Диагностика и локализация мест повреждений методом измерения частичных разрядов

Измерители частичных разрядов серий PD, PD/TD (далее – измерители) предназначены для:
– измерения характеристик частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования;
– измерения высокого напряжения специальной формы инфранизкой частоты;
– измерения тангенса угла диэлектрических потерь (модификации с индексом TD).

Система измерения частичных разрядов PD используется для определения, измерения и локализации мест возникновения частичных разрядов (ЧР) в кабельной изоляции и в муфтах всех типов кабелей с номинальным напряжением до 110кВ. Прибор производит измерение частичного разряда с определением места источника, непосредственная локализация частичного разряда по всей длине кабеля, в кабельных муфтах или на кабельных концевых заделках. Интенсивность ЧР измеряется в пКл и отображается на графике.

Измерители работают с применением внешнего источника испытательного напряжения. В качестве источника напряжения совместно с измерителями применяются установки измерительные высоковольтные серии HVA (HVA28, HVA30, HVA60, HVA90 и т.д.), генерирующие напряжение специальной формы инфранизкой частоты.

Пример измерительной схемы для кабеля 6,10кВ при использовании установки HVA28 и модуля измерения ЧР PD30.

Локализация мест повреждений ЧР производится методом рефлектометрии. Критические уровни ЧР являются важными критериями оценки состояния изоляции кабеля. Анализ и оценка типичных параметров ЧР, а также их месторасположение позволяет выработать критерии для дальнейшего ремонта или замены кабеля.

• Измерение уровня частичного разряда
• Программное обеспечение нашей собственной разработки b2 suite для обработки результатов и составления протоколов является ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКИМ и не требует вмешательства.
• Отображение ВСЕГО кабеля на дисплее установки с указанием места локализации источника ЧР
• Подавление помех, шумов, полная развязка от сетевого питания
• Подробная информация о месте локализации источника ЧР и величине (уровне)  ЧР
• Графическое представление информации
• Перед началом измерений производится калибровка всей схемы измерений путем инжекции нормированного заряда с помощью калибратора кажущегося заряда типа CAL1B, входящего в комплект поставки измерителей.

Измерители выпускаются в следующих модификациях: PD30, PD60, PD90, PD94, PD200, PD/TD30, PD/TD60, PD/TD90, PD/TD94, PD/TD200. Модификации PD/TD представляют собой комбинацию измерителя частичных разрядов серии PD и измерителя тангенса угла диэлектрических потерь серии TD.

Системы PD30, PD/TD30 позволяют диагностировать кабели до 20кВ, до 1,7Uo
Системы PD60, PD/TD60 позволяют диагностировать кабели до 36кВ, до 1,7Uo

Системы PD94, PD/TD94 позволяют диагностировать кабели до 110кВ, до Uo
Системы PD200, PD/TD200 позволяют диагностировать кабели до 250кВ, до Uo

Все измерители специально разработаны для мобильного использования, имеют небольшой вес и специальные кейсы для транспортировки. Все оборудование может уместиться в багажнике обычного универсала, и не требует покупки дорогостоящей передвижной лаборатории и ее регистрации для проведения работ по испытаниям и диагностики, в то время как оборудование других компаний производителей из за его веса и габаритов неотделимо от приобретения специального автомобиля для его перевозки.

Данная диагностика позволяет не только выявить участки СПЭ изоляции с развивающимися “водяными деревьями” до моменты выхода КЛ из строя, но также определить полости в изоляции из сшитого полиэтилена или отслаивания в токопроводящем слое.

Сегодня диагностика методом измерения частичных разрядов представляет собой один из основных методов неразрушающего контроля и оценки состояния изоляции кабеля кабеля.

Частичный разряд – это искровой разряд очень малой мощности, который образуется внутри изоляции, или на ее поверхности, в оборудовании среднего и высокого напряжения. Уровень ЧР измеряется в кулонах. С течением времени, периодически повторяющиеся частичные разряды разрушают изоляцию, приводя в конечном итоге
к ее пробою. Обычно разрушение изоляции под действием частичных разрядов происходит в течение многих месяцев, и даже лет.
Таким образом, регистрация частичных разрядов, оценка их мощности и интенсивности, а также локализация места их возникновения, позволяет своевременно выявить развивающиеся повреждения изоляции и принять необходимые меры для их устранения. Наиболее частые источники ЧР– неоднородные участки изоляции в соединительных и концевых кабельных муфтах.

Принцип действия измерителей основан на электрическом методе измерения характеристик частичных разрядов (ЧР) – измерении кажущегося заряда импульсов ЧР с помощью конденсатора связи, детектора частичных разрядов и цифрового осциллографа. Импульсы ЧР с конденсатора связи поступают на детектор, где происходит их аналого-цифровое преобразование. Затем данные в цифровом виде передаются по интерфейсу USB в персональный компьютер (ПК), где происходит обработка информации и заполнение базы данных. Текущие характеристики частичных разрядов в виде графиков, диаграмм, таблиц отображаются на дисплее ПК. По результатам измерений составляется протокол

Принцип действия измерителей при измерении тангенса угла диэлектрических потерь (модификации с индексом TD) основан измерении напряжения на объекте, тока, протекающего через объект, и фазового угла между ними с последующей математической обработкой результатов измерений с помощью специализированного ПО, устанавливаемого на внешний персональный компьютер. Связь с внешним ПК осуществляется через интерфейс USB.

Основные узлы измерителей: конденсатор связи с высоковольтным фильтром, детектор частичных разрядов, цифровой осциллограф (реализованный программно на внешнем ПК), калибратор кажущегося заряда.

Установка определяет и записывает следующие параметры:
• Калибровочный импульс. (в соответствии с IEC60270). Перед началом измерений производится калибровка измерительной системы путем инжекции нормированного заряда с помощью калибратора кажущегося заряда типа CAL1B, входящего в комплект поставки измерителей.
• Фоновые помехи, шумы  и наводки (например на подстанции)
• Напряжение зажигания (возникновения частичных разрядов (PDIV)). Чем ниже это значение, тем критичнее состояние кабеля.
• Уровень частичных разрядов при напряжении от 1.0  до 1.7 Uo. Это значение содержит прямую информацию о повреждении.
• Напряжение прекращения (гашения) частичных разрядов (PDEV). Разница между напряжениями гашения и зажигания ЧР позволяет сделать выводы о природе дефекта.

Процессом измерения и анализа полностью управляет в автоматическом режиме программное обеспечение b2 suite.

Определение мест повреждений методом измерения частичных разрядов включает в себя:

• Измерение интенсивности и уровня частичных разрядов
  • Программная автоматическая обработка измерений в режиме реального времени
  • Отображение возникновения ЧР относительно фазы высокого напряжения позволяют сделать вывод также о характере повреждения изоляции, а не только его размерах.
  • Локализация местонахождения повреждения методом измерения частичных разрядов.
  • Локализация мест повреждений ЧР производится методом рефлектометрии
  • Калибровка с локализацией муфт

Программное обеспечение позволяет:
• Определять значения ЧР (в пико кулонах) в режиме реального времени
• Строить диаграмму (карту) трассы кабельной линии с указанием места локализации ЧР
• Строить диаграмму трассы кабельной линии с указанием интенсивности ЧР в данном месте локализации

На рисунке выше приведен пример протокола измерения ЧР. На верхнем рисунке мы видим возникающие ЧР, их интенсивность, в зависимости от фазы подаваемого высокого переменного напряжения. На нижнем четко различимы проблемы в изоляции кабеля (муфты) и их локализация (в метрах).

Установки PD разработаны для совместной работы с высоковольтной установкой серии HVA.