IV. Kuivtrafo osalise tühjenemise katse

1. Osalise tühjenemise lainekuju analüüs

Detekteerimistakistusel Zm (st detekteerimissignaalil) olev pinge on üsna väike ja seda tuleb võimendada, et anda instrumendil selge näit. Võimendi abil võimendatud impulsssignaali tippväärtust saab mõõta ostsilloskoobiga. Lisaks saab ostsilloskoobiga näha ka seda, milline tühjenemise faas toitesageduses toimub, määrata impulsi lainekuju ja tühjenemisajad ning jälgida kogu osalise tühjenemise omadusi. Tühjenemise ligikaudse asukoha ja olemuse määramiseks saab ostsilloskoope skaneerida horisontaalselt ja elliptiliselt. Horisontaalne skaneerimine toimub täisekraani läbipaindega, mis võrdub ühe tsükliga, ja sünkroniseeritud testpingega, et määrata impulsi faas. Elliptiline skaneerimine on samaväärne ka ühe testpinge tsükliga pühkimistsükli kohta. JOONIS 4-1 Lainekuju skemaatiline diagramm ekraanil kahe skaneerimisrežiimi korral.

JOONIS 4-1

Osalise tühjenemise katses võib lisaks isolatsiooni sisemisele osalisele tühjenemisele tekkida ka juhtme, elektrikontakti ja luminofoorlambi ühendus, kõrgepingeelektroodi koroona jne. Seetõttu on vaja eristada osalise tühjenemise lainekujusid ja muid isolatsioonis esinevaid häireid. Joonis 4-2 kujutab mitmeid tüüpilisi lainekujusid.

JOONIS 4-2

2. Osaliselt tühjenevate elementide spektri identifitseerimine

Joonis 4-3 näitab erinevat tüüpi osalist tühjenemist põhjustavaid ostsillogramme, mis on saadud algpinge lähedal. Joonistel (a), (b), (c) ja (d) on kujutatud osalist tühjenemist põhjustavaid põhimustreid ning (e), (f) ja (g) interferentsilainete põhimustreid.

JOONIS 4-3

Punktis (a) on isoleerivas struktuuris ainult üks õhupilu, mis on risti elektrivälja suunaga, ja tühjendusimpulss asetseb positiivse ja negatiivse piigi vahelises asendis. Impulsi amplituud ja sagedus sümmeetria mõlemal küljel on põhimõtteliselt võrdsed. Kuid mõnikord on 3:1 asümmeetria korral ülemine ja alumine amplituud siiski normaalne. Tühjenduse ja testpinge vaheline seos seisneb selles, et pärast esialgset tühjenemist suureneb tühjenemine teatud tasemeni ja testpinge suurenemisega jääb see muutumatuks. Kustutuspinge on ligikaudu võrdne või veidi madalam kui algpinge.

Punktis (b) sisaldab isolatsioonistruktuur erineva suurusega õhupilusid, mis on enamasti valatavad isolatsioonistruktuurid. Kui tühjendusimpulss asetatakse positiivse ja negatiivse piigi eelsele positsioonile, on impulsi kahe sümmeetrilise poole amplituud ja sagedus põhimõtteliselt võrdsed, kuid mõnikord on ülemise ja alumise amplituudi asümmeetria 3:1 siiski normaalne. Tühjenduse alguses saab tühjendusimpulssi eraldada ja seejärel pinge tõuseb, mõned tühjendusimpulsid liiguvad testpinge nullpunkti suunas, samal ajal on suurem impulss ja impulsi eraldusvõime väheneb järk-järgult, kuni seda ei ole enam võimalik eraldada. Pärast esialgset tühjenemist suureneb tühjenemine pinge suurenemisega pidevalt ja kustutuspinge on põhimõtteliselt võrdne või madalam kui algpinge.

Punktis (c) on isoleerivas struktuuris ainult üks õhupilu. Elektroodi pinnal oleva õhupilu tühjendusreaktsioon erineb dielektriku omast. Tühjendusimpulss asetseb pinge positiivsete ja negatiivsete tippude peal ning mõlema poole amplituud ei ole sümmeetriline, suure amplituudi sagedus on madal ja väikese amplituudi sagedus kõrge. Suhe on tavaliselt suurem kui 3:1 ja mõnikord 10:1. Tühjenduse kogureaktsioon on eristatav. Kui tühjenemine algab, jääb tühjenemise hulk põhimõtteliselt samaks ja sellel pole mingit pistmist pinge tõusuga. Kustutuspinge on võrdne või veidi madalam kui algpinge.
 
