Phóng Điện Cục Bộ (Partial Discharge – PD): “Kẻ Thù Thầm Lặng” Của Hệ Thống Điện & Giải Pháp Chẩn Đoán Sớm
Trong vận hành và bảo trì hệ thống điện trung/cao thế, có những sự cố xảy ra không phải do sét đánh hay quá tải tức thời, mà đến từ một “sát thủ” vô hình tích tụ qua nhiều năm. Đó chính là Phóng điện cục bộ (Partial Discharge – PD).
Dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 60270 hay NFPA 70B, bài viết này sẽ giải phẫu chi tiết hiện tượng PD, nguyên nhân hóa học sâu xa, và cách chẩn đoán sớm để ngăn chặn nguy cơ nổ thiết bị trước khi quá muộn.
1. Phóng Điện Cục Bộ (PD) Là Gì?
💡 Định nghĩa nhanh: Phóng điện cục bộ (PD) là hiện tượng phóng điện không hoàn toàn, xảy ra cục bộ bên trong vật liệu cách điện (rắn, lỏng hoặc khí) hoặc trên bề mặt tiếp xúc dưới tác dụng của điện trường cao.
Khác với phóng điện hoàn toàn gây ngắn mạch ngay lập tức, PD chỉ bắc cầu một phần khoảng cách giữa các điện cực.
- Đặc điểm nhận dạngCường độ xung rất nhỏ (tính bằng nano hoặc micro-coulomb), tần số cực cao (hàng nghìn lần/giây).
- Bản chấtLà sự phá hủy dần dần. Nó giống như “mối mọt” ăn mòn hệ thống cách điện từ bên trong.
Phân Biệt Các Loại Phóng Điện (Đừng Nhầm Lẫn!)
Để chẩn đoán đúng, kỹ sư cần phân biệt rõ PD với các hiện tượng khác:
| Loại Phóng Điện | Đặc Điểm & Mức Độ Nguy Hiểm |
|---|---|
| Phóng điện cục bộ (PD) | Xảy ra bên trong/cục bộ. Không gây ngắt mạch ngay, nhưng tích tụ gây hư hỏng lâu dài. |
| Phóng điện hoàn toàn (Full Discharge) | Phóng điện trên toàn bộ bề mặt hoặc xuyên thủng cách điện. Gây tia lửa mạnh, ngắn mạch và phá hủy thiết bị ngay lập tức. |
| Phóng điện vầng quang (Corona) | Xảy ra ở bề mặt vật dẫn trong môi trường khí (tiếng “tách tách”, phát sáng). Thường không làm hỏng cách điện trực tiếp nhưng gây nhiễu và sinh khí Ozon. |
2. Tại Sao PD Lại Nguy Hiểm? (Cơ Chế Hóa Học & Vật Lý)
⚠️ Cảnh báo: Sự nguy hiểm của PD nằm ở sự tích tụ. Nó tạo ra các đường dẫn nhỏ như rễ cây (Electrical Treeing) và sinh ra Axit Nitric ăn mòn thiết bị từ bên trong.
Nhiều người chủ quan vì PD có cường độ nhỏ. Tuy nhiên, dưới đây là quy trình phá hủy thiết bị của PD:
1. Hiệu ứng “Cây” (Electrical Treeing)
Các xung điện liên tục bắn phá tạo ra các đường dẫn nhỏ li ti như rễ cây trong lớp cách điện, dần dần mở rộng thành vết nứt lớn.
2. Ăn mòn hóa học (Chemical Corrosion)
Đây là yếu tố ít người biết. Quá trình phóng điện tạo ra Ozon (O₃).
Chính Axit Nitric này sẽ ăn mòn, làm rỗ bề mặt cách điện và các chi tiết kim loại.
Chuyên viên tư vấn & Báo giá
Ms. Khuyên Bùi
Kết cục: Dẫn đến ngắn mạch, hồ quang điện và cháy nổ máy biến áp hoặc tủ điện.
Nguyên Nhân Gốc Rễ (Root Causes)
- Lỗi chế tạo/Thi công: Tồn tại các khe hở không khí, lỗ rỗng (voids) trong cách điện rắn.
- Vận hành: Bọt khí sinh ra trong dầu máy biến áp, sự lão hóa vật liệu do nhiệt, hoặc quá tải điện áp.
