مهندسی برق

بررسي تلفات Tagδ

بطور كلي تخليه الكتريكي ناقص را در ميداني غير يكنواخت كه جرقه هاي بسيار ضعيفي در روي سطح قطب ايجاد كند ((كورونا)) مي نامند . اين تخليه الكتريكي ناقص نه تنها بر روي سيم هاي ناقل انرژي انجام مي گيرد بلكه در حبابهاي گاز باقيمانده در عايق مايع و بالاخره در فضاي خالي باقيمانده در عايق جامد نيز پديد مي آيد بنابراين اين نوع تخليه ناقص الكتريكي يعني كورونا را در ماشين ها كوروناي داخلي نيز نام داده اند.

امروزه كليه ماشين هاي با توان هاي بزرگ و فشار الكتريكي بالا از نظر تخليه الكتريكي ناقص مورد آزمايش قرار مي گيرد .

تمام عايق هاي مايع و جامد ماشين هاي فشار قوي در موقع ساخت و يا تحت شرايط كار اجبارا داراي فضاهاي مسدود بسيار كوچكي خواهند شد كه در آنها اكثرا گاز جمع مي شود . در عايقهاي مايع اين حباب ها بر اثر حرارت گاز ايجاد شده ناشي از عبور جريان توليد مي شود . در موقع ريختن عايقهاي جامد مصنوعي اين فضاهاي ريز كه آن را مي توانيم شبيه به مك در موقع ريختن چدن فرض كنيم در داخل عايق باقي خواهد ماند .

به ويژه اگر توجه داشته باشيم با سرد شدن پوسته خارجي عايق تمام گاز ايجاد شده در آن قادر به خارج شدن نبوده بلاجبار چنين مكهايي در داخل عايق باقي خواهد ماند بعلاوه عايق ماشينهاي فشار قوي در طول كار خود نيز تحت شرايط كار داراي تركهاي موييني خواهد شد كه در آن نقاط تخليه الكتريكي به وقوع خواهد پيوست . بنابراين وقوع تخليه الكتريكي در اين عايقها حتمي است .

پس بايد اين پديده و شرابط پديد آورنده آن را شناخت و دامنه شدت جريان كورونا را حداقل نگه داشت .

انرژي تلف شده ناشي از تخليه الكتريكي ناقص در عايق و اندازه گيري آن :

عايق هر دستگاه الكتريكي را مي توان مشتمل بر يك عده خازنهاي بي نهايت كوچك دانشت اين خازنها به صورت سري و موازي هستند .

اگر هر يك از اين خازنها را با Cv نشان دهيم و عايق تحت فشار الكتريكي قرار گيرد و اين فشار الكتريكي را افزايش دهيم با رسيدن به مقدار معيني خازن Cv1 و اتصال آن ظرفيت خازن افزايش مي يابد . تغيير ظرفيت الكتريكي عايق ناشي از كورونا در فضاي خالي و مسدود آن بار الكتريكي اضافي اي را طلب مي كند . ليكن اين اضافه بار الكتريكي ناگهاني نمي تواند در همان لحظه به مولد تامين گردد . (به علت فركانس بالاي آمپولسهاي تخليه و مقاومت سلفي بزرگ مولد) بنابر اين در دو سر عايق افت پتانسيل

 ( U  ) موقعي مشهود مي گردد كه اين افت پتانسيل به طور عكس متناسب است با ظرفيت الكتريكي عايق .

هر چه ظرفيت الكتريكي عايق بزرگتر باشد افت پتانسيل در بين الكترودها كوچكترمي شود.

در نظر گيريم كه تلفات نيرو ناشي از كرونا در ظرفيت الكرتيكي برابر است با :

كه در آن U فشار الكتريكي گذارده شده بر روي دو قطب عايق و  شدت جريان كورونا در واحد ظرفيت الكتريكي است كه بطور مجزا : افت پتانسيل اندازه گيري شده بين دو الكترود و T زماني است كه يك پريود از تخليه الكتريكي بر آن انجام گرفته است .

بعلاوه اين رابطه نشان مي دهد كه تلفات نيروي الكتريكي ناشي از كورونا و اضافه بار الكتريكي داده شده با فشار U  و افت پتانسيل اندازه گيري شده در بين الكترودها ( ) به طور خطي افزايش مي يابد .

اگر در هر يك از مكها در واحد زمان تعداد p دفعه تخليه الكتريكي انجام گيرد و تعداد n فضاي خالي در عايق موجود باشد تلفات نيروي الكتريكي ناشي از كورونا برابر خواهد بود با :

كه در آن : C    ظرفيت الكتريكي عايق مي باشد .

روشهاي اندازه گيري تلف انرژي الكتريكي ناشي از كورونا در عايق :

بوسيله دستگاههاي اندازه گيري با باند پهن (يعني اندازه گيري تمامي آمپولسهايي كه صاحب فركانسهاي مختلف مي باشند)

با دستگاههاي اندازه گيري باند باريك مي توان تلفات انرژي ناشي از كورونا را به طور نسبي  اندازه گيري كرد .

اگر در نظر بگيريم كه ضريب زاويه خط برابر :

آمپلولسهايي كه در فاصله صفر تا حداكثر منحني فشار الكتريكي يعني در شاخه صعودي آن پديد مي آيد با فشار الكتريكي هم فاز مي باشند و توان حقيقي تلفاتي را پديد مي آورند . در حالي كه با افزايش بيشتر فشار الكتريكي به سمت حوضه خازني گسترش يافته و با فشار الكتريكي هم فاز نمي مانند . اين امر به اين معني است كه جريان كورونا از اين پس بيش از پيش جرياني خازني مي شود . تست    δ Tag  ژنراتور برروي  نيم كلافهاي سيم پيچ استاتور انجام مي پذيرد و ظرفيت خازني عايق كويل و همچنين ضريب تلفات آن يا δ Tag بدست مي آيد . اين مقدار δ Tag  مي بايستي در ولتاژهاي مختلف اعمال شده به كويل ها از 20 تا صد در صد با تناوبهاي 20% انجام مي پذيرد .

نحوه تست :

ولتاژي حدود 50 الي 60 درصد ولتاژي نامي در هر فاز (جداگانه) استاتور اعمال مي شود و سپس

با دستگاه سنجش Tag δ  تخليه ناقص اندازه گيري مي شود .

دستگاه Tag δ   در اصل ظرفيت خازني هر فاز را مي سنجد و هر چقدر جريان نشتي سيم پيچي كه به آن ولتاژ اعمال شده خازني باشد به حالت ايده آل نزديك تر است .

 منبع : قسمتی از پایان نامه کارشناسی خودم. ـــ ....صیدی