Hvordan opdager man delvist udflåd?

Hvad er delvis udledning?

Først en hurtig opsummering: Partial Discharge er en lokaliseret elektrisk udladning, der kun delvist bygger bro over isoleringen mellem ledere. Det kan forekomme i hulrum i fast isolering, langs overfladen af ​​isolering eller i gasbobler i flydende isolering. Hvis den ikke kontrolleres, nedbryder PD gradvist isoleringen, hvilket fører til ultimativ fejl.

1. Grundlæggende principper for PD-detektion

Alle detektionsmetoder er afhængige af måling af de fysiske fænomener, som PD-aktivitet genererer:

Elektriske impulser:Den primære effekt er en hurtig strømimpuls på nanosekunders-skala.

Elektromagnetiske emissioner:Den aktuelle puls udsender elektromagnetisk energi, inklusive radiofrekvens (RF) og højfrekvente signaler.-

Akustiske emissioner:Udledningen skaber en lille chokbølge, et hørbart eller ultralyds "klik".

Kemiske biprodukter-:PD nedbryder isoleringsmaterialer, frigiver specifikke gasser (som ozon) og skaber kemiske ændringer.

2. Primære detektionsmetoder

Her er de vigtigste metoder, kategoriseret efter det fænomen, de opdager.

A. Elektriske detektionsmetoder (Guldstandarden)

Dette er den mest direkte og kvantitative metode efter IEC 60270-standarden.

Sådan fungerer det:Den måler den tilsyneladende ladning (i picoCoulombs, pC) af strømimpulserne forårsaget af PD. En koblingskondensator og en detekteringsimpedans danner et kredsløb til at fange disse højfrekvente impulser.

Opsætning:

En koblingskondensator er forbundet parallelt med testobjektet.

En måleimpedans (Quadripole) er forbundet i serie med kondensatoren.

En specialiseret PD-detektor måler pulserne, filtrerer støj fra og viser resultaterne.

Nøgleoutput:

PD-størrelse (pC):Den tilsyneladende anklage for udledningen.

Phase-Resolved Partial Discharge (PRPD)-mønster:Et plot, der viser udladningsstørrelsen og antallet i forhold til fasevinklen for vekselstrømscyklussen. Dette mønster er som et "fingeraftryk", der hjælper med at identificeretypeaf PD (f.eks. intern, overflade eller corona).

Fordele:

Meget følsom og kvantitativ.

Giver den mest nøjagtige måling af udledningens sværhedsgrad.

PRPD-analyse er fremragende til fejldiagnose.

Ulemper:

Kræver en direkte elektrisk forbindelse til-højspændingsapparatet.

Kræver ofte at tage aktivet offline (offline test).

Modtagelig for elektrisk interferens/støj.

B. Akustisk/ultralydsemissionssensor (AE).

Dette er en meget populær ikke-påtrængende metode, især til live-udstyr.

Sådan fungerer det:Den bruger ultralydssensorer (eller akustiske emissionssensorer) til at registrere de højfrekvente lydbølger (typisk 20 kHz til 300 kHz) produceret af PD. Da menneskelig hørelse topper omkring 20 kHz, er disse "ultralyd".

Opsætning:

Sensorer er placeret på overfladen af ​​udstyret (f.eks. transformatortank, koblingsskab).

Bærbare ultralyds-"pistoler" bruges til generel scanning.

Flere faste sensorer kan bruges til permanent overvågning og til at triangulere den nøjagtige placering af PD-kilden.

Nøgleoutput:

Ultralyds dB niveau:Intensiteten af ​​lyden.

"Hiss" eller "Crackle" lyd:Mange enheder har hovedtelefoner til at høre det heterodyned (ned-blandede) ultralydssignal.

Fordele:

Fremragende tillokalisering af den fysiske placeringaf PD.

Kan bruges på strømførende udstyr (online test).

Immun over for elektrisk interferens.

Ulemper:

Lyden dæmpes let og blokeres af solide barrierer (f.eks. inde i en transformertank).

Ikke så effektiv til at kvantificere udledningens sværhedsgrad (pC).

Akustisk baggrundsstøj kan være et problem.

C. Høj-frekvent strømtransformator (HFCT / RFCT) registrering

Dette er en af ​​de mest almindelige metoder til online overvågning af kabler, koblingsudstyr og transformere.

Sådan fungerer det:En klemme-på HFCT-sensoren er placeret rundt om jordledningen eller kabelkappen. Den fungerer som en strømtransformer, der er indstillet til høje frekvenser (typisk 100 kHz til 50 MHz), og registrerer RF-strømimpulserne fra PD, der strømmer til jorden.

