تخلیه جزئی یا Partial Discharge چیست ؟

تخلیه جزئی یا Partial Discharge یا PD در مهندسی برق به پدیده شکست دی الکتریک در نواحی کوچکی از عایق می گویند. تخلیه جزئی می تواند در یک محیط عایق گاز، مایع یا جامد رخ دهد. تخلیه جزئی به طور کلی به سه نوع اصلی تقسیم می شود.

> Internal یا تخلیه جزئی داخلی که در درون عایق تجهیزات رخ می دهد.

> Superficial یا تخلیه جزئی سطحی که در سطح بیرون عایق تشکیل می شود.

> Corona یا کرونا که بین سطح بیرونی هادی با گاز های اطراف آن رخ می دهد.

پدیده تخلیه جزئی در تجهیزات فشار قوی از قبیل ترانسفورماتورها، ژنراتورها، هادی ها، کابل ها، سرکابل و مفصل ها و … رخ می دهد. اما در این مقاله صرفا به این موضوع پرداخته ایم که تخلیه جزئی داخلی در کابل، سرکابل و مفصل به چه معناست، چه اثراتی دارد، میزان استاندارد آن چیست و چگونه بایستی آن را محاسبه نمود.

تخلیه جزئی یا Partial Discharge داخلی، تخلیه های الکتریکی بسیار کوچک در درون یک عایق الکتریکی هستند که نقش اساسی در پیر شدن عایق و در نهایت شکست عایقی آن دارد. تخلیه جزئی را می توان به جرقه های بسیار ریز در درون یک عایق تشبیه نمود که قابل مشاهده نیستند اما سبب تضعیف عایق در آن ناحیه شده و به مرور باعث تخریب عایق و شکست عایقی می گردند.

دلایل اصلی ایجاد تخلیه جزئی داخلی، بالا بودن شدت میدان الکتریکی، وجود حفره های کوچک و یا ناخالصی و عدم یکنواختی در نواحی در درون عایق می باشد. هر چند تخلیه جزئی در اندازه های بسیار کوچک رخ می دهد اما در اثر وقوع آن، عایق تضعیف شده و به مرور زمان آسیب وارد شده به آن تشدید شده و در نهایت به شکست عایقی منجر می شود. لذا جلوگیری از به وجود آمدن و تشدید تخلیه جزئی از مهمترین عوامل در ثبات و طول عمر عایق می باشد.

تخلیه جزئی در سرکابل و مفصل :

پایین بودن میزان تخلیه جزئی از جمله شاخص های اصلی در کیفیت کابل، سرکابل و مفصل می باشد. طبق استاندارد IEC60502 میزان تخلیه جزئی کابل های فشار متوسط نباید از عدد 5 و سرکابل و مفصل نباید از عدد 10 Pc (پیکو کولن) بیشتر باشد. این بدین معنی است که مقدار کمی از تخلیه جزئی در این تجهیزات قابل قبول است اما اگر این میزان از حد تعیین شده فراتر رود، بر روی کیفیت آن ها تاثیر گذار است. لذا تولید کنندگان این عامل را در تولید خود لحاظ می نمایند و برای مصرف کنندگان نیز آگاهی از این موضوع امری بسیار حیاتی می باشد.

عوامل اصلی در افزایش میزان تخلیه جزئی در سرکابل و مفصل را می توان موارد زیر دانست:

ضعف در عایق کابل
عدم یکنواختی عایق کابل
وجود آلودگی در محیط در هنگام نصب
وجود ذرات آلودگی بر روی عایق کابل
اشتباه در نصب سرکابل و مفصل
عدم کیفیت مناسب سرکابل و مفصل

موارد ذکر شده به تنهایی و یا در کنار هم می توانند عاملی برای ایجاد پدیده تخلیه جزئی در سرکابل و مفصل و در نهایت منجر به آسیب و تخریب این تجهیزات گردد.

تا به اینجا بر اهمیت مسئله کاهش میزان تخلیه جزئی در سرکابل و مفصل پرداخته شد. اما سوال اینجاست که چطور می توان میزان تخلیه جزئی را اندازه گیری نمود. روش های تست تخلیه جزئی متفاوت است. یک روش اصلی برای سنجش میزان تخلیه جزئی در سرکابل و مفصل، تست در محیط آزمایشگاه است. در این روش یک کابل که بر روی آن سرکابل یا مفصل نصب گردیده است مطابق شرایط مندرج در استاندارد اعمال ولتاژ شده و سپس توسط دستگاه های مخصوص اندازه گیری تخلیه جزئی (PD Measurement) میزان تخلیه جزئی اندازه گیری و با استاندارد مقایسه می شود. روش دیگر تست و اندازه گیری میزان تخلیه جزئی تست های آنلاین هستند که توسط دستگاه های تست پرتابل در هنگام بهره برداری کابل و سرکابل و مفصل می توان استفاده نمود.

برای اجرای روش های تست تخلیه جزئی به طور مختصر به آن اشاره شد نیازمند کسب تجربه و دانش و همچنین نیازمند ابزار آلات تخصصی در این زمینه است و لازم است توسط متخصصین این حوزه انجام گردد.