Luận Văn: Mạch Đo Phóng Điện Cục Bộ (PD) & Thiết Kế Analyser LCD

Luận văn thạc sĩ: Mạch đo phóng điện cục bộ (Partial Discharge). Thiết kế bộ analyser, hiển thị kết quả trên LCD. Nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết.

• Tác giả: Trần Cẩm Linh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Văn Tớp
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện
• Đề tài: Mạch Đo Hiện Tượng Phóng Điện Cục Bộ (Partial Discharge) - Thiết Kế Bộ Analyser Hiển Thị Trên Màn Hình Tinh Thể Lỏng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: Giới thiệu hiện tượng phóng điện cục bộ
• 1.1. Khái niệm về phóng điện cục bộ. Tác hại của hiện tượng hiện tượng phóng điện cục bộ. Phân loại các dạng phóng điện cục bộ. Các phương pháp đo và phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ
• 2. CHƯƠNG 2: Cách điện và thiết bị đo hiện tượng phóng điện cục bộ hiện nay
• 2.1. Cách điện và vai trò cách điện. Một số thiết bị đo PD thực tế.
• 3. CHƯƠNG 3: Thiết kế dụng cụ đo hiện tượng phóng điện cục bộ
• 3.1. Giới thiệu chung. Detector- Sơ đồ nguyên lý và các thiết bị.1 Nguồn điện áp và dây nối mạch
• 3.2. Bộ lọc tần số.4 Bộ lấy tín hiệu.5 Bộ khuếch đại. Thiết kế bộ Analyser đơn giản. Mạchphần chi tiết nguyên lý hoàn chỉnh. Mạch in hoàn chỉnh.
• 4. CHƯƠNG 4: Sơ đồ thuật toán và chương trình chạy trên chip VXL
• 4.1. Code chương trình
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Mạch Đo PD Khám Phá Phóng Điện Cục Bộ Ứng Dụng

Trong các thiết bị điện áp cao, phóng điện cục bộ (PD) là một hiện tượng phổ biến, phản ánh tình trạng làm việc không tốt của thiết bị. PD có thể gây ra tổn thất cho thiết bị trong hệ thống như cáp, máy phát điện, biến áp và lớp cách điện. Trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến phá hỏng thiết bị và gây nguy hiểm cho con người. Việc phát hiện và mô tả hiện tượng phóng điện cục bộ sớm nhất là rất quan trọng để đảm bảo vận hành an toàn. Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan về mạch đo PD, các phương pháp đo và phát hiện PD, và ứng dụng của nó trong việc chẩn đoán tình trạng thiết bị điện. Dựa trên tín hiệu phóng điện cục bộ đã được nhận biết thông qua phương pháp đo trực tiếp, ta có thể xây dựng mô hình một dụng cụ đo hiện tượng phóng điện cục bộ trong phòng thí nghiệm, có thể hiển thị kết quả đo trên màn hình tinh thể lỏng, thông báo số lần phóng điện, đưa ra tín hiệu cảnh báo tại LED, đồng thời đưa kết quả thu thập được tới cổng MAX 232 giao diện với máy tính. Mạch đo PD là một công cụ quan trọng để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của hệ thống điện cao áp.

1.1. Khái niệm và tác hại của Phóng Điện Cục Bộ Partial Discharge

Phóng điện cục bộ (PD) là sự phóng điện xảy ra trong một phần của vật liệu cách điện, không tạo ra kênh dẫn điện hoàn toàn giữa hai điện cực. Nguyên nhân xuất hiện PD có thể do điều kiện làm việc bình thường của thiết bị điện áp cao, lỗi sản xuất, hoặc do sự không đồng nhất trong vật liệu cách điện. PD gây ra ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng lão hóa của cách điện, làm suy giảm đặc tính hóa học của vật liệu, tăng tốc độ già hóa và có thể dẫn đến phá hỏng thiết bị. Sự xuất hiện của hiện tượng phóng điện cục bộ trong vật liệu cách điện (của thiết bị điện) đi kèm theo các hiện tượng như phát ra ánh sáng hoặc tia cực tím (UV), Các sản phẩm khí (NOx hay Ôzôn), Tiếng ồn có thể nghe thấy, Bước đầu mất điện trên hệ thống, Phát ra nhiệt. Theo Trần Cẩm Linh, "Phóng điện cục bộ là một quá trình phóng điện xảy ra trong một phần cách điện, nó không tạo kênh nối giữa hai điện cực".