Punktis (d) (1) asub elektroodi pinnal erineva suurusega õhupilude klaster, kuid need on suletud tüüpi; (2) elektroodi ja isoleeriva keskkonna vaheline elektriline vahe ei ole suletud. Kahe poole vaheline amplituudide suhe on tavaliselt 3:1 ja mõnikord 10:1 enne, kui tühjendusimpulss rakendub pinge negatiivsele tipule. Pinge tõustes liigub osa impulsist nullpositsiooni poole. Pärast tühjenemise algust on impulsi eraldusvõime rahuldav. Rõhu jätkuva suurendamisega väheneb eraldusvõime, kuni see muutub eristamatuks. Pärast esialgset tühjenemist suureneb tühjenemise tugevus pinge tõustes järk-järgult ning kustutuspinge on võrdne või veidi madalam esialgsest pingest. Kui pinge kestab 10 minutit, muutub tühjenemise reaktsioon mõnevõrra.

(e) Interferentsiallikas on nõela otsa ja lameda plaadi või maa vahel olev vedel keskkond. Koroonalahendus toimub madalamal pingel ja tühjendusimpulss asetseb tipppinge positsioonil, näiteks negatiivsel tipul. Tühjendusvõimsus on kõrge potentsiaaliga; kui see asub positiivsel tipul, on toiteallika potentsiaal madal. See aitab määrata pinge nullpositsiooni ja positiivsetel või negatiivsetel pingetippudel ilmub sümmeetriliselt impulssipaar, kusjuures iga tühjendusimpulsside klastri vahel on võrdsed intervallid. Kahe klastri amplituud ja ajaintervall on aga erinevad ning väiksemal klastril on sama amplituud ja see on tihedam. Suuremal impulsil on madalam algpinge ja tühjenemine suureneb pinge suurenemisega. Väiksemate impulsside klastri algpinge on kõrgem ja tühjenemise hulk ei sõltu pingest ja jääb muutumatuks. Pinge tõustes suureneb impulsi sagedustihedus, kuid on siiski eristatav. Pinge tõustes muutub see eristamatuks.

(f) Nõelaots vastu tasast või maapealset gaasikeskkonda. Koroonalahendus toimub madalamal pingel ja tühjendusimpulss asetseb tipppinge positsioonil. Näiteks negatiivse tipu korral on toiteallikas kõrge potentsiaaliga; positiivse tipu korral on toiteallikas madala potentsiaaliga. See aitab määrata pinge nullpunkti. Pärast esialgset tühjenemist pinge suureneb ja tühjenemise hulk jääb samaks, kuid impulsi tihedus hajub mõlemale poole ja tühjenemise sagedus suureneb, kuid on siiski eristatav. Pinge suurenedes suureneb tühjenemise impulsi sagedus järk-järgult eristamatuks.

(g) Suspensioonipinge tühjenemine. Elektrilahendus kahe elektriväljas rippuva metalleseme vahel või metalleseme ja maa vahel.

Lainekuju on kahte tüüpi:

1. Positiivsel ja negatiivsel poolel on sama impulsi amplituud, võrdne intervall ja sagedus;

2 Mõlemal pool olevad impulsid ilmuvad paaridena, sama paarivahega ja liiguvad mõnikord baasjoonel edasi-tagasi.

Esialgset tühjendamist on kolme tüüpi:

(1) Tühjenduskogus jääb pingest sõltumatult muutumatuks ja kustutuspinge on täielikult võrdne käivituspingega.

(2) Pinge jätkab tõusmist ja teatud pinge juures kaob tühjenemine järsult. Kui pinge jätkab tõusmist ja seejärel langemist, tühjeneb see uuesti eelmisel kaduval pingel.

(1) Pinge suurenemisega väheneb tühjendusvõimsus järk-järgult ja tühjendusimpulss suureneb.