Punca Nyahcas Separa Dalam Alat Suis Voltan Tinggi

Nyahcas separa adalah salah satu tanda amaran awal yang paling penting bagi kemerosotan penebat dalam suis voltan tinggi. Walaupun nyahcas separa tidak sepenuhnya merapatkan penebat antara konduktor, aktiviti nyahcas berulang secara beransur-ansur boleh merosakkan sistem penebat dan meningkatkan risiko kegagalan penebat, flashover dan penutupan peralatan yang tidak dijangka.

Memahami punca nyahcas separa membantu jurutera elektrik mengenal pasti kecacatan pada peringkat awal dan meningkatkan kebolehpercayaan suis sepanjang hayat perkhidmatannya.

Apakah Pelepasan Separa?

Nyahcas separa ialah nyahcas elektrik setempat yang berlaku hanya dalam sebahagian daripada sistem penebat. Ia mungkin terbentuk di dalam lompang berisi gas, di sepanjang permukaan penebat, di sekeliling tepi konduktor yang tajam, atau berhampiran kecacatan pada dielektrik pepejal atau komposit.

Fenomena ini biasanya dikaitkan dengan kepekatan tempatan tekanan elektrik. Apabila medan elektrik tempatan melebihi kekuatan tahan kawasan yang lemah, nyahcas pendek berlaku. Nyahcas mungkin singkat dan kecil, tetapi aktiviti berulang secara beransur-ansur boleh melemahkan penebat sekeliling.

IEC 60270 mentakrifkan kaedah berasaskan cas untuk mengukur nyahcas separa dalam radas elektrik, komponen dan sistem yang diuji dengan voltan AC atau DC. Piawaian ini juga menangani litar pengukuran, penentukuran, pengukuran digital, dan pengasingan isyarat nyahcas separa daripada gangguan luaran.IEC 60270:2025

Bagaimana Pelepasan Separa Merosakkan Penebat

1. Kerosakan Kimia Disebabkan oleh Zarah Bercas

Semasa nyahcas separa, elektron dan ion bergerak melalui kawasan penebat yang lemah. Zarah bercas bertenaga tinggi ini berlanggar dengan molekul penebat dan boleh memecahkan ikatan kimia.

Pengeboman berulang boleh menyebabkan:

1、Penguraian rantai polimer

2、Hakisan permukaan

3、Pembentukan laluan berkarbonat konduktif

4、Degradasi kimia resin epoksi dan bahan penebat lain

5、Pengurangan secara beransur-ansur dalam kekuatan dielektrik

Dalam penebat pepejal, proses ini boleh membesarkan rongga dalaman atau mencipta saluran pokok. Apabila kecacatan menjadi cukup besar, penebat mungkin tidak lagi menahan voltan operasi biasa atau voltan lampau sementara.

2. Kerosakan Terma dan Oksidatif

Pelepasan separa juga menghasilkan haba setempat. Walaupun tenaga purata pelepasan individu mungkin rendah, denyutan berulang yang tertumpu di kawasan yang sama boleh meningkatkan suhu penebat di sekelilingnya.

Tekanan haba yang terhasil boleh menyebabkan:

1, terlalu panas tempatan

2、Retak oksidatif

3、Pencairan atau pengkarbonan bahan polimer

4、Kehilangan kekuatan mekanikal

5、Peluasan retakan dan lompang dalaman

Kerosakan haba dan kerosakan kimia sering menguatkan satu sama lain. Apabila permukaan penebat menjadi lebih kasar atau lebih konduktif, medan elektrik tempatan menjadi kurang seragam, yang boleh mempercepatkan lagi aktiviti nyahcas.

Alat Suis Voltan Tinggi dan Sistem Penebatnya

Alat suis voltan tinggi ialah pemasangan kompleks yang menggabungkan konduktor, peranti pensuisan, bar bas, komponen penebat, kandang pembumian, dan sistem kawalan.

Bergantung pada reka bentuk, bahan biasa mungkin termasuk:

1, resin epoksi

2、Silikon atau plastik kejuruteraan lain

3、Udara atau gas penebat

4、Sulfur heksafluorida dalam peralatan terlindung gas yang berkenaan

5、Seramik atau penebat komposit

6、Tembaga, aluminium, dan bahan pengalir lain

Gabungan bahan dan geometri yang berbeza mewujudkan berbilang lokasi di mana nyahcas separa mungkin berlaku. Kualiti pembuatan, ketepatan pemasangan, voltan operasi, suhu, kelembapan, pencemaran dan penuaan penebat semuanya boleh mempengaruhi tingkah laku PD.

