Làm thế nào để phát hiện phóng điện một phần?

Xả một phần là gì?

Đầu tiên, tóm tắt nhanh: Phóng điện cục bộ là hiện tượng phóng điện cục bộ, chỉ bắc cầu một phần cách điện giữa các dây dẫn. Nó có thể xảy ra trong các hốc của cách điện rắn, dọc theo bề mặt cách nhiệt hoặc trong bọt khí của cách điện lỏng. Nếu không được kiểm tra, PD sẽ dần dần làm suy giảm lớp cách điện, dẫn đến hỏng hóc cuối cùng.

1. Nguyên tắc cơ bản của phát hiện PD

Tất cả các phương pháp phát hiện đều dựa vào việc đo lường các hiện tượng vật lý mà hoạt động PD tạo ra:

Xung điện:Hiệu ứng chính là xung dòng điện có kích thước nhanh, quy mô nano giây.

Phát xạ điện từ:Xung hiện tại phát ra năng lượng điện từ, bao gồm cả tín hiệu tần số vô tuyến (RF) và tần số cao.

Phát xạ âm thanh:Sự phóng điện tạo ra một sóng xung kích nhỏ, một tiếng "tách" có thể nghe được hoặc siêu âm.

Sản phẩm phụ{0}}hóa học:PD phân hủy vật liệu cách nhiệt, giải phóng các loại khí cụ thể (như Ozone) và tạo ra những thay đổi hóa học.

2. Phương pháp phát hiện chính

Dưới đây là các phương pháp chính, được phân loại theo hiện tượng mà chúng phát hiện.

A. Phương pháp phát hiện điện (Tiêu chuẩn vàng)

Đây là phương pháp trực tiếp và định lượng nhất, tuân theo tiêu chuẩn IEC 60270.

Nó hoạt động như thế nào:Nó đo điện tích biểu kiến ​​(tính bằng picoCulombs, pC) của các xung dòng điện do PD gây ra. Tụ điện ghép nối và trở kháng phát hiện tạo thành một mạch để thu các xung tần số cao này.

Cài đặt:

Một tụ điện ghép nối được mắc song song với đối tượng thử nghiệm.

Trở kháng đo (Tứ cực) được mắc nối tiếp với tụ điện.

Máy dò PD chuyên dụng sẽ đo các xung, lọc nhiễu và hiển thị kết quả.

Đầu ra chính:

Độ lớn PD (pC):Phí rõ ràng của sự phóng điện.

Pha-Mẫu phóng điện cục bộ (PRPD) đã được giải quyết:Đồ thị biểu thị cường độ và số lượng phóng điện so với góc pha của chu kỳ nguồn điện xoay chiều. Mẫu này giống như một “dấu vân tay” giúp xác địnhkiểucủa PD (ví dụ: bên trong, bề mặt hoặc vầng hào quang).

Ưu điểm:

Có độ nhạy cao và định lượng.

Cung cấp phép đo chính xác nhất về mức độ xả thải.

Phân tích PRPD là phương pháp tuyệt vời để chẩn đoán lỗi.

Nhược điểm:

Cần có kết nối điện trực tiếp với thiết bị-điện áp cao.

Thường yêu cầu lấy nội dung ngoại tuyến (thử nghiệm ngoại tuyến).

Dễ bị nhiễu điện/nhiễu.

B. Cảm biến phát xạ âm thanh/siêu âm (AE)

Đây là phương pháp không xâm phạm rất phổ biến, đặc biệt là đối với thiết bị trực tiếp.

Nó hoạt động như thế nào:Nó sử dụng cảm biến siêu âm (hoặc cảm biến phát âm) để phát hiện sóng âm thanh tần số cao (thường là 20 kHz đến 300 kHz) do PD tạo ra. Vì thính giác của con người đạt khoảng 20 kHz nên đây là "siêu âm".

Cài đặt:

Các cảm biến được đặt trên bề mặt của thiết bị (ví dụ: thùng máy biến áp, tủ thiết bị đóng cắt).

"Súng" siêu âm cầm tay được sử dụng để quét chung.

Nhiều cảm biến cố định có thể được sử dụng để giám sát thường xuyên và xác định vị trí chính xác của nguồn PD.

Đầu ra chính:

Mức dB siêu âm:Cường độ của âm thanh.

Âm thanh "Rít" hoặc "Crack":Nhiều thiết bị có tai nghe để nghe tín hiệu siêu âm dị âm (xuống{0}}hỗn hợp).

Ưu điểm:

Tuyệt vời choxác định vị trí vật lýcủa PD.

Có thể sử dụng trên thiết bị đang hoạt động, có điện (thử nghiệm trực tuyến).

Miễn nhiễm với nhiễu điện.

Nhược điểm:

Âm thanh dễ bị suy giảm và bị chặn bởi các rào cản rắn (ví dụ: bên trong bể biến áp).

Không hiệu quả trong việc định lượng mức độ nghiêm trọng (pC) của sự phóng điện.

Tiếng ồn nền có thể là một vấn đề.

C. Cảm biến biến dòng tần số cao (HFCT / RFCT)

Đây là một trong những phương pháp phổ biến nhất để giám sát trực tuyến cáp, thiết bị đóng cắt và máy biến áp.

Nó hoạt động như thế nào:Một kẹp-trên cảm biến HFCT được đặt xung quanh dây đất (mặt đất) hoặc vỏ cáp. Nó hoạt động như một máy biến dòng được điều chỉnh ở tần số cao (thường là 100 kHz đến 50 MHz), phát hiện các xung dòng RF từ PD truyền xuống đất.

