منبع بار باقیمانده از تجمع بارها در درخت رطوبتی با اعمال ولتاژ DC در زمانی که این بار در حال حرکت و یا ناپدید شود می باشد که با اعمال ولتاژ ac بار باقیمانده آشکار می­ شود.
با اعمال ولتاژ ac به بارباقیمانده درحالت تنزل درخت رطوبتی، زمان آسودگی سریعتر می­ شود. این ویژگی وابسته به مشخصه غیرخطی (V-I) درخت رطوبتی دارد.
اگرچه بارباقیمانده­ از بخش غیر مرتبط با فرسودگی بوجود می ­آید ولی زمان آسودگی بار باقیمانده با ac اعمالی دیگر منابع، متفاوت است. چون زمان آسودگی درخت رطوبتی سرعت قابل ملاحظه ای دارد ، برای رسیدن به جداسازی سیگنال فرسودگی از سیگنال خطا باید زمان آسودگی بار باقیمانده سریع استخراج شود[۲۱].
پایان نامه - مقاله - پروژه
استفاده از اعوجاج هارمونیکی (THD)[32]جریان تلفات
درخت های رطوبتی طویل، از طرف دیگر، می توانند تاثیر زیادتری روی THD جریان مقاومتی داشته باشند و بنابراین با اندازه ­گیری THD می توان جریان مقاومتی را بهتر آشکارسازی کرد، زیرا هم بستگی بین THD و طول متوسط درخت رطوبتی بهتر از هم بستگی بین tanδ و درخت رطوبتی است. علاوه بر این وقتی خرابی زیاد می شود، مقاومت عایق معمولا کم می شود و خازن شنت زیاد می شود که می توان از آن برای نشان دادن خرابی عایقی استفاده کرد[۲۶].
استفاده از مولفه DC جریان نشتی عایق
می دانیم که جریان DC کوچکی در جریان عایق کابل­هایی که قدری خرابی دارند وجود دارد. با آشکارسازی این جز DC می توان به درجه تنزل عایقی پی برد اندازه ­گیری جریان نشتی DC که برای تشخیص تنزل درخت رطوبتی درعایق کابل انجام شده، اغلب جریان نشتی متغیر و ناپایدار مشاهده شده است. این پدیده را “ضربه زدن[۳۳]” نامیدند که برای رابطه تخلیه جزئی همراه با درخت رطوبتی درنظر گرفته شده است[۲۶].
اندازه گیری ولتاژبازگشتی[۳۴]
روش ولتاژ بازگشتی، از رایج ترین روش ها برای تشخیص تنزل عایقی و وجود درخت رطوبتی در داخل عایق کابل هاست. ازآنجائی که درخت رطوبتی و یا عوامل دیگر تنزل عایقی خاصیت غیر خطی دارند بهتراست درحوزه زمان مورد بررسی قرار گیرند تا حوزه فرکانس [۲۷].
با روش ولتاژ بازگشتی (RVM) می توان سطح تنزل عایقی را تشخیص داد. وقوع ولتاژ بازگشتی ناشی از پدیده قطبش ناپذیری[۳۵]عایق است که در سه مرحله می­باشد[۲۷]:
با اعمال ولتاژ پله DC ، خازن های ذاتی ( ناشی از شکل هندسی کابل) شارژ شده و عایق قطبش پذیر خواهد شد. در این زمان باری که در عایق وجود دارد ، شامل بارهای آزاد خازن ها و مقید ناشی ازقطبی شدن است.
اتصال کوتاه کردن کابل برای مدت کوتاه، باعث خارج شدن بارهای آزاد خازنی و شروع قطبش ناپذیری در عایق است.
پس از حذف بارهای آزاد، اتصال کوتاه باز شده و با ادامه قطبش ناپذیری بارهای مقید نیز بصورت بارهای آزادخواهد شد. ولتاژی که با آزاد شدن بارها ایجاد می شود، ولتاژ بازگشتی نام دارد[۲۷].
این سه مرحله در شکل (‏۳‑۳) نشان داده شده است:
شکل (‏۳‑۳). مراحل اندازه گیری ولتاژ باز گشتی[۲۷]
در شکل (‏۳‑۳) ولتاژ بازگشتی، سه پارامتر مهم وجود دارد که عبارتند از[۲۷]:
شیب اولیه پس ازقطع اتصال کوتاه
اندازه بیشینه ولتاژ بازگشتی
زمان وقوع بیشینه ولتاژ بازگشتی
تشخیص میزان تنزل عایقی کابل، ناشی از حضور حفره و یا درخت رطوبتی با بهره گرفتن از یک طیف قطبشی، حتی درصورتی­که یک اندازه ­گیری مرجع برای کابل سالم دردسترس باشد، کاربسیار دشواری است. جهت تشخیص حفره و درخت رطوبتی بدون نیاز به اندازه ­گیری مرجع، نیاز به دوطیف قطبشی با نسبت  متفاوت می­باشد که با بهره گرفتن از آن می­توان طیف قطبشی تقسیم شده را بدست آورد. برای محاسبه طیف تقسیم انجام شده است. به کمک این طیف می­توان بوجود حفره و درخت رطوبتی درعایق پی برد. بطور مثال طیف قطبشی در کابل های غیر درخت رطوبتی و کابل های درخت رطوبتی در شکل (‏۳‑۴) وشکل (‏۳‑۵) بدست آمد[۲۶].
شکل (‏۳‑۴). طیف قطبشی کابل PE سالم[۲۶]
شکل (‏۳‑۵). طیف قطبشی کابل PE درخت رطوبتی[۲۶]
حال به بررسی تاثیر طول درخت رطوبتی در طیف تقسیم[۳۶] پرداخته می­ شود. در بررسی­های صورت گرفته نسبت طول درخت رطوبتی به ضخامت عایق (crossing) به میزان ۱۰ ، ۲۰ ، ۴۰ ، ۶۰ و ۸۰ درصد محاسبه شده و عرض درخت رطوبتی بطور ثابت ۱/۰ طول درخت رطوبتی است . در شکل (‏۳‑۶) طیف تقسیم این حالت رسم شده است. پیک طیف تقسیم به مقدار بزرگتر Tc شیفت پیدا کرده و دامنه پیک با افزایش درخت رطوبتی افزایش پیدا کرده است[۲۶].
شکل (‏۳‑۶). طیف تقسیم شبیه سازی شده کابل های XLPE با طول درخت رطوبتی در محدوده ۱۰ الی ۸۰ درصد ضخامت عایق[۲۷]
تاثیر عرض درخت رطوبتی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و برای محاسبه ۱/۰ الی ۵ درصد طول عایق (covering) و طول درخت رطوبتی بطور ثابت ۴۰ درصد ضخامت عایق در نظر گرفته شده است. درشکل (‏۳‑۷) طیف تقسیم درعرض درخت رطوبتی رسم شده است. دامنه پیک طیف تقسیم با افزایش عرض درخت رطوبتی افزایش یافته است. مکان پیک، وابستگی جزئی به عرض درخت رطوبتی دارد[۲۷].
شکل (‏۳‑۷). طیف تقسیم شبیه سازی شده کابل های XLPE با عرض درخت رطوبتی در محدوده ۰.۱ الی ۵ درصد طول عایق[۲۷]
جمع بندی آشکار سازی درخت رطوبتی اندازه ­گیری ولتاژبازگشتی :
طیف تقسیم بخوبی می تواند کابل های سالم و درخت رطوبتی شده چه در آزمایشگاه و چه در میدان را از هم تشخیص دهد.
شبیه سازی طیف تقسیم کابل های XLPE برای مقادیر مختلف نشان می دهد که طول درخت رطوبتی به مکان پیک طیف تقسیم بسیار حساس و به عرض درخت رطوبتی غیر حساس است[۲۷].
روش اندازه­ گیری جریان آسودگی هم­دما[۳۷]
این روش، روشی بسیار قدرتمند در ارزیابی شرایط عایقی می­باشد که از دسته روش­های غیرمخرب است. تئوری روش به این صورت است که عایق، دارای سطوح تله­هایی[۳۸] است که به صورت غیر پیوسته در تمامی باند انرژی پخش شده ­اند. ثابت زمانی و اندازه این سطوح تله­ها در شرایط مختلف عایقی متفاوت خواهد بود. وقتی که این تله­ها با یک منبع تحریک می­شوند و بعد از آن در دمای ثابت تحریک حذف می­ شود، جریان غیرقطبی شدن، به صورت یکنواخت با زمان کاهش خواهد یافت. جریان آسودگی هم­دما را می­توان به صورت زیر محاسبه کرد[۲۸]:

q: بار
L: ضخامت عایق
f0(E): مکان اولیه تله­های پر شده از الکترون
N(E): چگالی تله­ها
E: انرژی تله­ها
حاصلضرب جریان و زمان به صورت خطی با چگالی تله­ها، N(E)، متناسب است. بنابراین نمودار I(t).t-logt، به صورت مستقیم توزیع انرژی تله­های اشغال شده در عایق را نشان می­دهد. در ضمن می­توان جریان آسودگی هم­دمای اندازه ­گیری شده را به صورت زیر با سه مولفه وابسته به زمان تقریب زد[۲۸]:

که پارامترهای ai و  از برازش اطلاعات عایق محاسبه می­شوند. با مقادیر محاسبه شده جریان آسودگی هم­دما، به صورت زیر پارامتری با عنوان ضریب A تعریف می­ شود که برحسب اندازه­ای که برای آن محاسبه می­ شود، سطح تنزل عایقی مشخص می­ شود[۲۸]:

 

جدول (‏۳‑۱) سطح تنزل عایقی با ضریب A را نشان می دهد[۲۸].
جدول (‏۳‑۱). میزان سطح فرسودگی عایقی با درنظر گرفتن ضریب A[28]

 

سطح فرسودگی سالم نیمه عمر فرسوده بحرانی
ضریب A ۷۵/۱< ۷۵/۱-۹۰/۱
موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...