उच्च वोल्टेज स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज के कारण

आंशिक डिस्चार्ज उच्च वोल्टेज स्विचगियर में इन्सुलेशन खराब होने के सबसे महत्वपूर्ण प्रारंभिक चेतावनी संकेतों में से एक है। हालाँकि आंशिक डिस्चार्ज कंडक्टरों के बीच इन्सुलेशन को पूरी तरह से नहीं पाटता है, बार-बार डिस्चार्ज गतिविधि धीरे-धीरे इन्सुलेशन सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकती है और इन्सुलेशन विफलता, फ्लैशओवर और अप्रत्याशित उपकरण बंद होने का खतरा बढ़ सकता है।

आंशिक डिस्चार्ज के कारणों को समझने से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों को प्रारंभिक चरण में दोषों की पहचान करने और पूरे सेवा जीवन में स्विचगियर की विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद मिलती है।

आंशिक निर्वहन क्या है?

आंशिक डिस्चार्ज एक स्थानीय विद्युत डिस्चार्ज है जो इन्सुलेशन सिस्टम के केवल एक हिस्से में होता है। यह गैस से भरे शून्य के अंदर, एक इन्सुलेशन सतह के साथ, एक तेज कंडक्टर किनारे के आसपास, या एक ठोस या मिश्रित ढांकता हुआ में दोष के पास विकसित हो सकता है।

यह घटना आमतौर पर विद्युत तनाव की स्थानीय सांद्रता से जुड़ी होती है। जब स्थानीय विद्युत क्षेत्र किसी कमजोर क्षेत्र की सहन शक्ति से अधिक हो जाता है, तो एक छोटा डिस्चार्ज होता है। डिस्चार्ज संक्षिप्त और छोटा हो सकता है, लेकिन बार-बार की जाने वाली गतिविधि धीरे-धीरे आसपास के इन्सुलेशन को कमजोर कर सकती है।

आईईसी 60270 एसी या डीसी वोल्टेज के साथ परीक्षण किए गए विद्युत उपकरण, घटकों और प्रणालियों में आंशिक निर्वहन को मापने के लिए चार्ज-आधारित तरीकों को परिभाषित करता है। मानक मापने वाले सर्किट, अंशांकन, डिजिटल माप और बाहरी हस्तक्षेप से आंशिक निर्वहन संकेतों को अलग करने को भी संबोधित करता है।आईईसी 60270:2025

आंशिक डिस्चार्ज इंसुलेशन को कैसे नुकसान पहुंचाता है

1. आवेशित कणों से होने वाली रासायनिक क्षति

आंशिक निर्वहन के दौरान, इलेक्ट्रॉन और आयन इन्सुलेशन के कमजोर क्षेत्र से होकर गुजरते हैं। ये उच्च-ऊर्जा आवेशित कण इन्सुलेशन अणुओं से टकराते हैं और रासायनिक बंधन तोड़ सकते हैं।

बार-बार बमबारी का कारण हो सकता है:

1、बहुलक श्रृंखलाओं का अपघटन

2、सतह क्षरण

3、प्रवाहकीय कार्बोनाइज्ड पथों का निर्माण

4、एपॉक्सी राल और अन्य इन्सुलेट सामग्री का रासायनिक क्षरण

5、ढांकता हुआ ताकत में धीरे-धीरे कमी

ठोस इन्सुलेशन में, यह प्रक्रिया एक आंतरिक गुहा को बड़ा कर सकती है या एक वृक्ष चैनल बना सकती है। एक बार जब दोष पर्याप्त रूप से बड़ा हो जाता है, तो इन्सुलेशन सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज या अस्थायी ओवरवॉल्टेज का सामना नहीं कर सकता है।

2. थर्मल और ऑक्सीडेटिव क्षति

आंशिक निर्वहन से स्थानीय ताप भी उत्पन्न होता है। यद्यपि किसी व्यक्तिगत डिस्चार्ज की औसत ऊर्जा कम हो सकती है, एक ही क्षेत्र में केंद्रित बार-बार होने वाली पल्स आसपास के इन्सुलेशन के तापमान को बढ़ा सकती है।