1.2. Phân loại các dạng phóng điện cục bộ Partial Discharge phổ biến

Có nhiều dạng PD khác nhau, bao gồm PD xảy ra bên trong vật liệu cách điện (ở các lỗ trống), PD xảy ra trên bề mặt cách điện (ở các sứ xuyên, cuối đường dây cáp), và phóng điện vầng quang (ở những điểm nhọn của điện cực). Mỗi dạng PD có đặc điểm và cơ chế hình thành riêng. Ví dụ, "Trong quá trình hành, so chịu các rung động cơ học, do tác động của nhiệt độ và điện áp mà các lỗ trống xuất hiện ngày càng nhiều và tăng dần về kích thước.Thông thường chất điện môi trong các lỗ trống không khí có hằng số điện môi ~1, giá trị này thấp hơn hằng số điện môi của vật liệu cách điện." Việc phân loại PD giúp xác định nguyên nhân và đưa ra biện pháp khắc phục phù hợp.

II. Cách Đo PD Hướng Dẫn Chi Tiết Phương Pháp Đo Điện Âm Thanh

Có hai kiểu chính để đo hiện tượng PD: các phương pháp đo không điện và phương pháp đo điện. Các phương pháp đo không điện bao gồm phương pháp âm thanh (sử dụng sóng siêu âm hoặc âm thanh), phương pháp quang học (phân tích ánh sáng phát ra), và phương pháp hóa học (phân tích các chất hóa học tạo thành). Phương pháp đo điện dựa trên việc đo dòng điện phóng giữa hai cực của vật liệu được đặt làm thí nghiệm khi có hiện tượng phóng điện cục bộ. Phương pháp này được đo đạc theo sơ đồ đơn giản sau: Z Oscilloco Cc V C Z. Tùy thuộc vào ứng dụng và điều kiện cụ thể, người ta sẽ lựa chọn phương pháp đo PD phù hợp.

2.1. Phương pháp đo điện Ưu điểm và sơ đồ mạch đo cơ bản

Phương pháp đo điện dựa trên việc đo đạc dòng điện phóng giữa hai cực của vật liệu được đặt làm thí nghiệm khi có hiện tượng phóng điện cục bộ. Ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác cao và khả năng định lượng được cường độ PD. Sơ đồ mạch đo điện cơ bản bao gồm nguồn điện áp, trở kháng, tụ điện và oscilloscope. Theo luận văn, "Mạch này bao gồm: +Nguồn Vg + Trở kháng Z hoạt động như một bộ lọc tín hiệu nguồn + Tụ Ct, mắc song song với Cc và điện trở đo lường Zm Tín hiệu dòng điện sinh ra do hiện tượng phóng điện cục bộ được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp bởi điện trở đo lường/ điện áp rơi trên điện trở (dòng chuyển đổi thành điện áp) và sau đó được đo bằng oscillocope."

2.2. Phương pháp đo âm thanh Ứng dụng và hạn chế trong thực tế

Phương pháp đo âm thanh sử dụng sóng siêu âm hoặc âm thanh để phát hiện PD. Sóng siêu âm có thể xuyên qua các vật cản và đi qua các khoảng không gian hẹp, cho phép đo PD online mà không cần tháo dỡ vỏ bảo vệ. Tuy nhiên, phương pháp này dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn và sai số đo. Theo Trần Cẩm Linh: "Nguyên lý nhận biết âm thanh của hiện tượng PD là thu nhận các sóng được phát ra bởi quá trình phóng điện tại phần khiếm khuyết của vật liệu cách điện. Khi hiện tượng xuất hiện giống như một “tiếng nổ nhỏ” dạng sóng cơ khí và được truyền qua phần cách điện."

III. Thiết Kế Mạch Đo PD Hướng Dẫn Chi Tiết Lưu Ý Quan Trọng

Thiết kế mạch đo PD bao gồm nhiều bước, từ lựa chọn cảm biến và linh kiện, thiết kế mạch khuếch đại và mạch lọc, đến lập trình vi điều khiển và thiết kế giao diện hiển thị LCD. Cần chú ý đến các yếu tố như độ nhạy, độ chính xác, khả năng chống nhiễu và tính ổn định của mạch. Để có thể thiết kế mạch đo pd đơn giản với mục đích đánh giá, so sánh giữa giá trị lý thuyết và giá trị đo thực tế.

