Hvordan oppdage delvis utflod?

Hva er delvis utflod?

Først en rask oppsummering: Delvis utladning er en lokalisert elektrisk utladning som bare delvis bygger bro over isolasjonen mellom ledere. Det kan forekomme i hulrom i fast isolasjon, langs overflaten av isolasjon, eller i gassbobler i flytende isolasjon. Hvis den ikke kontrolleres, forringer PD isolasjonen gradvis, noe som fører til endelig feil.

1. Grunnleggende prinsipper for PD-deteksjon

Alle deteksjonsmetoder er avhengige av å måle de fysiske fenomenene som PD-aktivitet genererer:

Elektriske pulser:Den primære effekten er en rask strømpuls på nanosekunders-skala.

Elektromagnetiske utslipp:Strømpulsen utstråler elektromagnetisk energi, inkludert radiofrekvens (RF) og høyfrekvente-signaler.

Akustiske utslipp:Utladningen skaper en liten sjokkbølge, et hørbart eller ultralyd "klikk".

Kjemiske biprodukter-:PD bryter ned isolasjonsmaterialer, frigjør spesifikke gasser (som ozon) og skaper kjemiske endringer.

2. Primære deteksjonsmetoder

Her er hovedmetodene, kategorisert etter fenomenet de oppdager.

A. Elektriske deteksjonsmetoder (gullstandarden)

Dette er den mest direkte og kvantitative metoden, etter IEC 60270-standarden.

Slik fungerer det:Den måler den tilsynelatende ladningen (i picoCoulombs, pC) av strømpulsene forårsaket av PD. En koblingskondensator og en deteksjonsimpedans danner en krets for å fange opp disse høyfrekvente pulsene.

Oppsett:

En koplingskondensator er koblet parallelt med testobjektet.

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

En spesialisert PD-detektor måler pulsene, filtrerer ut støy og viser resultatene.

Nøkkelutgang:

PD-størrelse (pC):Den tilsynelatende anklagen om utslippet.

Phase-Resolved Partial Discharge (PRPD)-mønster:Et plott som viser utladningsstørrelse og antall versus fasevinkelen til vekselstrømsyklusen. Dette mønsteret er som et "fingeravtrykk" som hjelper til med å identifiseretypeav PD (f.eks. intern, overflate eller korona).

Fordeler:

Høysensitiv og kvantitativ.

Gir den mest nøyaktige målingen av utslippets alvorlighetsgrad.

PRPD-analyse er utmerket for feildiagnose.

Ulemper:

Krever en direkte elektrisk tilkobling til-høyspentapparatet.

Krever ofte å ta ressursen offline (offline testing).

Mottakelig for elektrisk forstyrrelse/støy.

B. Sensing av akustisk/ultralydutslipp (AE).

Dette er en veldig populær ikke-påtrengende metode, spesielt for direktesendt utstyr.

Slik fungerer det:Den bruker ultralydsensorer (eller akustiske emisjonssensorer) for å oppdage høyfrekvente lydbølger (vanligvis 20 kHz til 300 kHz) produsert av PD. Siden menneskelig hørsel topper rundt 20 kHz, er disse "ultralyd".

Oppsett:

Sensorer er plassert på overflaten av utstyret (f.eks. transformatortank, koblingsskap).

Bærbare ultralyd-"pistoler" brukes til generell skanning.

Flere faste sensorer kan brukes for permanent overvåking og for å triangulere den nøyaktige plasseringen av PD-kilden.

Nøkkelutgang:

Ultralyd dB nivå:Intensiteten til lyden.

"Hiss" eller "Crackle"-lyd:Mange enheter har hodetelefoner for å høre det heterodyned (ned-blandet) ultralydsignalet.

Fordeler:

Utmerket forå finne den fysiske plasseringenav PD.

Kan brukes på strømførende utstyr (online testing).

Immun mot elektrisk interferens.

Ulemper:

Lyd dempes lett og blokkeres av solide barrierer (f.eks. inne i en transformatortank).

Ikke like effektivt for å kvantifisere alvorlighetsgraden (pC) av utslippet.

Akustisk bakgrunnsstøy kan være et problem.

C. Sensing av høy-strømtransformator (HFCT / RFCT).

Dette er en av de vanligste metodene for online overvåking av kabler, koblingsutstyr og transformatorer.

Slik fungerer det:En klemme-på HFCT-sensoren er plassert rundt jordledningen eller kabelkappen. Den fungerer som en strømtransformator innstilt til høye frekvenser (typisk 100 kHz til 50 MHz), som oppdager RF-strømpulsene fra PD som strømmer til jord.