परिणामी तापीय तनाव के कारण निम्न हो सकते हैं:

1、स्थानीय अति ताप

2、ऑक्सीडेटिव क्रैकिंग

3、बहुलक सामग्री का पिघलना या कार्बोनाइजेशन

4、यांत्रिक शक्ति का नुकसान

5、आंतरिक दरारों और रिक्तियों का विस्तार

थर्मल क्षति और रासायनिक क्षति अक्सर एक दूसरे को मजबूत करते हैं। जैसे-जैसे इन्सुलेशन सतह खुरदरी या अधिक प्रवाहकीय हो जाती है, स्थानीय विद्युत क्षेत्र कम समान हो जाता है, जो आगे की डिस्चार्ज गतिविधि को तेज कर सकता है।

उच्च वोल्टेज स्विचगियर और इसकी इन्सुलेशन प्रणाली

हाई वोल्टेज स्विचगियर एक जटिल असेंबली है जो कंडक्टर, स्विचिंग डिवाइस, बसबार, इन्सुलेशन घटक, ग्राउंडिंग एनक्लोजर और नियंत्रण प्रणाली को जोड़ती है।

डिज़ाइन के आधार पर, विशिष्ट सामग्रियों में शामिल हो सकते हैं:

1、एपॉक्सी राल

2、सिलिकॉन या अन्य इंजीनियरिंग प्लास्टिक

3、वायु या इन्सुलेटिंग गैस

4, लागू गैस-इन्सुलेटेड उपकरण में सल्फर हेक्साफ्लोराइड

5、सिरेमिक या मिश्रित इन्सुलेशन

6、तांबा, एल्यूमीनियम, और अन्य प्रवाहकीय सामग्री

विभिन्न सामग्रियों और ज्यामिति का संयोजन कई स्थानों का निर्माण करता है जहां आंशिक निर्वहन हो सकता है। विनिर्माण गुणवत्ता, असेंबली सटीकता, ऑपरेटिंग वोल्टेज, तापमान, आर्द्रता, संदूषण और इन्सुलेशन उम्र बढ़ने सभी पीडी व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं।

स्विचगियर अनुप्रयोगों के लिए, प्रासंगिक आवश्यकताएं उपकरण डिजाइन और वोल्टेज वर्ग पर निर्भर करती हैं। IEC 62271 श्रृंखला में उच्च वोल्टेज स्विचगियर और कंट्रोलगियर शामिल हैं, जिसमें ठोस इन्सुलेशन और इन्सुलेट गैसों का उपयोग करने वाले उपकरण शामिल हैं।आईईसी 62271 श्रृंखला

हाई वोल्टेज स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज के मुख्य कारण

1. इन्सुलेशन निर्माण प्रक्रिया में दोष

विनिर्माण दोष सॉलिड-इंसुलेटेड स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज के सबसे आम स्रोतों में से हैं।

आंतरिक रिक्तियाँ और वायु बुलबुले

एपॉक्सी कास्टिंग, मोल्डिंग या एनकैप्सुलेशन के दौरान, हवा के बुलबुले इन्सुलेशन के अंदर रह सकते हैं। इन रिक्तियों में आसपास के ठोस इन्सुलेशन की तुलना में कम ढांकता हुआ ताकत होती है।

जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो शून्य के अंदर विद्युत क्षेत्र ठोस पदार्थ के औसत क्षेत्र से अधिक हो जाता है। यह शून्य के अंदर गैस के ढांकता हुआ स्थिरांक और आसपास के इन्सुलेशन के बीच अंतर से संबंधित है।

परिणामस्वरूप, गुहा में गैस मुख्य इन्सुलेशन से पहले टूट सकती है। प्रत्येक डिस्चार्ज रिक्त स्थान को बढ़ा सकता है, इसकी सतह को नुकसान पहुंचा सकता है, और अंततः समग्र इन्सुलेशन ताकत को कम कर सकता है।

