterior aos picos positivo e negativo, a amplitude e a frequência dos dois lados simétricos do pulso são basicamente iguais, mas às vezes a assimetria de amplitude superior e inferior de 3:1 ainda é normal. No início da descarga, o pulso de descarga pode ser resolvido e, em seguida, a tensão aumenta, alguns pulsos de descarga se movem na direção da posição zero da tensão de teste, ao mesmo tempo que há um pulso maior, a resolução do pulso diminui gradualmente, até não poder mais ser resolvido. Após a descarga inicial, a descarga aumenta de forma constante com o aumento da tensão e a tensão de extinção é basicamente igual ou menor que a tensão inicial.

Em (c), existe apenas um espaço de ar na estrutura isolante. A resposta de descarga do espaço de ar na superfície do eletrodo é diferente daquela no dielétrico. O pulso de descarga se sobrepõe aos picos positivos e negativos da tensão, e a amplitude de ambos os lados não é simétrica, a frequência da amplitude maior é baixa e a frequência da amplitude menor é alta. A proporção geralmente é maior que 3:1 e, às vezes, 10:1. A resposta total da descarga pode ser distinguida. Uma vez iniciada a descarga, a quantidade de descarga permanece basicamente inalterada e não tem relação com o aumento da tensão. A tensão de extinção é igual ou ligeiramente inferior à tensão inicial.
 
Em (d), (1) um conjunto de espaços de ar de diferentes tamanhos está localizado na superfície do eletrodo, mas são do tipo fechado; (2) o espaço elétrico entre o eletrodo e o meio isolante não é fechado. A relação de amplitude entre os dois lados é geralmente de 3:1 e às vezes de 10:1 antes do pulso de descarga se sobrepor ao pico negativo da tensão. À medida que a tensão aumenta, parte do pulso se move em direção à posição zero. Após o início da descarga, a resolução do pulso é razoável. Ao continuar aumentando a pressão, a resolução diminui até se tornar indistinguível. Após a descarga inicial, a potência de descarga aumenta gradualmente com o aumento da tensão, e a tensão de extinção é igual ou ligeiramente inferior à tensão inicial. Se a tensão persistir por 10 minutos, a resposta da descarga sofrerá alguma alteração.

(e) A fonte de interferência é o meio líquido entre a ponta da agulha e a placa plana ou o terra. A descarga corona ocorre em tensões mais baixas, e o pulso de descarga se sobrepõe à posição do pico de tensão. Por exemplo, no pico negativo, a potência de descarga está em alto potencial; se estiver localizada no pico positivo, a fonte de alimentação está em baixo potencial. Isso ajuda a determinar a posição zero da tensão, e um par de pulsos aparece simetricamente nos picos de tensão positiva ou negativa, com intervalos iguais para cada conjunto de pulsos de descarga. No entanto, a amplitude e o intervalo de tempo dos dois conjuntos são diferentes, e o conjunto menor tem a mesma amplitude e é mais denso. Um pulso maior tem uma tensão inicial mais baixa e a descarga aumenta com o aumento da tensão. A tensão inicial de um conjunto de pulsos menores é mais alta, e a quantidade de descarga é independente da tensão e permanece inalterada. À medida que a tensão aumenta, a densidade de frequência do pulso aumenta, mas ainda é distinguível. À medida que a tensão aumenta, torna-se indistinguível.

(f) Ponta da agulha contra meio gasoso plano ou terrestre. A descarga corona ocorre em baixa tensão, e o pulso de descarga se sobrepõe à posição do pico de tensão. Por exemplo, no pico negativo, a fonte de alimentação está em alto potencial; se estiver localizado no pico positivo, a fonte de alimentação está em baixo potencial. Isso ajuda a determinar o zero da tensão. Após a descarga inicial, a tensão aumenta e a quantidade de descarga permanece inalterada, mas a densidade do pulso se difunde para ambos os lados e a frequência da descarga aumenta, embora ainda seja distinguível. À medida que a tensão aumenta, a frequência do pulso de descarga aumenta até se tornar gradualmente indistinguível.

(g) Descarga potencial de suspensão. Uma descarga elétrica entre dois objetos metálicos suspensos em um campo elétrico, ou entre um objeto metálico e a terra.

Existem dois tipos de forma de onda:

1. Os lados positivo e negativo têm a mesma amplitude de pulso, intervalo igual e frequência;

2 Os pulsos em ambos os lados aparecem em pares, com o mesmo espaçamento entre os pares, e às vezes se movem para frente e para trás ao longo da linha de base.

Existem três tipos de descarga inicial:

(1) A quantidade de descarga permanece inalterada, independente da tensão, e a tensão de extinção é completamente igual à tensão de partida.

(2) A tensão continua a subir e, a uma determinada tensão, a descarga desaparece subitamente. Quando a tensão continua a subir e depois a cair, descarregará novamente na tensão de desaparecimento anterior.

(1)Com o aumento da tensão, a potência de descarga diminui gradualmente, o pulso de descarga aumenta.