3.1. Lựa chọn Cảm Biến và Linh Kiện Phù Hợp Cho Mạch Đo PD

Cảm biến PD có vai trò quan trọng trong việc phát hiện và chuyển đổi tín hiệu PD thành tín hiệu điện. Cần lựa chọn cảm biến có độ nhạy cao, đáp ứng tần số rộng và khả năng chống nhiễu tốt. Các linh kiện khác như mạch lọc nhiễu, mạch khuếch đại, ADC, và DAC cũng cần được lựa chọn phù hợp với yêu cầu của mạch. Khi cần điện áp lớn thì sử dụng máy biến áp. Máy biến áp đảm bảo không xảy ra hiện tượng phóng điện cục bộ ở đầu ra cũng như trong cuộn dây. Trong những trường hợp thử nghiệm không cần điện áp cao thì sử dụng nguồn điện áp với đầu ra có thể điều chỉnh, linh hoạt và thuận tiện cho việc thao tác.

3.2. Thiết kế Mạch Khuếch Đại và Mạch Lọc cho Mạch Đo PD

Mạch khuếch đại có vai trò khuếch đại tín hiệu PD để dễ dàng quan sát và xử lý. Mạch lọc có vai trò loại bỏ nhiễu và các thành phần không mong muốn trong tín hiệu. Cần thiết kế mạch khuếch đại và mạch lọc sao cho đảm bảo độ chính xác và độ ổn định của tín hiệu. Các tín hiệu đo được rất nhỏ, khó khăn cho quá trình hiển thị và xem thông số, nên việc khuếch đại tín hiệu là rất cần thiết. Toàn bộ phần khuếch đại được đặt trong hộp nhôm nối đất để chống nhiễu không mong muốn từ bên ngoài Bên cạnh đó, dùng thêm một bộ lọc tần sao cho tín hiệu đi vào bộ khuếch đại chỉ còn là tín hiệu phóng điện cục bộ

IV. Hiển Thị LCD Cách Thiết Kế Giao Diện Lập Trình Cho Mạch PD

Hiển thị LCD cho phép hiển thị kết quả đo PD một cách trực quan và dễ đọc. Cần thiết kế giao diện LCD thân thiện với người dùng và lập trình vi điều khiển để hiển thị các thông số quan trọng như cường độ PD, tần số PD, và dạng sóng PD. Phần hiển thị: Hiển thị bằng màn hình tinh thể lỏng giá trị đo được

4.1. Thiết Kế Giao Diện LCD Thân Thiện Với Người Dùng Cho Mạch Đo PD

Giao diện LCD cần được thiết kế sao cho dễ sử dụng và dễ đọc. Các thông số quan trọng cần được hiển thị rõ ràng và có chú thích đầy đủ. Có thể sử dụng các biểu đồ và đồ thị để minh họa kết quả đo PD. Việc lựa chọn loại LCD phù hợp và cách bố trí các thông tin trên LCD là rất quan trọng. Hiển thị kết quả đo trên màn hình tinh thể lỏng, (có thể thay đổi vài chế độ bằng key), có tín hiệu đèn nháy báo hiệu khi xuất hiện quá trình phóng điện cục bộ.

