Částečné výboje při nekontinuální sekvenci napětí

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou částečných výbojů při nekontinuální sekvenci napětí. Úvodní část je věnována základním pojmům, jako je diagnostika elektrických strojů a elektrická pevnost izolantů. Následuje teoretický rozbor částečných výbojů, mechanismu jejich vzniku a metod měření. Hlavní část práce se soustředí na výzkum částečných výbojů při nekontinuální sekvenci napětí, konkrétně na jev označovaný jako echo částečného výboje. Tento jev představuje výskyt částečných výbojů v období bez přiloženého napětí poté, co byl vzorek vystaven napětí nad prahovou hodnotou výboje. Mechanismus echa souvisí s akumulací náboje, zbytkovým elektrickým polem, jeho rozpadem a s povrchovou vodivostí materiálu. Cílem práce bylo ověřit existenci tohoto jevu. K tomu byl sestaven měřicí obvod, vytvořeny vzorky s vnitřní nehomogenitou pomocí 3D tisku, navrženy algoritmy pro generování nekontinuální sekvence napětí a zpracování naměřených dat. Existence echa částečného výboje byla úspěšně ověřena. Podrobnější zkoumání tohoto jevu může přispět k hlubšímu porozumění rozložení a rozpadu vnitřního náboje a jeho vztahu k povrchové vodivosti izolačního materiálu.This bachelor's thesis addresses the phenomenon of partial discharges occurring under non-continuous voltage sequence stresses. The introductory section covers fundamental concepts such as the diagnostics of electrical machines and the dielectric strength of insulating materials. It is followed by a theoretical analysis of partial discharges, their initiation mechanisms, and measurement methods. The core of the thesis focuses on the investigation of partial discharges under so-called chopped voltage sequences, specifically on the phenomenon referred to as the partial discharge echo. This phenomenon describes the occurrence of discharges during voltage-free periods, following previous exposure of the sample to voltages above the inception level. The echo effect is associated with charge accumulation, residual electric fields, their relaxation, and the surface conductivity of the material. The goal of the thesis was to experimentally verify the existence of this effect. For this purpose, a measuring circuit was designed, samples with internal inhomogeneity were created using 3D printing, and algorithms were developed both for generating the chopped voltage sequence and for processing the measured data. The existence of the partial discharge echo was successfully confirmed. A deeper investigation of this effect may contribute to better understanding of internal charge behaviour and its relationship with surface conductivity in insulating systems.