Untuk aplikasi suis, keperluan yang berkaitan bergantung pada reka bentuk peralatan dan kelas voltan. Siri IEC 62271 meliputi suis voltan tinggi dan alat kawalan, termasuk peralatan yang menggunakan penebat pepejal dan gas penebat.Siri IEC 62271

Punca Utama Nyahcas Separa dalam Alat Suis Voltan Tinggi

1. Kecacatan dalam Proses Pengilangan Penebat

Kecacatan pembuatan adalah antara punca pelepasan separa yang paling biasa dalam suis bertebat pepejal.

Lompang Dalaman dan Buih Udara

Semasa tuangan epoksi, pengacuan atau enkapsulasi, gelembung udara mungkin kekal di dalam penebat. Lompang ini mempunyai kekuatan dielektrik yang lebih rendah daripada penebat pepejal di sekelilingnya.

Apabila voltan digunakan, medan elektrik di dalam lompang menjadi lebih tinggi daripada medan purata dalam bahan pepejal. Ini berkaitan dengan perbezaan antara pemalar dielektrik gas di dalam lompang dan penebat sekeliling.

Akibatnya, gas dalam rongga mungkin pecah sebelum penebat utama. Setiap pelepasan boleh membesarkan lompang, merosakkan permukaannya, dan akhirnya mengurangkan kekuatan penebat keseluruhan.

Pencemaran Zarah Asing dan Bahan

Zarah logam, habuk, lembapan dan kekotoran lain yang diperkenalkan semasa pengeluaran boleh mewujudkan titik lemah tempatan. Pencemaran konduktif boleh memesongkan medan elektrik atau membentuk laluan pelepasan antara kawasan penebat yang berbeza.

Penyebab biasa termasuk:

1、Keadaan tuangan yang tidak dikawal dengan baik

2、Pembersihan yang tidak mencukupi sebelum pemasangan

3、Penyimpanan komponen penebat yang tidak betul

4、Pengawetan resin epoksi yang tidak mencukupi

5、Pencemaran semasa pengangkutan atau pemasangan

Kecacatan dalaman tunggal mungkin tidak menyebabkan kegagalan serta-merta, tetapi ia boleh menjadi lebih aktif apabila peralatan semakin tua atau beroperasi di bawah tekanan elektrik yang meningkat.

2. Taburan Medan Elektrik Tidak Sekata

Medan elektrik yang seragam adalah penting untuk prestasi penebat yang boleh dipercayai. Sebarang titik tajam, permukaan tidak sekata atau objek pengalir terapung boleh meningkatkan medan elektrik tempatan dan memulakan nyahcas separa.

Burr dan Tepi Tajam pada Konduktor

Burr busbar, bucu tajam, tepi konduktor yang belum selesai, dan elektrod berbentuk buruk boleh menghasilkan kepekatan medan elektrik yang kuat.

Kesan ini amat ketara di sekitar:

1, Sambungan busbar

2, terminal kabel

3、Mengalih kenalan

4、Sambungan bolt

5, komponen pelindung

6、Sisipan konduktif di dalam penebat acuan

Walaupun purata voltan operasi berada dalam penarafan peralatan, medan tempatan berhampiran tepi tajam mungkin melebihi tahap permulaan nyahcas.

Zarah Logam Longgar atau Terapung

Zarah logam di dalam kepungan suis boleh menjadi bercas elektrik atau bergerak di bawah pengaruh medan elektrik. Kedudukan dan potensi mereka mungkin berubah semasa operasi, mewujudkan keadaan medan yang tidak stabil.

Zarah sedemikian boleh menyebabkan:

1、Peningkatan bidang tempatan

2, pelepasan permukaan

3、Denyutan nyahcas sekejap-sekejap

4、Penjejakan pada penebat berdekatan

5、Corak PD yang tidak stabil

Ini adalah salah satu sebab mengapa kebersihan dan prosedur pemasangan yang ketat adalah penting semasa pembuatan dan penyelenggaraan suis.

Permukaan Penebat Tercemar atau Kasar

Habuk, lembapan, minyak dan pencemaran lain boleh mengurangkan jarak rayapan berkesan pada permukaan penebat. Permukaan yang kasar atau rosak juga menghasilkan kepekatan medan kecil di mana pelepasan permukaan boleh bermula.