4.2. Lập Trình Vi Điều Khiển Để Hiển Thị Dữ Liệu PD Trên LCD

Vi điều khiển có vai trò điều khiển ADC, thu thập dữ liệu PD, và hiển thị dữ liệu trên LCD. Cần lập trình vi điều khiển để thực hiện các chức năng này một cách chính xác và hiệu quả. Các ngôn ngữ lập trình như C và Assembly thường được sử dụng cho vi điều khiển. Display SO (LCD) Threshold From Detector 12 pre-amp Absolute ADC MCU Value 12bit Peak EO Detector Vin Keyboard Polarity Detector (SOC – Start of Conversion; EOC – End of Conversion; Vi – Pulse height in Volts) Hệ thống bao gồm : + Pre-amp: Điện áp đo được từ bộ Detector + Absolute Value Detector : Mạch trị tuyệt đối hóa giá trị của tín hiệu ra của bộ Detector, chuyển phần tín hiệu âm thành tín hiệu dương để phù hợp với đầu vào của ADC + Peak detector: Nhận tín hiệu và giữ lại xung đỉnh (Giá trị max của điện áp) + Threshold Detector & Polarity Detector: Phần nhận biết ngưỡng và cực của tín hiệu (dấu giá trị đo) + ADC 12 bít tốc độ nhanh : Chuyển đổi tín hiệu từ analog sang tín hiệu số dưới dạng nối tiếp +MCU: Phần vi xử lý: Được lập trình để điều khiển ADC, LED, hiển thị ra màn hình tinh thể lỏng, xuất dữ liệu ra cổng RS232, nhận tín hiệu từ các keyboard

V. Ứng Dụng Thực Tế Mạch Đo PD Trong Chẩn Đoán Bảo Trì

Mạch đo PD có nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là trong chẩn đoán và bảo trì thiết bị điện cao áp. Nó có thể được sử dụng để đánh giá tình trạng cách điện của biến áp, động cơ điện, cáp điện, và GIS. Việc phát hiện và chẩn đoán PD sớm có thể giúp ngăn ngừa các sự cố và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

5.1. Đánh Giá Tình Trạng Cách Điện Của Biến Áp Bằng Mạch Đo PD

Biến áp là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện, và tình trạng cách điện của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống. Mạch đo PD có thể được sử dụng để phát hiện các điểm yếu trong cách điện và đánh giá mức độ lão hóa của nó. Theo Trần Cẩm Linh "Transformer là thành phần quan trọng trong hệ thống điện, chúng hoạt động trong các điều kiện khác nhau.Transformer có giá thành khá lớn và sử dụng nhiều trong hệ thống điện. Sử dụng phương pháp đo bằng sóng âm để phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ, giám sát được hiện tượng phóng điện cục bộ."

5.2. Phát Hiện Sớm Các Vấn Đề Trong Cáp Điện Với Mạch Đo PD

Cáp điện cũng là một thành phần quan trọng của hệ thống điện, và các vấn đề về cách điện có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng. Mạch đo PD có thể được sử dụng để phát hiện các khuyết tật trong cách điện cáp và ngăn ngừa các sự cố xảy ra. Hiện tượng phóng điện cục bộ xảy ra trong các lỗ trống khí của vật liệu cách điện và phá hỏng từng lớp. Do vậy, xác định được vị trí của điểm phóng điện cục bộ là rất quan trọng khi kiểm định chất lượng của cáp. Sử dụng phương pháp sóng di chuyển để phát hiện điểm có hiện tượng phóng điện cục bộ. (Bộ định vị thu thập thông tin và xác định vị trí, PD detector nhận xung, lọc đưa ra kết quả đo, bộ phân tích hiển thị, đưa ra các cảnh báo)

VI. Kết Luận Tương Lai Mạch Đo PD Phát Triển Công Nghệ Mới

Mạch đo PD là một công cụ quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và độ tin cậy của hệ thống điện cao áp. Với sự phát triển của công nghệ, các mạch đo PD ngày càng trở nên nhỏ gọn, chính xác và dễ sử dụng. Tóm lại, phóng điện cục bộ là hiện tượng xảy ra ở hầu hết các thiết bị cao áp, nếu quá trình xảy ra trong thời gian dài thì phần cách điện sẽ lão hóa và bị phá hủy nhanh hơn, ảnh hưởng đến độ tin cậy của thiết bị điện. Do vậy, rất cần thiết phải có các thiết bị đo đánh giá để kịp thời ngăn chặn các sự cố cũng như bảo dưỡng thay thế kịp thời tránh những tổn hao đáng tiếc.

6.1. Tổng Kết Các Ưu Điểm Hạn Chế Của Mạch Đo PD Hiện Nay

Mạch đo PD có nhiều ưu điểm như độ nhạy cao, khả năng định lượng PD, và khả năng phát hiện sớm các vấn đề. Tuy nhiên, nó cũng có một số hạn chế như dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu, chi phí cao, và cần kỹ thuật viên có kinh nghiệm để vận hành. Bên cạnh đó, dùng thêm một bộ lọc tần sao cho tín hiệu đi vào bộ khuếch đại chỉ còn là tín hiệu phóng điện cục bộ.

