Як виявити частковий розряд?

Що таке частковий розряд?

По-перше, короткий підсумок: частковий розряд – це локалізований електричний розряд, який лише частково перекриває ізоляцію між провідниками. Це може відбуватися всередині порожнин у твердій ізоляції, уздовж поверхні ізоляції або в бульбашках газу в рідкій ізоляції. Якщо не контролювати, PD прогресивно погіршує ізоляцію, що призводить до остаточного виходу з ладу.

1. Основні принципи виявлення часткових розладів

Усі методи виявлення ґрунтуються на вимірюванні фізичних явищ, які породжує PD:

Електричні імпульси:Основним ефектом є швидкий наносекундний-імпульс струму.

Електромагнітне випромінювання:Імпульс струму випромінює електромагнітну енергію, зокрема радіочастотні (РЧ) і високочастотні-сигнали.

Акустична емісія:Розряд створює крихітну ударну хвилю, звукове або ультразвукове «клацання».

Побічні-хімічні продукти:PD розкладає ізоляційні матеріали, вивільняючи специфічні гази (наприклад, озон) і викликаючи хімічні зміни.

2. Основні методи виявлення

Ось основні методи, класифіковані за явищем, яке вони виявляють.

A. Електричні методи виявлення (золотий стандарт)

Це найбільш прямий і кількісний метод, який відповідає стандарту IEC 60270.

Як це працює:Він вимірює уявний заряд (у пікокулонах, пКл) імпульсів струму, спричинених частковим розрядом. Конденсатор зв’язку та опір виявлення утворюють схему для захоплення цих високочастотних-імпульсів.

налаштування:

До досліджуваного об'єкта паралельно підключають розділовий конденсатор.

Вимірювальний імпеданс (квадриполюсник) з’єднаний послідовно з конденсатором.

Спеціальний детектор часткового розряду вимірює імпульси, фільтрує шуми та відображає результати.

Ключовий результат:

Величина PD (пКл):Уявний заряд розряду.

Фаза-схема часткового розряду (PRPD):Діаграма, що показує величину та кількість розряду в залежності від фазового кута циклу живлення змінного струму. Цей шаблон схожий на «відбиток пальця», який допомагає ідентифікуватитипуPD (наприклад, внутрішній, поверхневий або коронний).

Плюси:

Дуже чутливий і кількісний.

Забезпечує найбільш точне вимірювання інтенсивності виділень.

Аналіз PRPD чудово підходить для діагностики несправностей.

Мінуси:

Потрібне пряме електричне з’єднання з-пристроєм високої напруги.

Часто вимагає переведення активу в автономний режим (офлайн-тестування).

Сприйнятливий до електричних перешкод/шуму.

B. Зондування акустичного/ультразвукового випромінювання (AE).

Це дуже популярний не{0}}нав’язливий метод, особливо для живого обладнання.

Як це працює:Він використовує ультразвукові датчики (або датчики акустичної емісії) для виявлення звукових хвиль високої-частоти (зазвичай від 20 до 300 кГц), створюваних PD. Оскільки людський слух досягає максимуму близько 20 кГц, це «ультразвукові».

налаштування:

Датчики розміщуються на поверхні обладнання (наприклад, бак трансформатора, шафа розподільного пристрою).

Для загального сканування використовуються портативні ультразвукові «гармати».

Кілька фіксованих датчиків можна використовувати для постійного моніторингу та тріангуляції точного розташування джерела часткового розряду.

Ключовий результат:

Ультразвуковий рівень дБ:Інтенсивність звуку.

Звук «шипіння» або «тріск»:Багато пристроїв мають навушники, щоб чути гетеродинований (-змішаний) ультразвуковий сигнал.

Плюси:

Відмінно підходить дляточного визначення фізичного розташуванняПД.

Можна використовувати на обладнанні під напругою під напругою (онлайн-тестування).

Стійкість до електричних перешкод.

Мінуси:

Звук легко послаблюється і блокується твердими бар'єрами (наприклад, всередині бака трансформатора).

Не настільки ефективний для кількісної оцінки тяжкості (pC) виділень.

Проблемою може бути фоновий акустичний шум.

C. Високочастотний трансформатор струму (HFCT / RFCT).

Це один із найпоширеніших методів онлайн-моніторингу кабелів, розподільних пристроїв і трансформаторів.

Як це працює:Затискач-на датчику HFCT розміщується навколо дроту заземлення або оболонки кабелю. Він діє як трансформатор струму, налаштований на високі частоти (зазвичай від 100 кГц до 50 МГц), виявляючи радіочастотні імпульси струму від PD, які надходять на землю.

