Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
У нас працює понад тисячу зарядних станцій для електромобілів
25.09.2018р.

В Україні працює понад 1 тисяча зарядних станцій для...

Канадці будують на Миколаївщині нову СЕС
25.09.2018р.

Канадська компанія «TIU Canada» почала будівництво нової...

«Той самий корупційний Роттердам+»…
24.09.2018р.

Президент НАЕК «Енергоатом» Юрій Недашковський...

Виробництво електроенергії за 8 місяців збільшилося на 2.1%
21.09.2018р.

Виробництво електроенергії в об'єднаній...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

2076
09.10.2008р. |
Вимірювання часткових розрядів в ізоляції
Надійність енергетичних систем, що в останні роки працюють з обладнанням, яке відпрацювало свій нормативний ресурс, значною мірою визначається рівнем їх діагностики. Своєчасне виявлення та усунення дефектів у такому обладнанні дозволяє продовжити термін його служби, уникнути аварій і, як наслідок  підвищити надійність роботи енергетичної системи.

Одним з найменш надійних елементів високовольтного обладнання є його ізоляція. Діагностика ізоляції енергетичного обладнання базується на вимірюванні та аналізі фізико-хімічних величин. Найбільш ефективним методом контролю за станом ізоляції високовольтного обладнання  є вимірювання характеристик часткових розрядів (ЧР). Перевагою цього методу є можливість попереднього виявлення характеру і ступеню розвитку дефекту та прогнозування часу його розвитку. Основною проблемою при вимірюванні характеристик ЧР є зниження рівня перешкод. У лабораторних умовах вдається знижувати рівень перешкод до величини 5 пКл, що є достатньою для ефективної діагностики.



Однак, в умовах експлуатації рівень перешкод досягає 1000 пКл і вище. Для вирішення цієї проблеми було запропоновано декілька способів, що передбачають використання таких характеристик ЧР, як фазові діаграми, амплітудні спектри, вимірювання ЧР в ділянці високих частот (до 108 Гц). Для силових кабелів, генераторів, елегазових вимикачів, вже накопичено велику кількість баз даних видів дефектів та характеристик ЧР, що з ними пов’язані. Винятком є трансформатори, для яких поки що не вдалось створити методики виявлення дефектів за характеристиками ЧР. Причиною цього є особливості процесів розвитку ЧР у маслонаповненому обладнанні. Якщо в іншому обладнанні тривалість ЧР у процесі розвитку залишається приблизно постійною і перебуває в діапазоні часу 10-8 – 10-7 с, і за цих умов вимірювання ЧР в ділянці високих частот є коректним, то для маслонаповнених трансформаторів тривалість ЧР в процесі розвитку дефекту збільшується від одиниць нс до одиниць мкс, що може призвести до значних помилок у вимірюваннях.

Для порівняння результатів вимірювання ЧР, що наводяться відповідно до ІЕС 60270 у діапазоні частот 104 - 2 106 Гц, з високочастотними вимірюваннями – 106-108 Гц була розроблена заступна схема на базі трансформатора ТРДЦН-63000/220, придатна для експерименту з дослідження вимірювання характеристик ЧР в ізоляції трансформаторів. Розрахункова схема враховує індуктивності і активні опори елементів обмотки, повздовжні ємності (між котушками) обмотки, ємності елементів обмотки на землю (магнітопровід та бак), ємності ділянок виникнення ЧР, ємності прохідного ізолятора, параметри вимірювальних елементів. Для кожної зі схем вимірювання досліджувались два види ЧР:

- з уявним зарядом qч.р.0 = 10-7 Кл і малою тривалістю tч.р. = 10-8 с;
- з уявним зарядом qч.р.0 = 10-7 Кл і великою тривалістю tч.р. = 10-6 с.

