Apa uji peluahan sebagian pada transformator?

1. Apa itu Pelepasan Sebagian (PD)?

Untuk memahami tes ini, Anda harus terlebih dahulu memahami fenomena yang dideteksinya.

Definisi: Pelepasan Sebagian adalah pelepasan listrik lokal yang hanya menjembatani sebagian isolasi antar konduktor. Hal ini dapat terjadi pada rongga (kantong gas) di dalam insulasi padat, pada batas antara bahan insulasi yang berbeda, atau pada gelembung di dalam insulasi cair (minyak).

Masalah yang Disebabkan: Meskipun masing-masing PD adalah percikan api yang sangat kecil, ia mengikis isolasi seiring berjalannya waktu. Energi dari pelepasan ini memecah ikatan kimia pada bahan isolasi (kertas, minyak, resin) melalui:

Stres Termal: Panas dari percikan api.

Degradasi Kimia: Menghasilkan ozon dan asam nitrat (di udara) atau hidrogen dan metana (dalam minyak).

Erosi Fisik: Secara harfiah membakar lubang-lubang kecil pada material.
Kerusakan yang lambat dan kumulatif ini semakin melemahkan insulasi hingga tidak dapat lagi menahan tekanan listrik, yang menyebabkan tusukan total (kerusakan) dan kegagalan transformator yang sangat besar.

2. Mengapa Tes PD Begitu Penting?

Deteksi Kesalahan Dini: Ini adalah salah satu pengujian paling sensitif untuk mendeteksi kesalahan yang baru jadi (yang sedang berkembang) dalam sistem isolasi pada tahap yang sangat awal, seringkali bertahun-tahun sebelum kegagalan.

Mencegah Kegagalan Bencana: Dengan mengidentifikasi isolasi yang lemah sejak dini, pemeliharaan atau perbaikan dapat dijadwalkan secara proaktif, menghindari pemadaman yang tidak direncanakan, perbaikan yang mahal, dan potensi bahaya keselamatan.

Jaminan Kualitas: Ini adalah pengujian rutin wajib untuk trafo baru sebelum meninggalkan pabrik, untuk memastikan trafo tersebut memenuhi standar kualitas tertinggi dan bebas dari cacat produksi besar.

Menilai Kondisi Selama Layanan: Untuk transformator di lapangan, pengujian PD berkala adalah bagian penting dari program pemeliharaan berbasis kondisi, yang membantu menentukan sisa masa pakai dan kebutuhan pemrosesan atau pengeringan minyak.

3. Bagaimana Cara Kerja Tes Pelepasan Sebagian?

Pengujian dilakukan dengan menerapkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasi normal transformator ke belitannya, namun lebih rendah dari frekuensi-dayanya terhadap tegangan uji. Tujuannya adalah untuk memberikan tekanan yang cukup pada isolasi untuk menghilangkan cacat yang ada tanpa menyebabkan kerusakan baru.

Prinsip intinya adalah ketika PD terjadi, hal ini menghasilkan tiga fenomena terukur hampir secara bersamaan:

Pulsa Listrik: Pulsa arus-yang sangat cepat dan kecil (nanodetik hingga mikrodetik) mengalir di sirkuit pengujian.

Gelombang Elektromagnetik: Denyut nadi memancarkan energi elektromagnetik, termasuk sinyal frekuensi radio (RF).

Gelombang Akustik: Percikan kecil menciptakan "klik" ultrasonik atau gelombang suara di dalam tangki transformator.

Pengaturan pengujian melibatkan:

Sumber-Tegangan Tinggi: Untuk memberi energi pada transformator.

Kapasitor Kopling: Menyediakan jalur impedansi{0}}rendah untuk pengukuran pulsa PD.

Detektor/Sistem Pengukuran PD: Instrumen canggih yang menangkap, menyaring, dan menganalisis pulsa.

Sensor: Ini bisa berupa:

Sensor Listrik: Untuk mengukur pulsa arus secara langsung.

Transformator Arus Frekuensi Tinggi-(HFCT): Dijepit di sekitar sambungan ground untuk menangkap sinyal RF.

Sensor Ultra-Frekuensi Tinggi (UHF): Antena ditempatkan di dalam transformator (melalui katup oli) atau secara eksternal untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik dalam rentang GHz. Ini sangat populer karena kebal terhadap kebisingan listrik eksternal.

Sensor Emisi Akustik (AE): Mikrofon ditempatkan di bagian luar tangki transformator untuk "mendengarkan" suara ultrasonik PD. Ini sangat bagus untuk menemukan sumber PD.

4. Pengukuran dan Interpretasi Kunci

Detektor PD tidak hanya mendeteksi keberadaan pelepasan; itu mengkuantifikasinya dengan beberapa parameter utama:

Muatan Semu (q): Besaran yang paling penting. Hal ini dinyatakan dalam PicoCoulombs (pC). Karena debit sebenarnya berada di dalam isolasi dan tidak dapat diukur secara langsung, "muatan semu" adalah ukuran muatan yang dikalibrasi, yang jika disuntikkan secara instan antara terminal transformator, akan mempunyai efek yang sama dengan PD internal. Nilai yang lebih rendah lebih baik.

Tegangan Awal PD (PDIV): Tegangan di mana PD pertama kali muncul ketika tegangan uji dinaikkan.

Tegangan Kepunahan PD (PDEV): Tegangan di mana PD berhenti ketika tegangan uji diturunkan.

Interpretasi: Insinyur tidak hanya mencari keberadaan PD; mereka menganalisis pola, besaran (dalam pC), dan hubungan fase pulsa. Berbagai jenis cacat (kekosongan, pelepasan permukaan, komponen mengambang) menghasilkan “sidik jari” unik pada bentuk gelombang tegangan.

Standar dan Batasan yang Dapat Diterima

Standar internasional (seperti IEC 60270) menentukan prosedur pengujian dan tingkat PD yang dapat diterima. Untuk trafo baru, kriteria penerimaan umumnya adalah level PD, pada tegangan uji yang ditentukan, tidak boleh melebihi ****

100 pC hingga 500 pC

, dengan 100 pC menjadi batas umum dan sangat ketat untuk peralatan-tegangan tinggi. Untuk trafo yang beroperasi, tingkat yang lebih tinggi mungkin dapat ditoleransi dengan adanya rencana pemantauan dan intervensi.