Jak zjistit částečný výboj?

Co je částečné vybití?

Nejprve rychlá rekapitulace: Částečný výboj je lokalizovaný elektrický výboj, který pouze částečně přemosťuje izolaci mezi vodiči. Může se vyskytovat v dutinách v pevné izolaci, podél povrchu izolace nebo v plynových bublinách v kapalné izolaci. Pokud není zaškrtnuto, PD postupně degraduje izolaci, což vede ke konečnému selhání.

1. Základní principy detekce PD

Všechny detekční metody spoléhají na měření fyzikálních jevů, které aktivita PD generuje:

Elektrické impulsy:Primárním účinkem je rychlý proudový impuls v řádu nanosekund-.

Elektromagnetické emise:Proudový impuls vyzařuje elektromagnetickou energii, včetně vysokofrekvenčních (RF) a vysokofrekvenčních signálů.

Akustické emise:Výboj vytváří nepatrnou rázovou vlnu, slyšitelné nebo ultrazvukové „cvaknutí“.

Chemické vedlejší-produkty:PD rozkládá izolační materiály, uvolňuje specifické plyny (jako je ozón) a vytváří chemické změny.

2. Primární detekční metody

Zde jsou hlavní metody rozdělené do kategorií podle jevu, který detekují.

A. Metody elektrické detekce (zlatý standard)

Jedná se o nejpřímější a kvantitativní metodu podle normy IEC 60270.

Jak to funguje:Měří zdánlivý náboj (v picoCoulombech, pC) proudových pulzů způsobených PD. Vazební kondenzátor a detekční impedance tvoří obvod pro zachycování těchto vysokofrekvenčních impulsů-.

Nastavení:

K testovanému objektu je paralelně připojen vazební kondenzátor.

Měřicí impedance (Quadripole) je zapojena do série s kondenzátorem.

Specializovaný PD detektor měří pulsy, filtruje šum a zobrazuje výsledky.

Klíčový výstup:

Velikost PD (pC):Zdánlivý náboj výboje.

Vzor fáze-vyřešeného částečného vybití (PRPD):Graf ukazující velikost a počet vybití v závislosti na fázovém úhlu cyklu střídavého proudu. Tento vzor je jako "otisk prstu", který pomáhá identifikovattypPD (např. vnitřní, povrchová nebo korónová).

Pro:

Vysoce citlivý a kvantitativní.

Poskytuje nejpřesnější měření závažnosti výboje.

Analýza PRPD je vynikající pro diagnostiku chyb.

nevýhody:

Vyžaduje přímé elektrické připojení k vysokonapěťovému-přístroji.

Často vyžaduje uvedení díla do režimu offline (testování offline).

Náchylné na elektrické rušení/šum.

B. Snímání akustických / ultrazvukových emisí (AE).

Jedná se o velmi oblíbenou -nedotěrnou metodu, zejména pro živé vybavení.

Jak to funguje:K detekci vysokofrekvenčních zvukových vln (obvykle 20 kHz až 300 kHz) produkovaných PD používá ultrazvukové senzory (nebo senzory akustické emise). Protože lidský sluch dosahuje maxima kolem 20 kHz, jsou „ultrazvukové“.

Nastavení:

Snímače jsou umístěny na povrchu zařízení (např. nádrž transformátoru, skříň rozvaděče).

K obecnému skenování se používají přenosné ultrazvukové "pistole".

Pro trvalé monitorování a pro triangulaci přesné polohy zdroje PD lze použít více pevných senzorů.

Klíčový výstup:

Úroveň ultrazvuku dB:Intenzita zvuku.

Zvuk "syčení" nebo "praskání":Mnoho zařízení má sluchátka, aby slyšela heterodynní (smíšený-) ultrazvukový signál.

Pro:

Vynikající prourčení fyzické polohyPD.

Lze použít na zařízení pod napětím (online testování).

Odolný vůči elektrickému rušení.

nevýhody:

Zvuk lze snadno utlumit a blokovat pevnými bariérami (např. uvnitř nádrže transformátoru).

Není tak efektivní pro kvantifikaci závažnosti (pC) výboje.

Problémem může být akustický hluk na pozadí.

C. Snímání vysokofrekvenčního proudového transformátoru (HFCT / RFCT)-

Jedná se o jednu z nejběžnějších metod online monitorování kabelů, rozvaděčů a transformátorů.

Jak to funguje:Kolem zemnicího vodiče nebo pláště kabelu je umístěna svorka-na HFCT senzoru. Funguje jako proudový transformátor naladěný na vysoké frekvence (typicky 100 kHz až 50 MHz) a detekuje vysokofrekvenční proudové impulsy z PD, které proudí do země.