Градуювання проводилось при двох формах імпульсу тривалістю фронту tфр = 1 нс та 100 нс відповідно, і при двох значеннях верхньої частоти смуги пропускання вимірювального пристрою fmax = 108 та 2 106 Гц. У процесі дослідження визначався вплив таких факторів:

- ємності, увімкненої паралельно входу вимірювального пристрою (підключення до останньої С2н = 100 пФ або передостанньої С2н=10 нФ обкладки вводу);

- тривалості часткового розряду tч.р.;

- діапазону частот вимірювального пристрою (верхній fmax і нижній fmin частоти смуги пропускання);

- тривалість фронту градуйованого імпульсу tфг.

Результати розрахунків, представлені у вигляді відношення виміряної величини qч.р. у різних умовах до реальної величини уявного заряду qч.р.0, наведені у таблиці.


Схема вимірювання

qч.р./ qч.р.0

tч.р. = 10-8 с

tч.р. = 10-6 с

tф.г. = 1 нс

tф.г. = 100 нс

tф.г. = 1 нс

tф.г. = 100 нс

C2із = 100 пФ

fmax = 108 Гц

0,048

0,32

0,01

0,067

fmax = 2106 Гц

0,34

0,46

0,2

0,2

C2із = 10 нФ

fmax = 108 Гц

0,14

0,55

0,077

0,3

fmax = 2106 Гц

0,42

0,45

0,41

0,43


Аналіз отриманих результатів свідчить, що вимірювання уявного заряду за амплітудою напруги на достатньо великому вимірювальному опорі (Rн = 1 кОм) при використанні вимірювального пристрою з діапазоном частот, обмеженим fmax = 2 106 Гц, і градуювального генератора з тривалістю фронту імпульсу tф.г. = 1…100 нс приводить до практично правильних значень qч.р.  Для правильного вимірювання уявного заряду ЧР слід використовувати схему, що базується на вимірюваннях амплітуди напруги на достатньо великому вимірюваному опорі (порядку 100 – 1000 Ом) при верхній частоті смуги пропускання вимірювального пристрою fmax<2106 Гц; при цьому тривалість фронту спаду і спаду квазіпрямокутного імпульсу градуйованого генератора повинна перебувати у межах 1…100 нс.


Використання вимірювального пристрою з широким діапазоном частот від 104 до 108 Гц і градуйованого генератора з тривалістю фронту імпульсу 1 нс призводить до суттєвого заниження вимірюваного qч.р.: для коротких ЧР (tч.р. = 10-8 с) у 10…20 разів, а для довгих ЧР (tч.р. = 10– 6) у 50 … 100 разів. Отримане зниження результатів вимірювання qч.р. пояснюється впливом індуктивності елементів схеми, яке значно зростає у ділянці частот 106…108 Гц. При цьому основні помилки при вимірюванні qч.р. виникають внаслідок завищення сигналу при градуюванні схеми за рахунок збудження коливань з частотою, що становить 2 107 Гц у контурі, що складається із вхідної ємності трансформатора, ємностей вводу та індуктивності відводу від градуйованого імпульсу, особливо якщо імпульс має фронт порядку 1 нс. Навіть якщо тривалість фронту градуйованого імпульсу збільшена до 100 нс, ці коливання збуджуються початковою частиною цього імпульсу. За рахунок реєстрації цих коливань при смузі пропускання вимірювального пристрою з fmax=108 Гц завищується амплітуда коливань на вимірювальному опорі при градуюванні, що призводить до зменшення масштабного коефіцієнту і заниження значення вимірювального qч.р.

Застосування високочастотних схем вимірювання уявного заряду, діапазоном 5 106 - 108 Гц, що базуються на вимірюваннях струму зовнішнього контуру (з’єднувальної ємності або вводу трансформатора) у деяких випадках не дозволяє коректно вимірювати уявний заряд. Причому, по мірі розвитку дефекту і збільшення тривалості часткового розряду, виміряні у цьому частотному діапазоні величини уявного заряду знижуються, що створює ілюзію згасання процесу, тоді як процес продовжує розвиватись і призводить до пошкодження трансформатора. Для розробки методики перерахунку результатів, отриманих за високочастотною схемою, на одиниці уявного заряду часткового розряду, тобто на аналогічний результат вимірювань згідно з ГОСТ 20074-83, повинно бути проведене спеціальне порівняння результатів вимірювань за вказаними вище типами схем для визначення відповідних перерахункових коефіцієнтів.



