In many insulation systems, the solid insulator has a higher relative permittivity than the surrounding gas, such as air. Because of this difference in permittivity, electric field lines bend and concentrate near the interface. This creates local regions of enhanced electric field strength, especially near electrode edges, sharp points, defects, or contaminated surfaces.

When the local electric field becomes strong enough, free electrons near the interface are accelerated. These electrons collide with gas molecules and generate more charged particles, forming an electron avalanche. As the process continues, discharge activity develops along the surface of the solid insulator.

もう 1 つの重要な機能は、表面電荷の蓄積です。放電中、イオンと電子が絶縁体の表面に堆積します。これらの表面電荷は元の電界分布を変化させ、その極性と位置に応じてさらなる放電の進行を促進または抑制することができます。

表面放電の段階

表面放電は通常、印加電圧が増加するにつれていくつかの段階で進行します。空気を例にとると、プロセスは典型的な 3 つの段階に分けることができます。

最初の段階はコロナ放電です。この段階では、電極端付近や高電界領域で弱い局所放電が発生します。通常、放電は限定的であり、まだ断熱材の表面全体に広がりません。

第 2 段階は滑り放電です。電圧が増加し続けると、放電チャネルが絶縁体の表面に沿って伸び始めます。明るいフィラメント状の放電経路が現れ、反対側の電極に向かって徐々に成長することがあります。

最終段階はフラッシュオーバーです。フラッシュオーバーは、放電チャネルが絶縁表面に沿って電極ギャップ全体を埋めるときに発生します。この時点で、絶縁システムは絶縁機能を失い、完全な絶縁不全に陥ります。

表面放電の主要パラメータ

最も重要なパラメータの 1 つはフラッシュオーバー電圧です。フラッシュオーバー電圧とは、表面放電が絶縁表面を横切る完全な導電経路に発展する臨界電圧を指します。

表面放電は、DC またはインパルス電圧下でも強い極性効果を示します。開始電圧およびフラッシュオーバー電圧は、正極性の場合と負極性の場合とは大きく異なる場合があります。これは主に表面電荷の形成、分布、影響に関係します。

もう 1 つの重要なパラメータは時間遅れです。タイムラグとは、電圧を印加してから放電やフラッシュオーバーが発生するまでの遅れを指します。初期電子の利用可能性、表面状態、電圧波形、環境条件などの要因によって影響されます。

表面放電に影響する要因

表面放電は、材料特性と環境の両方の影響を受けます。条件.

比誘電率は重要な役割を果たします。誘電率が高い固体材料は界面で強い電界歪みを引き起こす傾向があり、これによりフラッシュオーバー電圧が低下する可能性があります。

表面状態も重要です。表面が粗いと、局所的な電界が増大する可能性があります。湿気、塩分、塵、油、その他の汚染物質により絶縁表面に導電層が形成され、フラッシュオーバー電圧が大幅に低下することがあります。この現象は、汚染フラッシュオーバーと呼ばれることがよくあります。

気圧と温度も放電挙動に影響します。空気圧が低くなったり、温度が高くなるとガス密度が低下し、放電が開始されやすくなります。これは空気中でのコロナ放電の挙動に似ています。

電圧波形も重要な要素です。沿面放電特性は、AC 電圧、DC 電圧、雷インパルス電圧の下で大きく変化する可能性があります。各波形は、電荷の蓄積、放電の進行、およびフラッシュオーバーの挙動に異なる影響を与えます。

表面放電とコロナ放電

表面放電とコロナ放電はどちらも部分放電現象ですが、発生する場所が異なり、放電に異なる影響を与えます。機器.

Feature	Corona Discharge	Surface Discharge
Location	On conductor surface and surrounding air	Interface between solid insulator and gas/liquid
Dielectric medium	Fluid dielectric only (gas/liquid)	Solid + fluid (dual dielectric)
Hazard level	Primarily power loss and EMI	Easily causes insulation surface erosion or even complete flashover
Impact on equipment	Relatively slow chemical corrosion	Can lead to system failure within a very short time

表面放電の段階

表面放電は、通常、印加電圧が増加するにつれていくつかの段階で発生します。空気を例にとると、プロセスは典型的な 3 つの段階に分けることができます。

表面放電の主要パラメータ

表面放電に影響する要因

表面放電は、材料特性と環境の両方の影響を受けます。条件.

気圧と温度も放電挙動に影響します。空気圧が低くなったり、温度が高くなるとガス密度が低下し、放電が開始されやすくなります。これは空気中のコロナ放電の挙動に似ています。

表面放電とコロナ放電

表面放電とコロナ放電はどちらも部分放電現象ですが、発生する場所が異なり、放電に異なる影響を与えます。機器.