- Môi trường: Bụi bẩn, độ ẩm cao bám trên bề mặt cách điện.
3. Phân Loại PD & Phương Pháp Đo Tương Ứng
🔍 Chìa khóa chẩn đoán: Để phát hiện chính xác, chúng ta cần phân biệt hai loại chính: PD Bên Trong (dùng công nghệ TEV) và PD Bề Mặt (dùng công nghệ Siêu âm).
4. Giải Pháp Chẩn Đoán: Thiết Bị & Quy Trình
Theo các tiêu chuẩn IEC 60270 và IEEE Std 400, việc đo lường phải được thực hiện định kỳ.
So Sánh Phương Pháp Đo: TEV vs. Ultrasonic
| Tiêu chí | Đo Trường Điện Từ (TEV) | Đo Siêu Âm (Ultrasonic) |
|---|---|---|
| Ứng dụng chính | Phát hiện PD bên trong (Internal). | Phát hiện PD bề mặt (Surface) & Corona. |
| Ưu điểm | Đo xuyên qua vỏ kim loại, không cần mở tủ. | Độ nhạy rất cao, xác định chính xác vị trí phát ra tiếng động. |
| Nhược điểm | Dễ bị nhiễu sóng vô tuyến từ môi trường. | Cần đường truyền âm thanh (khe hở), khó đo nếu tủ quá kín. |
| Lời khuyên | Nên kết hợp cả hai phương pháp để không bỏ sót lỗi. | |
Chiến Lược Đo: On-line hay Off-line?
- 1. Đo On-line (Khi máy đang chạy): An toàn, không gián đoạn sản xuất, phản ánh đúng điều kiện vận hành.
- 2. Đo Off-line (Thí nghiệm máy điện quay):✅ Ưu điểm: Điều chỉnh được điện áp để tìm Điện áp khởi đầu (PDIV) và Điện áp kết thúc (PEPD). Nhiễu nền thấp.❌ Nhược điểm: Phải cắt điện, tốn kém thời gian tháo lắp.
Thiết Bị Đo Chuyên Dụng (Review)
Các thiết bị hàng đầu hiện nay thường tích hợp đa cảm biến:
5. Quy Trình Xử Lý & Tiêu Chuẩn Áp Dụng
📋 Quy trình chuẩn 4 bước: Khi phát hiện PD, cần tuân thủ nghiêm ngặt lộ trình: Xác định ➔ Sửa chữa ➔ Cải thiện ➔ Điều chỉnh vận hành.
Xác định
Dùng thiết bị đo để định vị chính xác và phân loại nguyên nhân.
Sửa chữa
Thay thế đầu cáp, vệ sinh bề mặt cách điện hoặc thay thế thiết bị.
Cải thiện
Nâng cấp vật liệu cách điện hoặc thiết kế lại hệ thống thoáng khí hơn.
Điều chỉnh
Giảm tải hoặc kiểm soát nhiệt độ/độ ẩm phòng điện.
Các Tiêu Chuẩn Tham Chiếu:
- IEC 60060-1: Yêu cầu an toàn chung.
- NFPA 70B: Hướng dẫn bảo trì và phòng chống cháy nổ thiết bị điện.
Kết Luận: Đừng Đợi Đến Khi Tủ Điện Phát Nổ!
Phóng điện cục bộ không bao giờ tự mất đi, nó chỉ tệ hơn theo thời gian. Việc phát hiện sớm bằng các dịch vụ đo PD Online là giải pháp kinh tế và an toàn nhất để bảo vệ tài sản của doanh nghiệp.
Bạn cần tư vấn hoặc dịch vụ đo PD chuyên nghiệp?
Hãy liên hệ với đơn vị có chuyên môn sâu và trang thiết bị hiện đại:
CÔNG TY TNHH KTH ELECTRIC
📍 Địa chỉ: 251 Phạm Văn Chiêu, Phường An Hội Tây, TP Hồ Chí Minh.
📞 Hotline: 0968.27.11.99
📧 Email: kthelectric.com@gmail.com
*Bài viết được tổng hợp dựa trên dữ liệu kỹ thuật chuyên sâu DS1, đảm bảo tính chính xác và tuân thủ các tiêu chuẩn ngành điện.*