6.2. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Mạch Đo PD Trong Tương Lai

Trong tương lai, mạch đo PD sẽ tiếp tục được phát triển để nhỏ gọn hơn, chính xác hơn, và dễ sử dụng hơn. Các công nghệ mới như IoT và AI sẽ được tích hợp vào mạch đo PD để cho phép giám sát và chẩn đoán PD từ xa, cũng như dự đoán các sự cố có thể xảy ra. Đo đạc và lưu trữ đặc tính của hiện tượng phóng điện cục bộ (PD) nhằm giám sát trạng thái cách điện trong thiết bị (hoặc hệ thống) điện hiện nay được sử dụng rất rộng rãi. Kiểm tra PD không những thế còn cung cấp thông tin quan trọng về tuổi thọ của cách điện, rất hữu ích cho việc chuẩn đoán và đánh giá tính nguyên trạng của thiết bị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ 1. Khái niệm về Phóng điện cục bộ (Partial discharge) Phóng điện cục bộ (Partial discharge - PD) trong môi trường cách điện là phóng điện trong một bộ phận của vật liệu cách điện dưới tác dụng của điện trường. Cường độ điện trường tập trung tại một phần cách điện yếu của vật liệu cách điện (thường là do khiếm khuyết của vật liệu hay công nghệ chế tạo gây ra sự không đồng nhất của sản phẩm). Khi đặt vật liệu cách điện vào trong một điện trường, phần cách điện yếu là nơi tạo ra một điện trường tập trung cao hơn những vùng khác giống như điện trường ở 2 má của một tụ điện hay như khe hở giữa 2 điện cực (xem hình 1.1: Phóng điện tại bọt khí trong vật liệu cách điện ∆Uc là cường độ điện trường dọc theo bọt khí Mặc dù các phần còn lại của vật liệu cách điện có thể chịu được cường độ điện trường đặt vào nhưng do tính không đồng nhất, điện trường tập trung tại bộ phận cách điện yếu và khi nó vượt quá giá trị tới hạn nào đó thì lập tức cách điện ở khu vực yếu này bị phá huỷ do phóng điện giống như sự đánh thủng tụ điện do quá điện áp.

Sự phóng điện này gọi là phóng điện cục bộ. download by : [e-mail] 2 Như vậy, phóng điện cục bộ là một quá trình phóng điện xảy ra trong một phần cách điện, nó không tạo kênh nối giữa hai điện cực 1. Nguyên nhân - Hiện tượng phóng điện cục bộ (PD) xuất hiện trong điều kiện làm việc bình thường của thiết bị điện áp cao, nơi mà điều kiện cách điện bị yếu đi vì lý do tuổi thọ hay quá nhiệt, sự tấn công của các phản ứng hóa học. Đôi khi, hiện tượng phóng điện cục bộ xuất hiện do lỗi sản xuất hay thiết kế ở thiết bị mới, do sự không đồng nhất trong vật liệu cách điện, hay ở ranh giới giữa hai loại vật liệu cách điện khác nhau.v Trong quá trình vận hành, bên trong cách điện của máy điện có thể xuất hiện các vết rạn nứt, các lỗ trống nhỏ chứa không khí, trong dầu biến áp thường xuất hiện các bọt khí.

Đây là những chố yếu về cách điện rất dễ xảy ra hiện tượng phóng điện cục bộ. Nguyên nhân là do hằng số điện môi của chất khí bé hơn so với hằng số điện môi của các chất cách điện chính và trị số cường độ điện trường tại những nơi này lớn hơn so với trị số cường độ điện trường chính của máy điện, quá trình ion hóa trong các lỗ trống có thể xuất hiện sớm ngay cả ở điện áp làm việc và gây nên phóng điện cục bộ trong cách điện. Hiện tượng phóng điện cục bộ được mô tả đơn giản hóa bằng mạch tương đương như hình vẽ 2. Ca là điện dung của toàn bộ khối vật liệu cách điện, Cc là điện dung của lỗ bọt khí và Cb là điện dung của vật liệu cách điện nối nối tiếp với Cc.