当社のカメラが放電を検出できる理由

表面放電は単なる電気現象ではありません。また、検出可能な物理信号も生成されます。

放電中、急速なイオン化、電子の移動、局所的な加熱、ガスの微爆発的膨張が非常に短時間で発生します。これらのプロセスにより、圧力波と超音波信号が生成されます。多くの場合、これらの超音波信号は人間の可聴範囲を超えていますが、高感度の音響センサーで捉えることができます。

当社のカメラはこれらの超音波信号を検出します。

マイクアレイを使用することで、カメラは複数の機器から放電関連の音響信号を受信します。指示。音響イメージングとビームフォーミングアルゴリズムを通じて、音がどこから来ているかを計算し、放電源を可視画像に重ね合わせます。

これにより、検査員は、騒音を聞いたり、問題が発生している可能性がある場所を推測したりするだけでなく、疑わしい放電点の位置を確認できるようになります。 be.

高電圧機器の検査では、これは非常に価値があります。表面放電は、絶縁体表面、ケーブル終端、開閉装置コンポーネント、変圧器ブッシュ、またはその他の絶縁構造の周囲で発生する可能性があります。これらの場所は、特に放電が弱いか断続的である場合、目視で検査するのが難しい場合があります。

With acoustic imaging, inspectors can scan the equipment from a safe distance and quickly identify the possible discharge source.

現場検査におけるこれが意味すること

従来の放電検査は、多くの場合、経験、至近距離での確認、または間接的な症状に依存します。しかし、表面放電は隠れていて、断続的で、肉眼で見つけるのが難しい場合があります。

当社のカメラは、検査プロセスをより視覚的に、より効率的にするのに役立ちます。

ユーザー:

Locate suspected discharge sources;
Identify abnormal ultrasonic signals from high-voltage equipment;
Inspect equipment from a safer distance;
Reduce manual troubleshooting time;
Record visual evidence for maintenance decisions;
Support preventive maintenance before serious insulation failure occurs.

カメラは機器に接触する必要はありません。通常の動作を妨げることはありません。これは、検査員が放電関連の音響信号がどこから来ているかを見つけるのに役立ち、メンテナンスチームは注意が必要な可能性のある正確なコンポーネントまたは領域に集中できます。

音響カメラが放電を検出できる理由

表面放電は単なる電気的事象ではありません。また、検出可能な物理信号も生成します。

放電中、急速なイオン化、電子の移動、局所的な加熱、およびガスの微小膨張が非常に短時間で発生します。これらのプロセスにより、圧力波と超音波信号が生成されます。多くの場合、これらの超音波信号は人間の可聴範囲を超えていますが、高感度の音響センサーで捉えることができます。

これが、音響カメラが放電検出に使用できる理由です。

マイクアレイを使用することにより、音響カメラは放電関連の信号を受信します。多方向からの超音波信号。音響イメージングとビームフォーミングアルゴリズムを通じて、音がどこから来ているかを計算し、放電源を可視画像に重ね合わせます。

高電圧機器の検査では、これは非常に価値があります。表面放電は、絶縁体表面、ケーブル終端、開閉装置コンポーネント、変圧器ブッシュ、またはその他の絶縁構造の周囲で発生する可能性があります。これらの場所は、特に放電が弱い場合、断続的な場合、または複雑な機器構造内に隠れている場合に、目視で検査するのが難しい場合があります。

HERTZINNO 音響カメラがさらに進化する理由: PRPD 認識

放電検査については、超音波発生源を見つけることは最初のステップにすぎません。より高度な質問は次のとおりです:

放電の種類は何ですか?

ここで、HERTZINNO 音響カメラが主要な機能を提供しますAdvantage.

HERTZINNO 音響カメラは、放電関連の超音波信号の位置を特定できるだけでなく、PRPD 分析もサポートします。 PRPD は、位相分解部分放電の略です。これは、放電パルスが電力周波数サイクルの位相全体にどのように分布するかを示しています。

Different discharge types often have different PRPD patterns. For example, corona discharge, surface discharge, floating discharge, and noise-related signals may show different phase and energy distributions. By analyzing these patterns, the system can help users better understand the type and nature of the discharge.

This is especially important for surface discharge detection. Surface discharge may begin with weak and intermittent signals. If the system only detects whether sound exists, early-stage defects may be missed or difficult to classify. PRPD analysis provides an additional layer of diagnostic information.