विदेशी कण और सामग्री संदूषण

उत्पादन के दौरान लाए गए धातु के कण, धूल, नमी और अन्य अशुद्धियाँ स्थानीय कमज़ोरियाँ पैदा कर सकती हैं। प्रवाहकीय संदूषण विद्युत क्षेत्र को विकृत कर सकता है या इन्सुलेशन के विभिन्न क्षेत्रों के बीच एक निर्वहन पथ बना सकता है।

विशिष्ट कारणों में शामिल हैं:

1、खराब नियंत्रित कास्टिंग स्थितियाँ

2、असेंबली से पहले अपर्याप्त सफाई

3、इन्सुलेशन घटकों का अनुचित भंडारण

4、एपॉक्सी राल का अपर्याप्त इलाज

5、परिवहन या स्थापना के दौरान संदूषण

एक भी आंतरिक दोष तत्काल विफलता का कारण नहीं बन सकता है, लेकिन जैसे-जैसे उपकरण पुराना होता जाता है या बढ़े हुए विद्युत तनाव के तहत काम करता है, यह अधिक सक्रिय हो सकता है।

2. असमान विद्युत क्षेत्र वितरण

विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदर्शन के लिए एक समान विद्युत क्षेत्र आवश्यक है। कोई भी नुकीला बिंदु, अनियमित सतह, या तैरती हुई प्रवाहकीय वस्तु स्थानीय विद्युत क्षेत्र को बढ़ा सकती है और आंशिक निर्वहन शुरू कर सकती है।

कंडक्टरों पर गड़गड़ाहट और तेज धारें

बसबार की गड़गड़ाहट, नुकीले कोने, अधूरे कंडक्टर किनारे और खराब आकार के इलेक्ट्रोड एक मजबूत विद्युत क्षेत्र एकाग्रता उत्पन्न कर सकते हैं।

यह प्रभाव विशेष रूप से आसपास महत्वपूर्ण है:

1、बसबार जोड़

2、केबल टर्मिनल

3、संपर्कों को स्थानांतरित करना

4、बोल्ट कनेक्शन

5、परिरक्षण घटक

6、मोल्डेड इन्सुलेशन के अंदर प्रवाहकीय आवेषण

यहां तक ​​कि जब औसत ऑपरेटिंग वोल्टेज उपकरण रेटिंग के भीतर होता है, तो तेज धार के पास का स्थानीय क्षेत्र डिस्चार्ज शुरुआत स्तर से अधिक हो सकता है।

ढीले या तैरते धातु के कण

स्विचगियर बाड़े के अंदर धातु के कण विद्युत आवेशित हो सकते हैं या विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गति कर सकते हैं। ऑपरेशन के दौरान उनकी स्थिति और क्षमता बदल सकती है, जिससे अस्थिर क्षेत्र की स्थिति पैदा हो सकती है।

ऐसे कण निम्न का कारण बन सकते हैं:

1、स्थानीय क्षेत्र संवर्द्धन

2、सतह निर्वहन

3、आंतरायिक निर्वहन दालें

4、आस-पास के इन्सुलेशन पर ट्रैकिंग

5、अस्थिर पीडी पैटर्न

यह एक कारण है कि स्विचगियर निर्माण और रखरखाव के दौरान सफाई और सख्त असेंबली प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं।

दूषित या खुरदरी इन्सुलेशन सतहें

धूल, नमी, तेल और अन्य संदूषण इन्सुलेशन सतह पर प्रभावी क्रीपेज दूरी को कम कर सकते हैं। एक खुरदरी या क्षतिग्रस्त सतह छोटे क्षेत्र की सांद्रता भी बनाती है जहां सतह का निर्वहन शुरू हो सकता है।

निम्न के संपर्क में आने वाले उपकरणों में सतही संदूषण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है:

1、उच्च आर्द्रता

2、प्रवाहकीय धूल

3、नमक स्प्रे

4、औद्योगिक प्रदूषण

5、संक्षेपण

6、खराब वेंटिलेशन

यदि इन्सुलेशन सतह पर पहले से ही ट्रैकिंग, दरारें या कटाव विकसित हो गया है, तो अकेले सफाई से समस्या का स्थायी समाधान नहीं हो सकता है।

ग्राउंडेड बाड़े में दोष

धातु का घेरा आम तौर पर परिरक्षण और एक नियंत्रित संदर्भ क्षमता प्रदान करता है। हालाँकि, खुरदरे वेल्ड, छिद्र, स्लैग समावेशन और अन्य विनिर्माण दोष ग्राउंडेड बाड़े के पास अनियमित विद्युत क्षेत्र की स्थिति पैदा कर सकते हैं।

ये दोष आस-पास के इन्सुलेशन या प्रवाहकीय भागों के साथ संपर्क कर सकते हैं और निर्वहन के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। इसलिए विनिर्माण और निरीक्षण के दौरान वेल्ड गुणवत्ता, बाड़े की ज्यामिति, ग्राउंडिंग निरंतरता और आंतरिक मंजूरी की जांच की जानी चाहिए।

3. गैर-समान ढांकता हुआ मीडिया

आधुनिक स्विचगियर अक्सर मिश्रित इन्सुलेशन सिस्टम का उपयोग करता है जिसमें कई सामग्रियां एक साथ काम करती हैं। उदाहरण के लिए, एपॉक्सी राल को इंजीनियरिंग प्लास्टिक, इंसुलेटिंग गैस, प्रवाहकीय आवेषण और वायु अंतराल के साथ जोड़ा जा सकता है।

प्रत्येक सामग्री में अलग-अलग विद्युत और तापीय गुण होते हैं। यदि इंटरफ़ेस खराब तरीके से डिज़ाइन या निर्मित किया गया है, तो ढांकता हुआ क्षेत्र समान रूप से वितरित नहीं किया जा सकता है।

संभावित समस्याओं में शामिल हैं:

1、विभिन्न इन्सुलेशन सामग्रियों के बीच खराब संबंध

2、असमान ढांकता हुआ स्थिरांक

3、सामग्री इंटरफेस पर अंतराल

4、आंतरिक प्रदूषण

5、परतों के बीच फंसी नमी

6、एम्बेडेड कंडक्टरों के आसपास रिक्तियां

आंतरिक बुलबुले और अशुद्धियाँ ढांकता हुआ माध्यम की गैर-एकरूपता को और बढ़ा सकती हैं। ऑपरेटिंग वोल्टेज के तहत, ये क्षेत्र आसपास के इन्सुलेशन की तुलना में अधिक विद्युत तनाव का अनुभव कर सकते हैं और आंशिक निर्वहन का प्रारंभिक बिंदु बन सकते हैं।

अन्य कारक जो आंशिक निर्वहन को प्रभावित करते हैं

आंशिक निर्वहन केवल विनिर्माण दोषों के कारण नहीं होता है। कई परिचालन और पर्यावरणीय स्थितियाँ डिस्चार्ज गतिविधि को बढ़ा सकती हैं।

ऑपरेटिंग वोल्टेज

जैसे-जैसे लागू वोल्टेज बढ़ता है, कमजोर क्षेत्रों में विद्युत क्षेत्र भी बढ़ता है। एक दोष जो सामान्य वोल्टेज पर निष्क्रिय रहता है, वह ओवरवॉल्टेज घटना, झेलने वाले परीक्षण या सिस्टम वोल्टेज में अस्थायी वृद्धि के दौरान मापने योग्य निर्वहन उत्पन्न कर सकता है।

तापमान

तापमान इन्सुलेशन गुणों, गैस दबाव, सामग्री विस्तार और इंटरफेस की स्थिति को प्रभावित करता है। थर्मल विस्तार मौजूदा अंतराल को बढ़ा सकता है या बंधे हुए इन्सुलेशन घटकों पर अतिरिक्त दबाव डाल सकता है।

