La décharge partielle, ou PD, est l'un des indicateurs les plus importants de défauts d'isolation dans les équipements haute tension. Parmi les diverses méthodes d'analyse de PD, le modèle de décharge partielle résolu en phase, communément appelé PRPD, est largement utilisé car il fournit une vue statistique claire de la façon dont les impulsions de décharge sont distribuées au sein d'un cycle de tension à fréquence industrielle. paramètres :
En analysant la position de phase, la distribution d'amplitude, la densité d'impulsion et la symétrie du motif PRPD, les ingénieurs peuvent identifier d'éventuels défauts d'isolation tels que la décharge corona, la décharge de surface et la décharge à potentiel flottant.
Cet article présente les caractéristiques PRPD typiques de ces trois décharges courantes. types.
1. Modèle PRPD de décharge corona
La distribution d'amplitude de la couronne positive est généralement relativement stable et concentrée. Sur le motif PRPD, il peut apparaître comme une bande horizontale dense ou un groupe compact de points. À mesure que la tension appliquée augmente, l'intervalle de phase peut devenir légèrement plus large, tandis que le taux de répétition des impulsions augmente. Cependant, l'amplitude peut ne pas augmenter de manière significative par rapport à d'autres types de défauts d'isolation. demi-cycle
Amplitude relativement stable
In a PRPD pattern, positive corona pulses are often concentrated near the peak region of the positive half-cycle. Under typical AC test conditions, this may appear around 70° to 110°, although the exact phase range can vary depending on the electrode geometry, voltage level, sensor type, and test setup.
Augmentation du taux de répétition des impulsions en fonction de la tension augmente
Apparence PRPD compacte ou en forme de bande
Forte dépendance à la polarité
On a PRPD pattern, negative corona pulses are commonly concentrated near the peak region of the negative half-cycle, often around 250° to 290° under typical conditions.
2. Modèle PRPD de décharge de surface
La décharge de surface se produit le long de l'interface entre l'isolation solide et l'isolation gazeuse ou liquide. Elle est souvent liée à une contamination de surface, à l'humidité, au vieillissement, à une mauvaise conception de l'isolation ou à une répartition inégale du champ électrique. tandis que le nombre d'impulsions peut être relativement inférieur. Dans le demi-cycle négatif, l'amplitude de décharge peut être plus petite et plus concentrée, mais la densité d'impulsion peut être plus élevée. les décharges de surface comprennent :
La décharge de surface devrait être pris au sérieux car cela peut entraîner un suivi de l'isolation, une érosion, une carbonisation et éventuellement une rupture de l'isolation.
Unlike corona discharge, surface discharge usually appears in both positive and negative half-cycles. It is commonly observed on the rising edges and peak regions of the applied voltage waveform. Typical phase regions may include 10° to 90° in the positive half-cycle and 190° to 270° in the negative half-cycle.
3. Modèle PRPD de décharge à potentiel flottant
La décharge à potentiel flottant est causée par des pièces métalliques non mises à la terre ou mal connectées à l'intérieur d'un équipement haute tension. Les exemples incluent des vis desserrées, des couvercles de blindage flottants, des particules métalliques ou des composants conducteurs déconnectés. de la décharge à potentiel flottant est sa symétrie.
Les groupes de décharge dans les demi-cycles positifs et négatifs sont souvent similaires en termes de largeur de phase, de niveau d'amplitude et de densité d'impulsion. L'amplitude est généralement relativement stable et le modèle PRPD apparaît souvent sous la forme de deux amas denses symétriques. demi-cycles
Haute symétrie entre les deux demi-cycles
Type et installation du capteur position
Seuil de déclenchement
Bruit interférence
In a PRPD pattern, floating potential discharge is usually concentrated shortly after the zero-crossing points of the voltage waveform. Typical discharge phase regions may appear around 30° to 80° and 210° to 260°.
Niveau de tension
Structure de l'équipement
Mise à la terre condition
L'analyse de modèle PRPD fournit des informations précieuses sur le comportement des décharges partielles au sein d'un cycle de tension à fréquence industrielle. Différents défauts d'isolation ont tendance à produire différentes caractéristiques de phase, d'amplitude et de densité d'impulsion.
| Discharge Type | Typical Source | Phase Characteristics | Amplitude and Density | PRPD Appearance |
|---|---|---|---|---|
| Positive Corona | Sharp points, burrs, small-radius electrodes | Mainly near the positive voltage peak | Stable amplitude, concentrated distribution | Compact cluster or horizontal band |
| Negative Corona | Sharp electrodes in gas insulation | Mainly near the negative voltage peak | High repetition rate, lower pulse amplitude | Dense low-amplitude cluster |
| Surface Discharge | Solid-gas or solid-liquid insulation interface | Appears in both half-cycles, often asymmetric | One half-cycle may have higher amplitude; the other may have higher density | Wedge-shaped or rabbit-ear-like pattern |
| Floating Potential Discharge | Ungrounded or poorly connected metal parts | Appears in both half-cycles, often after zero-crossing | Stable amplitude and similar pulse density in both half-cycles | Two symmetrical dense clusters |
La décharge de surface apparaît généralement dans les deux demi-cycles et présente souvent une asymétrie significative, ce qui peut indiquer une contamination, de l'humidité ou une dégradation de l'isolation de surface. composants.
En comprenant ces caractéristiques typiques du PRPD, les ingénieurs peuvent mieux identifier les défauts d'isolation, évaluer l'état de l'équipement et prendre des mesures de maintenance préventive avant que des pannes graves ne se produisent.
For example, the same defect may show different amplitude characteristics when measured by IEC 60270 electrical methods, HFCT sensors, UHF sensors, TEV sensors, or ultrasonic sensors. In addition, external noise may produce phase-related or random patterns that resemble partial discharge.
Therefore, reliable PD diagnosis should combine PRPD analysis with other information, such as time-domain pulse waveform, frequency spectrum, PRPS trend, multi-sensor comparison, acoustic or UHF localization, and equipment operating conditions.
PRPD pattern analysis provides valuable insight into the behavior of partial discharge within a power frequency voltage cycle. Different insulation defects tend to produce different phase, amplitude, and pulse density characteristics.
Corona discharge usually shows strong polarity dependence. Positive corona is commonly concentrated near the positive voltage peak, while negative corona is often concentrated near the negative voltage peak with high pulse repetition.
Surface discharge typically appears in both half-cycles and often shows significant asymmetry, which may indicate contamination, moisture, or surface insulation degradation.
Floating potential discharge usually produces two relatively symmetrical discharge clusters in the positive and negative half-cycles, often related to ungrounded or poorly connected metal components.
By understanding these typical PRPD characteristics, engineers can better identify insulation defects, evaluate equipment condition, and take preventive maintenance actions before serious failures occur.
However, PRPD interpretation should always be combined with field experience, measurement conditions, and additional diagnostic data to achieve accurate and reliable results.