Pencemaran permukaan adalah penting terutamanya dalam peralatan yang terdedah kepada:

1, Kelembapan yang tinggi

2, habuk konduktif

3、Semburan garam

4、Pencemaran perindustrian

5, pemeluwapan

6、Pengudaraan yang lemah

Pembersihan sahaja mungkin tidak menyelesaikan masalah secara kekal jika permukaan penebat telah mengalami pengesanan, retak atau hakisan.

Kecacatan pada Kepungan yang Dibumikan

Kepungan logam biasanya menyediakan perisai dan potensi rujukan terkawal. Walau bagaimanapun, kimpalan kasar, liang, kemasukan sanga dan kecacatan pembuatan lain boleh mewujudkan keadaan medan elektrik yang tidak teratur berhampiran kandang yang dibumikan.

Kecacatan ini boleh berinteraksi dengan penebat atau bahagian konduktif berdekatan dan meningkatkan risiko pelepasan. Kualiti kimpalan, geometri kepungan, kesinambungan pembumian, dan kelegaan dalaman hendaklah diperiksa semasa pembuatan dan pemeriksaan.

3. Media Dielektrik Tidak Seragam

Alat suis moden sering menggunakan sistem penebat komposit di mana beberapa bahan berfungsi bersama. Sebagai contoh, resin epoksi boleh digabungkan dengan plastik kejuruteraan, gas penebat, sisipan konduktif, dan celah udara.

Setiap bahan mempunyai sifat elektrik dan haba yang berbeza. Jika antara muka direka bentuk atau dihasilkan dengan buruk, medan dielektrik mungkin tidak diagihkan secara sama rata.

Masalah yang berpotensi termasuk:

1、Ikatan yang lemah antara bahan penebat yang berbeza

2、Pemalar dielektrik tidak sekata

3、Jurang pada antara muka bahan

4, delaminasi dalaman

5、Lembapan terperangkap di antara lapisan

6、Lompang di sekeliling konduktor terbenam

Gelembung dan kekotoran dalaman boleh meningkatkan lagi ketidakseragaman medium dielektrik. Di bawah voltan operasi, kawasan ini mungkin mengalami tekanan elektrik yang lebih besar daripada penebat sekeliling dan menjadi titik permulaan nyahcas separa.

Faktor Lain Yang Mempengaruhi Pelepasan Separa

Pelepasan separa bukan disebabkan oleh kecacatan pembuatan sahaja. Beberapa keadaan operasi dan persekitaran boleh meningkatkan aktiviti pelepasan.

Voltan Kendalian

Apabila voltan yang dikenakan meningkat, medan elektrik di kawasan lemah juga meningkat. Kecacatan yang kekal tidak aktif pada voltan normal boleh menghasilkan nyahcas yang boleh diukur semasa peristiwa voltan lampau, ujian tahan atau peningkatan sementara dalam voltan sistem.

Suhu

Suhu mempengaruhi sifat penebat, tekanan gas, pengembangan bahan, dan keadaan antara muka. Pengembangan terma boleh membesarkan jurang yang sedia ada atau memberi tekanan tambahan pada komponen penebat terikat.

Kelembapan dan Pemeluwapan

Kelembapan boleh mengurangkan rintangan penebat permukaan dan menggalakkan pelepasan permukaan. Pemeluwapan amat berbahaya apabila udara panas dan lembap memasuki petak suis yang lebih sejuk.

Penuaan Penebat

Tekanan elektrik, haba dan mekanikal jangka panjang boleh menyebabkan penuaan penebat. Penuaan boleh menghasilkan rekahan, perubahan warna, hakisan, penembusan dan peningkatan penyerapan lembapan, yang kesemuanya boleh menyebabkan pelepasan separa lebih berkemungkinan.

Tekanan Mekanikal dan Getaran

Sambungan longgar, getaran dan pengembangan terma berulang boleh mewujudkan jurang kecil antara komponen penebat. Jurang ini boleh menjadi lokasi pelepasan, terutamanya berhampiran bar bas, penamatan kabel dan konduktor terbenam.

Mengesan Pelepasan Separa dalam Switchgear

Ujian PD digunakan untuk mengenal pasti aktiviti nyahcas sebelum ia berkembang menjadi kegagalan penebat yang serius. Bergantung pada peralatan dan objektif ujian, jurutera boleh menilai cas ketara, magnitud nyahcas, corak penyelesaian fasa, ulangan nadi dan perubahan dari semasa ke semasa.