आर्द्रता और संघनन

नमी सतह इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर सकती है और सतह के निर्वहन को बढ़ावा दे सकती है। संक्षेपण विशेष रूप से खतरनाक होता है जब गर्म, आर्द्र हवा कूलर स्विचगियर डिब्बे में प्रवेश करती है।

इन्सुलेशन एजिंग

लंबे समय तक विद्युत, थर्मल और यांत्रिक तनाव इन्सुलेशन की उम्र बढ़ने का कारण बन सकता है। उम्र बढ़ने से दरारें, मलिनकिरण, क्षरण, प्रदूषण और नमी अवशोषण में वृद्धि हो सकती है, ये सभी आंशिक निर्वहन को अधिक संभावित बना सकते हैं।

यांत्रिक तनाव और कंपन

ढीले कनेक्शन, कंपन और बार-बार थर्मल विस्तार इन्सुलेशन घटकों के बीच छोटे अंतराल पैदा कर सकते हैं। ये अंतराल डिस्चार्ज स्थान बन सकते हैं, विशेष रूप से बसबारों, केबल टर्मिनेशन और एम्बेडेड कंडक्टरों के पास।

स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज का पता लगाना

पीडी परीक्षण का उपयोग गंभीर इन्सुलेशन विफलता में विकसित होने से पहले डिस्चार्ज गतिविधि की पहचान करने के लिए किया जाता है। उपकरण और परीक्षण उद्देश्य के आधार पर, इंजीनियर स्पष्ट चार्ज, डिस्चार्ज परिमाण, चरण-समाधान पैटर्न, पल्स पुनरावृत्ति और समय के साथ परिवर्तन का मूल्यांकन कर सकते हैं।

एक विश्वसनीय परीक्षण में शामिल होना चाहिए:

1、एक उपयुक्त माप उपकरण और सेंसर व्यवस्था

2、माप प्रणाली का उचित अंशांकन

3、बाहरी हस्तक्षेप का प्रभावी नियंत्रण

4、सही ग्राउंडिंग और परिरक्षण

5、स्थिर परीक्षण वोल्टेज और पर्यावरण की स्थिति

6、तकनीकी सीमाओं और पिछले परीक्षण रिकॉर्ड के साथ तुलना

वेशाइन इलेक्ट्रिक एक पेशेवर निर्माता है जो उच्च-वोल्टेज परीक्षण और माप उपकरणों के अनुसंधान, विकास और उत्पादन के लिए समर्पित है। मानकीकृत उत्पादन कार्यशालाओं और स्वतंत्र अंशांकन प्रयोगशालाओं से सुसज्जित, फैक्ट्री आईईसी मानकों और आईएसओ गुणवत्ता प्रबंधन प्रणालियों का सख्ती से पालन करती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रत्येक उपकरण वैश्विक बिजली उद्योग अनुप्रयोगों के लिए स्थिर, दोहराने योग्य और हस्तक्षेप-प्रतिरोधी परीक्षण प्रदर्शन प्रदान करता है।

GDJF-2007 डिजिटल आंशिक डिस्चार्ज परीक्षक वेशाइन इलेक्ट्रिक द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित और फ़ैक्टरी-कैलिब्रेटेड है। इसका उपयोग उच्च वोल्टेज उपकरणों में डिजिटल आंशिक निर्वहन माप और विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।  व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपकरण पीडी परिमाण, डिस्चार्ज पैटर्न और इन्सुलेशन स्थिति के मूल्यांकन का समर्थन कर सकता है। सटीक परीक्षण कॉन्फ़िगरेशन और स्वीकृति मानदंड का चयन स्विचगियर डिज़ाइन, लागू मानकों और निर्माता के तकनीकी दस्तावेज़ीकरण के अनुसार किया जाना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज का सबसे आम कारण क्या है?