налаштування:Затискач просто розміщується навколо провідника. Пряме електричне підключення до високої напруги не потрібне.

Ключовий результат:

Амплітуда та фаза імпульсу ЧР.

Може генерувати моделі PRPD для аналізу.

Плюси:

Не-нав’язливий і простий у встановленні на живому обладнанні.

Хороша чутливість і надає дані-з роздільною здатністю по фазі.

Чудово підходить для моніторингу кабелів і розподільних пристроїв.

Мінуси:

Чутливість залежить від розташування та цілісності заземлення.

На нього можуть впливати радіочастотні перешкоди (RFI).

D. Вимірювання перехідної напруги землі (TEV).

Широко використовується для тестування розподільних-устаткування з металевим покриттям.

Як це працює:Коли часткове розрядження виникає всередині металевого-розподільного пристрою, імпульси струму проходять уздовж внутрішніх металевих поверхонь. У зазорах або стиках (наприклад, у дверях) ці імпульси з’єднуються із зовнішньою поверхнею, створюючи перехідну напругу землі. Зонд TEV вимірює цю напругу на зовнішній стороні металевого корпусу.

налаштування:Ручний лічильник з ємнісною сполучною пластиною розміщений на металевій поверхні розподільного пристрою.

Ключовий результат:Величина TEV у мілівольтах (мВ).

Плюси:

Дуже швидкий і простий для перевірки стану розподільних пристроїв.

Не{0}}нав’язливе онлайн-тестування.

Мінуси:

Надає відносну міру, а не абсолютне значення pC.

Калібрування та інтерпретація можуть залежати від-виробника.

В основному застосовується до металевого -обладнання.

E. Над-високо{2}}частотне (UHF) зондування

Найкращий метод онлайн-моніторингу силових трансформаторів і розподільних пристроїв із елегазовою ізоляцією (GIS).

Як це працює:Події PD випромінюють електромагнітні хвилі в ультра-діапазоні-частот (від 300 МГц до 3 ГГц). УВЧ датчики (внутрішні або зовнішні) є антенами, які виявляють ці сигнали.

налаштування:

ГІС:Датчики встановлюються через діелектричні вікна або муфти в резервуар ГІС.

трансформери:Датчики можуть бути встановлені в зливних клапанах або спеціальних портах.

Ключовий результат:

Амплітуда сигналу УВЧ.

Шаблони PRPD для розширеної діагностики.

Плюси:

Надзвичайно чутливий і несприйнятливий до-зовнішнього шуму низької частоти.

Чудово підходить для онлайнового постійного моніторингу критичних активів.

Може визначати джерело, використовуючи різницю--часу польоту між кількома датчиками.

Мінуси:

Потрібне спеціалізоване, часто дороге, обладнання.

Калібрування до ПК дуже складне.

Встановлення в існуюче обладнання може бути складним завданням.

F. Виявлення хімічних речовин / газу

Аналіз розчинених газів (DGA):Для масляних-трансформаторів PD утворює певні гази, як-от водень (H₂) і метан (CH₄). DGA олії може вказувати на активність PD.

Виявлення озону:PD у повітрі виробляє озон, який іноді можна відчути або виявити за допомогою датчиків.

3. Практичний-по-покроковий посібник для базового опитування щодо PD

Для техніка, який починає працювати з розподільним пристроєм або підстанцією, загальний підхід:

Планування:Перегляньте однолінійні-схеми обладнання та історичні дані. Визначте потенційні гарячі точки PD.

Початковий скринінг (ТЕВ та УЗД):

Використовуйте aTEV метрдля сканування металевих панелей розподільних пристроїв. Записуйте рівні мВ на всіх доступних поверхнях.

Одночасно використовуйте anУльтразвуковий пістолетщоб прослухати розряди навколо втулок, кабельних наконечників і вентиляційних отворів.

Аналіз даних і тріангуляція:

Якщо виявлені високі показники, використовуйте ультразвуковий датчик, щоб точно визначити джерело звуку «клацання». Перемістіть датчик, щоб знайти точку найгучнішої інтенсивності.

Подаль-/детальне дослідження (за потреби):

Якщо є підозра на серйозне джерело, можуть знадобитися більш складні методи.

Офлайн тестування:Виконайте стандартний електричний тест IEC 60270 під час запланованого відключення, щоб кількісно визначити рівень часткових розрядів у ПК.

Онлайн моніторинг:Встановіть датчики HFCT на відповідних проводах заземлення для постійного моніторингу та аналізу PRPD.

Зведена таблиця методів