Nastavení:Svorka se jednoduše umístí kolem vodiče. Není potřeba žádné přímé elektrické připojení k vysokému napětí.

Klíčový výstup:

Velikost a fáze PD impulsu.

Může generovat vzory PRPD pro analýzu.

Pro:

Neruší{0}}a snadno se instaluje na aktivní zařízení.

Dobrá citlivost a poskytuje fázově{0}}rozlišená data.

Vynikající pro monitorování kabelů a rozváděčů.

nevýhody:

Citlivost závisí na umístění a celistvosti zemního spojení.

Může být ovlivněn vysokofrekvenčním rušením (RFI).

D. Snímání přechodného zemního napětí (TEV).

Široce se používá pro testování kovových-rozvaděčů.

Jak to funguje:Když se PD objeví uvnitř kovového{0}}rozvaděče, proudové impulsy se šíří po vnitřních kovových površích. V mezerách nebo spojích (jako jsou dveře) se tyto impulsy spojují s vnějším povrchem a vytvářejí přechodné zemní napětí. Sonda TEV měří toto napětí na vnější straně kovového pouzdra.

Nastavení:Ruční měřič s kapacitní spojovací deskou je umístěn na kovovém povrchu rozváděče.

Klíčový výstup:Velikost TEV v milivoltech (mV).

Pro:

Velmi rychlé a jednoduché pro kontrolu stavu rozváděče.

Nerušivé online testování.

nevýhody:

Poskytuje relativní míru, nikoli absolutní hodnotu pC.

Kalibrace a interpretace mohou být-specifické pro výrobce.

Platí hlavně pro kovové-zařízení.

E. Ultra-vysoko-frekvenční (UHF) snímání

Prvotřídní metoda pro online monitorování výkonových transformátorů a plynem{0}}izolovaných rozváděčů (GIS).

Jak to funguje:Události PD vyzařují elektromagnetické vlny v ultra{0}}vysokém{1}}frekvenčním rozsahu (300 MHz až 3 GHz). UHF senzory (interní nebo externí) jsou antény, které detekují tyto signály.

Nastavení:

GIS:Senzory se instalují přes dielektrická okna nebo spojky v nádrži GIS.

Transformátory:Senzory lze instalovat do vypouštěcích ventilů nebo vyhrazených portů.

Klíčový výstup:

Amplituda signálu UHF.

Vzory PRPD pro pokročilou diagnostiku.

Pro:

Extrémně citlivé a odolné vůči-externímu hluku s nižší frekvencí.

Vynikající pro online, trvalé monitorování kritických aktiv.

Dokáže lokalizovat zdroj pomocí rozdílů v době{0}}letu{1}} mezi více senzory.

nevýhody:

Vyžaduje specializované, často drahé vybavení.

Kalibrace na PC je velmi obtížná.

Instalace do stávajícího zařízení může být náročná.

F. Chemická / plynová detekce

Analýza rozpuštěného plynu (DGA):U olejových-transformátorů PD produkuje specifické plyny, jako je vodík (H₂) a metan (CH₄). DGA oleje může indikovat aktivitu PD.

Detekce ozónu:PD ve vzduchu produkuje ozón, který je někdy cítit nebo detekovat senzory.

3. Praktický průvodce-za{2}}krokem pro základní průzkum PD

Pro technika, který začíná s rozvaděčem nebo rozvodnou, je běžný přístup:

Plánování:Prohlédněte si jednotlivá{0}}čárová schémata zařízení a historická data. Identifikujte potenciální PD hotspoty.

Počáteční screening (TEV a ultrazvuk):

Použijte aMěřič TEVskenovat kovové-panely rozvaděčů. Zaznamenejte úrovně mV na všech dostupných površích.

Současně použijte anUltrazvuková pistoleposlouchat výboje kolem průchodek, kabelových koncovek a větracích otvorů.

Analýza dat a triangulace:

Pokud jsou zjištěny vysoké hodnoty, použijte ultrazvukový senzor k přesné lokalizaci zdroje zvuku „cvaknutí“. Pohybem senzoru najděte bod s nejvyšší intenzitou.

Následné-sledování / podrobné šetření (v případě potřeby):

Pokud existuje podezření na závažný zdroj, mohou být vyžadovány pokročilejší metody.

Offline testování:Během plánovaného výpadku proveďte standardní elektrický test IEC 60270, abyste kvantifikovali úroveň PD v PC.

Online sledování:Nainstalujte snímače HFCT na příslušné zemnící vodiče pro nepřetržité monitorování a analýzu PRPD.

Souhrnná tabulka metod