सामान्य कारणों में आंतरिक रिक्तियां, हवा के बुलबुले, अशुद्धियां, तेज कंडक्टर किनारे, सतह संदूषण, खराब इन्सुलेशन इंटरफेस और असमान विद्युत क्षेत्र वितरण शामिल हैं।

क्या आंशिक निर्वहन सीधे देखा जा सकता है?

आमतौर पर, सामान्य ऑपरेशन के दौरान आंशिक डिस्चार्ज नहीं देखा जा सकता है। इसका पता आमतौर पर इलेक्ट्रिकल, अल्ट्रासोनिक या अन्य विशेष माप विधियों के माध्यम से लगाया जाता है।

क्या आंशिक डिस्चार्ज का मतलब हमेशा तत्काल उपकरण विफलता है?

नहीं, आंशिक स्राव धीरे-धीरे विकसित हो सकता है। हालाँकि, लगातार या बढ़ती पीडी गतिविधि इन्सुलेशन में गिरावट का संकेत देती है और पेशेवर मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

बसबार के नुकीले किनारे आंशिक निर्वहन का कारण कैसे बनते हैं?

नुकीले किनारे विद्युत क्षेत्र को केंद्रित करते हैं। स्थानीय क्षेत्र औसत क्षेत्र की तुलना में बहुत मजबूत हो सकता है, जिससे किनारे के पास निर्वहन शुरू हो सकता है।

स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज को कैसे कम किया जा सकता है?

प्रभावी उपायों में इन्सुलेशन निर्माण में सुधार, गड़गड़ाहट को दूर करना, सफाई को नियंत्रित करना, नमी को रोकना, विद्युत क्षेत्र ग्रेडिंग को अनुकूलित करना, बाड़े की ग्राउंडिंग में सुधार करना और नियमित पीडी परीक्षण करना शामिल है।

निष्कर्ष

उच्च वोल्टेज स्विचगियर में आंशिक डिस्चार्ज आमतौर पर इन्सुलेशन दोष, विद्युत क्षेत्र एकाग्रता, गैर-समान ढांकता हुआ सामग्री, पर्यावरणीय परिस्थितियों और दीर्घकालिक उम्र बढ़ने के संयोजन का परिणाम होता है।

आंतरिक रिक्तियाँ, अशुद्धियाँ, तेज बसबार किनारे, तैरते धातु के कण, दूषित सतहें और खराब इन्सुलेशन इंटरफेस सभी स्थानीय विद्युत तनाव पैदा कर सकते हैं। एक बार डिस्चार्ज शुरू होने पर, रासायनिक क्षरण और थर्मल क्षति धीरे-धीरे इन्सुलेशन को कमजोर कर सकती है।

नियमित आंशिक डिस्चार्ज परीक्षण इन्सुलेशन स्थिति के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है और रखरखाव टीमों को बड़ी विफलता होने से पहले विकासशील समस्याओं की पहचान करने में मदद करता है। सटीक निदान के लिए, योग्य पेशेवरों द्वारा उचित रूप से कैलिब्रेटेड उपकरण और लागू मानकों के अनुरूप प्रक्रियाओं का उपयोग करके परीक्षण किया जाना चाहिए।

इन-हाउस आर एंड डी, मानकीकृत फैक्ट्री उत्पादन और सख्त गुणवत्ता अंशांकन द्वारा समर्थित, वेशाइन इलेक्ट्रिक दुनिया भर में सबस्टेशन रखरखाव, पावर ग्रिड निरीक्षण और औद्योगिक बिजली प्रणाली निदान के लिए विश्वसनीय उच्च-वोल्टेज परीक्षण उपकरण और पेशेवर तकनीकी समाधान प्रदान करना जारी रखता है। तकनीकी डेटाशीट, अनुकूलित परीक्षण समाधान और फ़ैक्टरी थोक समर्थन के लिए बेझिझक हमारी टीम से संपर्क करें।