download by : skknchat@gmail.2: Mạch tương đương mô tả hiện tượng phóng điện trong bọt khí Khi điện áp dọc theo C c tăng đủ lớn đến mức tới hạn, lập tức có sự phóng điện trong bọt khí, tương tự trường hợp Cc phóng điện và điện áp dọc theo bọt khí triệt tiêu trong khoảng thời gian từ 1 đến 1000 ns. Quan hệ giữa biên độ phóng điện hay năng lượng phóng điện toàn phần q và điện áp Uc như sau: Q = Cb x Uc Sự phóng điện này tạo ra một xung dòng điện và gây ra thành phần điện áp biến đổi nhanh. Sự thay đổi này có thể đo được bằng bộ đo điện áp kiểu điện dung (capacitive voltage divider) và máy biến áp xung. Dòng điện Hiện tượng phóng điện cục bộ xảy ra rất nhanh, tạo ra các xung dòng điện có tần số cao, gây ra nhiễu cao tần cho nguồn cung cấp.

Nhưng do điện áp nguồn là tín hiệu có cường độ lớn hơn nhiều so với điện áp phóng điện này nên sự phóng điện này thông thường bị dập tắt (khi phóng điện thì lỗ thủng bị phá huỷ dẫn điện, Hình 1.4: Phóng điện cục bộ để lại sự thay đổi trên bề mặt cách điện. download by : [e-mail] 4 Khi điện trường tại đây bị triệt tiêu thì lỗ hổng lại tái xuất hiện), khi cường độ điện trường tiếp tục tăng lên đến một mức nào đó thì phóng điện cục bộ tiếp tục xảy ra. Quá trình này lặp đi lặp lại trong vật liệu cách điện, có thể phát triển thành cây điện hoặc làm rạn bề mặt cho đến khi vật liệu bị yếu đi và hỏng.5: Hiện tượng cây điện. a) Hiện tượng cây điện; b) Trên vật liệu cách điện là giấy 1.Tác hại của hiện tượng phóng điện cục bộ - Hiện tượng phóng điện cục bộ là nguyên nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng lão hóa của cách điện trong các thiết bị điện.

Sự phóng điện cục bộ tuy không dẫn đến hư hỏng cách điện ngay lập tức nhưng nó ảnh hưởng đến môi trường cách điện như sau: - Có sự bắn phá do các ion trong vật liệu cách điện gây ra phát nhiệt cục bộ có thể dẫn đến sự thay đổi và suy giảm đặc tính hoá học của vật liệu cách điện. Trong trường hợp xấu, điểm phóng điện cục bộ lan rộng dẫn đến phá huỷ dần vật liệu cách điện theo thời gian. download by : skknchat@gmail.6 : Sự thoái hóa trên giấy cách điện khi có hiện tượng phóng điện cục bộ - Sự thay đổi các đặc tính hoá học ảnh hưởng đến các thành phần hoá học, làm tăng tốc độ già hoá của vật liệu. Mặt khác phóng điện cục bộ cũng có thể ảnh hưởng xấu đến các bộ phận khác của thiết bị.7 : Phóng điện cục bộ gây ảnh hưởng đến các bộ phận khác.

- Phóng điện cục bộ gây ra điện trường cao quanh vùng phóng điện có thể dẫn đến phóng điện thứ phát (do tạo ra môi trường dẫn điện xung quanh chỗ phóng điện làm suy yếu tính chất cách điện của điện môi) download by : skknchat@gmail.8 : Hiện tượng PD làm hỏng bộ phận trong máy phát điện. Hiện tượng này cũng làm xấu các đặc tính điện của vật liệu cách điện và làm tăng tổn hao, tăng nhiệt độ, giảm tuổi thọ của thiết bị. Trường hợp phóng điện cục bộ có cường độ lớn có thể dẫn đến phá hỏng thiết bị do suy giảm hoặc phá huỷ cách điện.Phân loại các dạng phóng điện cục bộ + Phóng điện cục bộ xảy ra bên trong vật liệu cách điện: Đây là dạng phóng điện xảy ra ở các lỗ trống trong chất điện môi. Trong quá trình hành, so chịu các rung động cơ học, do tác động của nhiệt độ và điện áp mà các lỗ trống xuất hiện ngày càng nhiều và tăng dần về kích thước.Thông thường chất điện môi trong các lỗ trống không khí có hằng số điện môi ~1, giá trị này thấp hơn hằng số điện môi của vật liệu cách điện.