Cài đặt:Kẹp được đặt đơn giản xung quanh dây dẫn. Không cần kết nối điện trực tiếp với điện áp cao.

Đầu ra chính:

Biên độ và pha của xung PD.

Có thể tạo các mẫu PRPD để phân tích.

Ưu điểm:

Không-xâm nhập và dễ cài đặt trên thiết bị trực tiếp.

Độ nhạy tốt và cung cấp dữ liệu được phân giải theo pha.

Tuyệt vời cho việc giám sát cáp và thiết bị chuyển mạch.

Nhược điểm:

Độ nhạy phụ thuộc vào vị trí và tính toàn vẹn của kết nối đất.

Có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu tần số vô tuyến (RFI).

D. Cảm biến điện áp đất nhất thời (TEV)

Được sử dụng rộng rãi để thử nghiệm thiết bị chuyển mạch bọc-kim loại.

Nó hoạt động như thế nào:Khi PD xảy ra bên trong thiết bị đóng cắt bọc kim loại-, các xung dòng điện sẽ truyền dọc theo bề mặt kim loại bên trong. Tại các khoảng trống hoặc khớp nối (như cửa ra vào), các xung này kết hợp với bề mặt bên ngoài, tạo ra Điện áp Trái đất thoáng qua. Đầu dò TEV đo điện áp này ở bên ngoài vỏ kim loại.

Cài đặt:Đồng hồ đo cầm tay có tấm ghép điện dung được đặt sát bề mặt kim loại của thiết bị đóng cắt.

Đầu ra chính:Độ lớn TEV tính bằng milivolt (mV).

Ưu điểm:

Rất nhanh chóng và đơn giản để sàng lọc tình trạng của thiết bị đóng cắt.

Thử nghiệm trực tuyến không{0}}có tính xâm phạm.

Nhược điểm:

Cung cấp thước đo tương đối, không phải giá trị pC tuyệt đối.

Việc hiệu chỉnh và diễn giải có thể tùy thuộc vào-nhà sản xuất.

Chủ yếu áp dụng cho thiết bị bọc-kim loại.

E. Cảm biến tần số cực-Cao{2}} (UHF)

Phương pháp hàng đầu để giám sát trực tuyến máy biến áp điện và Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí- (GIS).

Nó hoạt động như thế nào:Các sự kiện PD phát ra sóng điện từ ở dải tần số cực{0}}cao{1}} (300 MHz đến 3 GHz). Cảm biến UHF (bên trong hoặc bên ngoài) là ăng-ten phát hiện các tín hiệu này.

Cài đặt:

GIS:Các cảm biến được lắp đặt thông qua cửa sổ điện môi hoặc bộ ghép nối trong bể GIS.

Máy biến áp:Cảm biến có thể được lắp đặt trong van xả hoặc cổng chuyên dụng.

Đầu ra chính:

Biên độ tín hiệu UHF.

Mẫu PRPD để chẩn đoán nâng cao.

Ưu điểm:

Cực kỳ nhạy và miễn nhiễm với-tiếng ồn bên ngoài có tần số thấp hơn.

Tuyệt vời để giám sát trực tuyến, thường xuyên các tài sản quan trọng.

Có thể xác định vị trí nguồn bằng cách sử dụng sự khác biệt về thời gian-của-chuyến bay giữa nhiều cảm biến.

Nhược điểm:

Yêu cầu thiết bị chuyên dụng, thường đắt tiền.

Hiệu chuẩn PC là rất khó khăn.

Việc cài đặt trong thiết bị hiện có có thể là một thách thức.

F. Phát hiện hóa chất/khí

Phân tích khí hòa tan (DGA):Đối với máy biến áp đổ đầy dầu, PD tạo ra các loại khí cụ thể như Hydro (H₂) và Mêtan (CH₄). DGA của dầu có thể chỉ ra hoạt động PD.

Phát hiện ôzôn:PD trong không khí tạo ra ozone, đôi khi có thể ngửi thấy hoặc phát hiện được bằng cảm biến.

3. Hướng dẫn từng bước thực tế{1}}từng bước{2}}cho Khảo sát PD cơ bản

Đối với một kỹ thuật viên bắt đầu làm việc với thiết bị đóng cắt hoặc trạm biến áp, cách tiếp cận phổ biến là:

Lập kế hoạch:Xem lại-sơ đồ đường đơn và dữ liệu lịch sử của thiết bị. Xác định các điểm nóng PD tiềm năng.

Sàng lọc ban đầu (TEV & Siêu âm):

Sử dụng mộtmáy đo TEVđể quét các bảng điều khiển thiết bị chuyển mạch bọc-kim loại. Ghi lại mức mV trên tất cả các bề mặt có thể tiếp cận được.

Đồng thời, sử dụng mộtSúng siêu âmđể lắng nghe sự phóng điện xung quanh ống lót, đầu cáp và lỗ thông hơi.

Phân tích dữ liệu & tam giác:

Nếu tìm thấy số đọc cao, hãy sử dụng cảm biến siêu âm để xác định chính xác nguồn phát ra âm thanh "tách". Di chuyển cảm biến để tìm điểm có cường độ âm thanh lớn nhất.

Theo dõi-/Điều tra chi tiết (nếu cần):

Nếu nghi ngờ có nguồn nghiêm trọng, có thể cần đến các phương pháp tiên tiến hơn.

Kiểm tra ngoại tuyến:Thực hiện kiểm tra điện tiêu chuẩn IEC 60270 trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch để định lượng mức PD trong pC.

Giám sát trực tuyến:Lắp đặt cảm biến HFCT trên các dây dẫn đất liên quan để theo dõi liên tục và phân tích PRPD.

Bảng tóm tắt các phương pháp