Opsætning:Klemmen placeres blot rundt om lederen. Der kræves ingen direkte elektrisk forbindelse til højspænding.

Nøgleoutput:

PD puls størrelse og fase.

Kan generere PRPD-mønstre til analyse.

Fordele:

Ikke-påtrængende og nem at installere på strømførende udstyr.

God følsomhed og leverer fase-opløste data.

Fremragende til kabel- og koblingsovervågning.

Ulemper:

Følsomhed afhænger af placeringen og jordforbindelsens integritet.

Kan blive påvirket af radiofrekvensinterferens (RFI).

D. Transient Earth Voltage (TEV) Sensing

Udbredt til test af metal-beklædt koblingsudstyr.

Sådan fungerer det:Når PD opstår inde i metal-beklædt koblingsudstyr, bevæger strømimpulserne sig langs de indre metaloverflader. Ved mellemrum eller samlinger (som døre) kobles disse impulser til den ydre overflade og skaber en forbigående jordspænding. En TEV-sonde måler denne spænding på ydersiden af ​​metalhuset.

Opsætning:En håndholdt måler med en kapacitiv koblingsplade placeres mod koblingsanlæggets metaloverflade.

Nøgleoutput:TEV-størrelse i millivolt (mV).

Fordele:

Meget hurtig og enkel til tilstandsscreening af koblingsudstyr.

Ikke-påtrængende onlinetest.

Ulemper:

Giver et relativt mål, ikke en absolut pC-værdi.

Kalibrering og fortolkning kan være producentspecifik-.

Hovedsageligt anvendelig til metal-beklædt udstyr.

E. Ultra-Høj-Sansing (UHF).

Den førende metode til online overvågning af strømtransformatorer og gas-isoleret koblingsudstyr (GIS).

Sådan fungerer det:PD-hændelser udsender elektromagnetiske bølger i det ultra-høje-frekvensområde (300 MHz til 3 GHz). UHF-sensorer (interne eller eksterne) er antenner, der registrerer disse signaler.

Opsætning:

GIS:Sensorer installeres gennem dielektriske vinduer eller koblinger i GIS-tanken.

Transformere:Sensorer kan installeres i drænventiler eller dedikerede porte.

Nøgleoutput:

UHF signal amplitude.

PRPD-mønstre til avanceret diagnose.

Fordele:

Ekstremt følsom og immun over for lavere-ydre støj.

Fremragende til online, permanent overvågning af kritiske aktiver.

Kan lokalisere kilden ved hjælp af-flyvetid-forskelle mellem flere sensorer.

Ulemper:

Kræver specialiseret, ofte dyrt, udstyr.

Kalibrering til pc er meget vanskelig.

Installation i eksisterende udstyr kan være udfordrende.

F. Kemikalie-/gasdetektion

Analyse af opløst gas (DGA):For olie-fyldte transformere producerer PD specifikke gasser som hydrogen (H₂) og metan (CH₄). DGA af olien kan indikere PD-aktivitet.

Ozonregistrering:PD i luft producerer ozon, som nogle gange kan lugtes eller detekteres med sensorer.

3. En praktisk trin-for-trinsvejledning til en grundlæggende PD-undersøgelse

For en tekniker, der starter med koblingsudstyr eller en transformerstation, er en almindelig tilgang:

Planlægning:Gennemgå udstyrs enkelt-linjediagrammer og historiske data. Identificer potentielle PD-hotspots.

Indledende screening (TEV og ultralyd):

Brug enTEV målerat scanne metal-beklædte koblingspaneler. Optag mV-niveauer på alle tilgængelige overflader.

Brug samtidig enUltralydspistolat lytte efter udledninger omkring bøsninger, kabelafslutninger og udluftninger.

Dataanalyse og triangulering:

Hvis der findes høje målinger, skal du bruge ultralydssensoren til præcist at lokalisere kilden til den "klikke" lyd. Flyt sensoren for at finde punktet med den højeste intensitet.

Opfølgning-/detaljeret undersøgelse (hvis nødvendigt):

Hvis der er mistanke om en alvorlig kilde, kan det være nødvendigt med mere avancerede metoder.

Offline test:Udfør en IEC 60270 standard elektrisk test under et planlagt udfald for at kvantificere PD-niveauet i pc.

Online overvågning:Installer HFCT-sensorer på de relevante jordledninger til kontinuerlig overvågning og PRPD-analyse.

Oversigtstabel over metoder