Mặt khác, vì là không khí nên độ bền cách điện của lỗ trống thấp hơn so với chất cách điện chính vật liệu cách điện. Trong trường hợp lỗ trống có dạng hình phẳng và cường độ điện trường trên lỗ trống bằng ε lần cường độ điện trường đặt lên vật liệu cách điện ( ε là hằng số điện môi của chất cách điện chính trong vật liệu cách điện)Nếu lỗ trống có dạng 3ε hình cầu thì cường độ điện trường đặt lên lỗ trống bằng lần cường độ điện 1 + 2ε trường đặt lên vật liệu cách điện, khi hằng số điện môi ε có giá trị tương đối lớn (2 ε >>1) thì cường độ điện trường đặt lên điện môi gấp 1,5 lần cường độ điện trường đặt lên vật liệu cách điện. Như vậy, cường độ điện trường đặt lên lỗ trống thường có trị số lớn hơn so với trị số điện trường đặt lên vật liệu cách điện. Vì thế, download by : [e-mail] 7 phóng điện trong lỗ trống sẽ xảy ra trước tiên, đó là hiện tượng phóng điện cục bộ bên trong + Phóng điện cục bộ xảy ra ở lớp không khí trên bề mặt cách điện: Trường hợp này thường xảy ra ở các sứ xuyên, cuối đường dây cáp, phần nhô ra của cuộn dây trong máy phát, phần tiếp giáp giữa điện cực và bề mặt chất cách điện không được kín, tồn tại một khe hở không khí giữa chúng.

Khi cường độ điện trường giữa điện cực và bề mặt chất cách điện đạt đến giá trị cường độ phóng điện chọc thủng thì sẽ xuất hiện phóng điện cục bộ ở khe hở.9: Đo hiện tượng phóng điện cục bộ tại chỗ tiếp giáp các điện cực + Phóng điện vầng quang: Thường xuất hiện ở những điểm nhọn hay nơi sắc cạnh cảu điện cực ở điện áp cao, đặt biệt xung quanh các đường dây tải điện cao áp. Phóng điện thường xảy ra sớm hơn và thường xuyên hơn khi điện áp trên điện cực mũi nhọn ở nửa chu kỳ âm.6 Các phương pháp đo và phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ Sự xuất hiện của hiện tượng phóng điện cục bộ trong vật liệu cách điện (của thiết bị điện) đi kèm theo các hiện tượng như: - Phát ra ánh sáng hoặc tia cực tím (UV) - Các sản phẩm khí (NOx hay Ôzôn) - Tiếng ồn có thể nghe thấy - Bước đầu mất điện trên hệ thống - Phát ra nhiệt download by : [e-mail] 8 - Sự ăn mòn cơ học trên vật liệu cách điện khi bị ion hóa - Phát ra từ trường gây nhiễu Về nguyên tắc thì bất cứ khả năng nhận biết được hiện tượng nào đi kèm của PD là nhận biết được có phóng điện cục bộ. Vì vậy, người ta tạm chia các phương pháp đo hiện tượng PD ra làm 2 kiểu chính: 1. Các phương pháp đo không điện + Phương pháp âm thanh (được sử dụng rộng rãi): Sóng siêu âm: Đây là dạng sóng từ 20kHz đến 100kHz nằm ngoài vùng giới hạn nghe của con người.

Sử dụng sóng siêu âm để phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ, phóng lửa, phát hồ quang. Thông thường, người ta hay sử dụng khoảng sóng âm từ 20kHz-30kHz để phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ. Sóng siêu âm có thể xuyên qua các vật cản, đi qua các khoảng không gian hẹp. Các thiết bị sử dụng sóng siêu âm có thể phát hiện khi máy móc đang sử dụng (online) và không phải di chuyển vỏ bảo vệ, đo đạc kiểm tra bên ngoài thiết bị.

Thông thường, các thiết bị này dùng kiểm tra các mảng trên hệ thống điện đang vận hành như chuyển mạch, transformer, cáp điện.10 : Mạch đo hiện tượng PD bằng sóng siêu âm download by : skknchat@gmail.