Oppsett:Klemmen plasseres enkelt rundt lederen. Ingen direkte elektrisk tilkobling til høyspenning er nødvendig.

Nøkkelutgang:

PD-pulsstørrelse og fase.

Kan generere PRPD-mønstre for analyse.

Fordeler:

Ikke-påtrengende og enkel å installere på strømførende utstyr.

God sensitivitet og gir fase-løste data.

Utmerket for kabel- og bryterovervåking.

Ulemper:

Følsomhet avhenger av plassering og jordforbindelsens integritet.

Kan bli påvirket av radiofrekvensinterferens (RFI).

D. Transient Earth Voltage (TEV) Sensing

Mye brukt for testing av metall-kledd bryterutstyr.

Slik fungerer det:Når PD oppstår inne i metall-kledd bryterutstyr, beveger strømpulsene seg langs de indre metalloverflatene. Ved hull eller skjøter (som dører), kobles disse pulsene til den ytre overflaten, og skaper en forbigående jordspenning. En TEV-sonde måler denne spenningen på utsiden av metallhuset.

Oppsett:En håndholdt måler med kapasitiv koblingsplate plasseres mot metalloverflaten på koblingsanlegget.

Nøkkelutgang:TEV-størrelse i millivolt (mV).

Fordeler:

Meget rask og enkel for tilstandsscreening av koblingsanlegg.

Ikke-påtrengende netttesting.

Ulemper:

Gir et relativt mål, ikke en absolutt pC-verdi.

Kalibrering og tolkning kan være produsent-spesifikk.

Gjelder hovedsakelig metall-kledd utstyr.

E. Ultra-Høy-Sansing (UHF).

Den fremste metoden for online overvåking av krafttransformatorer og gass-isolert bryterutstyr (GIS).

Slik fungerer det:PD-hendelser sender ut elektromagnetiske bølger i det ultra-høye-frekvensområdet (300 MHz til 3 GHz). UHF-sensorer (interne eller eksterne) er antenner som oppdager disse signalene.

Oppsett:

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

Transformatorer:Sensorer kan installeres i avløpsventiler eller dedikerte porter.

Nøkkelutgang:

UHF signal amplitude.

PRPD-mønstre for avansert diagnose.

Fordeler:

Ekstremt følsom og immun mot lav-frekvent ekstern støy.

Utmerket for online, permanent overvåking av kritiske eiendeler.

Kan finne kilden ved å bruke-flytidsforskjeller- mellom flere sensorer.

Ulemper:

Krever spesialisert, ofte dyrt, utstyr.

Kalibrering til pc er svært vanskelig.

Installasjon i eksisterende utstyr kan være utfordrende.

F. Kjemisk/gassdeteksjon

Analyse av oppløst gass (DGA):For olje-fylte transformatorer produserer PD spesifikke gasser som Hydrogen (H₂) og Metan (CH₄). DGA av oljen kan indikere PD-aktivitet.

Ozondeteksjon:PD i luft produserer ozon, som noen ganger kan luktes eller oppdages med sensorer.

3. En praktisk trinn-for-trinnveiledning for en grunnleggende PD-undersøkelse

For en tekniker som starter med koblingsutstyr eller en transformatorstasjon, er en vanlig tilnærming:

Planlegging:Gjennomgå enkeltlinjediagrammer- og historiske data for utstyr. Identifiser potensielle PD-hotspots.

Innledende screening (TEV og ultralyd):

Bruk enTEV målerfor å skanne metall-kledde bryterpaneler. Registrer mV-nivåer på alle tilgjengelige overflater.

Bruk samtidig enUltralydpistolfor å lytte etter utladninger rundt gjennomføringer, kabelavslutninger og ventiler.

Dataanalyse og triangulering:

Hvis det blir funnet høye målinger, bruk ultralydsensoren for nøyaktig å finne kilden til "klikkelyden". Flytt sensoren for å finne punktet med høyeste intensitet.

Oppfølging-/detaljert undersøkelse (hvis nødvendig):

Ved mistanke om en alvorlig kilde kan det være nødvendig med mer avanserte metoder.

Frakoblet testing:Utfør en IEC 60270 standard elektrisk test under et planlagt strømbrudd for å kvantifisere PD-nivået i pc.

Online overvåking:Installer HFCT-sensorer på de relevante jordledningene for kontinuerlig overvåking og PRPD-analyse.

Sammendragstabell over metoder