Для виявлення дефектів добрі результати дає аналіз амплітудних спектрів ЧР. На рис. 2 наведено диференційні амплітудні спектри великомасштабних моделей обмотки трансформатора зі штучно закладеним дефектом у вигляді повзучого розряду по мірі його прискореного розвитку на 5-й, 30-й та 55-й хвилинах.

Як видно з рис. 2, дефект має характерні екстремуми, які змінюються в процесі розвитку. Аналогічні спектри були отримані для таких видів дефектів, як пробій масляного каналу, розряд у масляному клині, розряд по поверхні картонного бар’єру. Перевагою методу амплітудних спектрів є можливість виявлення дефектів, не виділяючи сигнали ЧР у них із загального спектру імпульсних сигналів, що включає перешкоди. Таку ж перевагу має і метод фазних діаграм. На жаль, для трансформаторного обладнання поки що відсутні дані з видів фазових діаграм для характерних дефектів.

Використання цих методів для виявлення дефектів у трансформаторах в умовах експлуатації ускладнюється високим рівнем періодичних високочастотних сигналів перешкод. На рис. 3 наведено вид сигналу, що отримується за допомогою вимірювача ЧР за період промислової частоти. Там же показані ці сигнали, розгорнуті у часі (2 мс/поділку, 20 мкс/поділку, 2.35 мкс/поділку).

Як видно з рис. 3, виділити імпульсні сигнали з періодичних є складно, оскільки їх амплітуди співмірні, а частотні спектри достатньо близькі. Приклад використання фільтрів наведено на рисунку 4.

Перша осцилограма є вихідним сигналом, а інші – фільтрацією вихідного сигналу за допомогою фільтру верхніх частот з порогами 100, 500 та 1000 кГц.



Як видно з рис. 4, використання фільтру дозволяє дещо збільшити відношення рівнів “сигнал-шум”, однак суттєвого виграшу не отримується, і, крім того, спотворюється форма імпульсу ЧР, причому змінюються як форма імпульсу, так і тривалість його фронту, тобто параметри, які є важливими для діагностики.

Таким чином, використання фільтрів в принципі можливе, але повинно реалізовуватись не при вимірюваннях, а при обробці отриманих осцилограм. У деяких випадках для виділення імпульсних сигналів з періодичної складової має сенс використання вейвлетного перетворення. Незважаючи на ті ж недоліки, що й при використанні фільтрів, вейвлентне перетворення дозволяє на порядок і більше збільшити відношення рівня “сигнал-шум”.



Основною проблемою при вимірюванні ЧР у трансформаторному обладнанні при експлуатації є уникнення зовнішніх перешкод, які на діючих підстанціях можуть досягати рівня 10-8 Кл. Для вирішення цієї проблеми при вимірюванні ЧР у трансформаторах непридатним виявляється ефективний для іншого обладнання метод – використання високочастотних схем вимірювання, оскільки вимірювання тривалості імпульсів ЧР у трансформаторах дає суттєве зниження величини уявного заряду, причому для найбільш небезпечних довгих імпульсів. Для виділення імпульсів ЧР з імпульсних сигналів перешкод можуть використовуватись методи аналізу амплітудних спектрів ЧР, аналіз фазових діаграм та їх розвиток. Для уникнення періодичних перешкод можуть використовуватись частотні фільтри, а у деяких випадках вейвлентне перетворення. Слід пам’ятати, що обидва методи можуть призвести до спотворення і навіть втрати сигналів ЧР, що унеможливлює їх використання на апаратному рівні. Ці методи можуть використовуватись тільки на стадії обробки і аналізу вимірювальної інформації.


За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

 

Теги та ключові фрази
вимiрювання часткових розрядiв, що називається уявним зарядом чр, за яких умов в ізоляції вимикають ч.р., уявний заряд чр, характеристика часткових розрядів, грабатрон взломана, prostitutki vinnitsa dishovi, грабатрон взлом на алмазы, Nokia c7 hd games berzerk ball warez, надійність та діагностика ізоляції
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.