Ujian yang boleh dipercayai harus termasuk:

1、Alat pengukur dan susunan sensor yang sesuai

2、Penentukuran yang betul bagi sistem pengukuran

3、Kawalan berkesan terhadap gangguan luar

4, Pembumian dan perisai yang betul

5、Voltan ujian yang stabil dan keadaan persekitaran

6、Perbandingan dengan had teknikal dan rekod ujian sebelumnya

Weshine Electric ialah pengilang profesional yang khusus untuk penyelidikan, pembangunan dan pengeluaran peralatan ujian dan pengukuran voltan tinggi. Dilengkapi dengan bengkel pengeluaran piawai dan makmal penentukuran bebas, kilang ini mematuhi piawaian IEC dan sistem pengurusan kualiti ISO dengan ketat untuk memastikan setiap instrumen memberikan prestasi ujian yang stabil, boleh berulang dan tahan gangguan untuk aplikasi industri kuasa global.

Penguji Nyahcas Separa Digital GDJF-2007 dibangunkan secara bebas dan ditentukur kilang oleh Weshine Electric. Ia boleh digunakan untuk pengukuran dan analisis nyahcas separa digital dalam peralatan voltan tinggi.  Dalam aplikasi praktikal, instrumen boleh menyokong penilaian magnitud PD, corak nyahcas dan keadaan penebat. Konfigurasi ujian dan kriteria penerimaan yang tepat hendaklah dipilih mengikut reka bentuk suis, piawaian yang berkenaan dan dokumentasi teknikal pengeluar.

Soalan Lazim

Apakah punca pelepasan separa yang paling biasa dalam suis?

Punca biasa termasuk lompang dalaman, gelembung udara, kekotoran, tepi konduktor yang tajam, pencemaran permukaan, antara muka penebat yang lemah dan pengagihan medan elektrik yang tidak sekata.

Bolehkah pelepasan separa dilihat secara langsung?

Biasanya, pelepasan separa tidak dapat dilihat semasa operasi biasa. Ia biasanya dikesan melalui kaedah pengukuran elektrik, ultrasonik, atau kaedah pengukuran khusus lain.

Adakah pelepasan separa sentiasa bermakna kegagalan peralatan serta-merta?

Tidak. Pelepasan separa mungkin berkembang secara beransur-ansur. Walau bagaimanapun, aktiviti PD yang berterusan atau meningkat menunjukkan kemerosotan penebat dan memerlukan penilaian profesional.

Bagaimanakah tepi busbar yang tajam menyebabkan nyahcas separa?

Tepi tajam menumpukan medan elektrik. Medan tempatan boleh menjadi lebih kuat daripada medan purata, membolehkan pelepasan bermula berhampiran tepi.

Bagaimanakah pelepasan separa dalam suis boleh dikurangkan?

Langkah berkesan termasuk menambah baik pembuatan penebat, menanggalkan burr, mengawal kebersihan, mencegah kelembapan, mengoptimumkan penggredan medan elektrik, menambah baik pembumian kandang dan menjalankan ujian PD biasa.

Kesimpulan

Nyahcas separa dalam suis voltan tinggi biasanya hasil daripada gabungan kecacatan penebat, kepekatan medan elektrik, bahan dielektrik tidak seragam, keadaan persekitaran dan penuaan jangka panjang.

Lompang dalaman, kekotoran, tepi busbar tajam, zarah logam terapung, permukaan tercemar, dan antara muka penebat yang lemah semuanya boleh mewujudkan tekanan elektrik setempat. Sebaik sahaja pelepasan bermula, hakisan kimia dan kerosakan haba secara beransur-ansur boleh melemahkan penebat.

Ujian pelepasan separa yang kerap memberikan maklumat berharga tentang keadaan penebat dan membantu pasukan penyelenggaraan mengenal pasti masalah yang sedang berkembang sebelum kegagalan besar berlaku. Untuk diagnosis yang tepat, ujian harus dilakukan oleh profesional yang berkelayakan menggunakan peralatan dan prosedur yang ditentukur dengan betul selaras dengan piawaian yang berkenaan.

Disokong oleh R&D dalaman, pengeluaran kilang piawai dan penentukuran kualiti yang ketat, Weshine Electric terus menyediakan instrumen ujian voltan tinggi yang boleh dipercayai dan penyelesaian teknikal profesional untuk penyelenggaraan pencawang, pemeriksaan grid kuasa dan diagnosis sistem kuasa industri di seluruh dunia. Sila hubungi pasukan kami untuk mendapatkan lembaran data teknikal, penyelesaian ujian tersuai dan sokongan borong kilang.