Общие сведения о частичных разрядах




Лекция

Тема: «Использование частичных зарядов для диагностирования судового высоковольтного электрооборудования»

Общие сведения о частичных разрядах

Частичные разряды, ЧР (от англ. PartialDischarge) — электрические разряды, которые происходят в изоляции электрооборудования, обычно возникающие в электрических системах, работающих при напряжении от 3000 В и выше (хотя ЧР могут происходить при более низких напряжениях). Согласно международному стандарту IEC 60270 и ГОСТ 20074-83 частичным разрядом называется локальный электрический разряд, который шунтирует только часть изоляции в электроизоляционной системе.

Частичные разряды возникают в пустотах в твердой изоляции (бумажной или полиэтиленовой), в многослойных системах электродов/проводников, имеющих несколько слоев твердой изоляции, а также в пузырьках газа (в случае жидкой изоляции) или вокруг электродов в газе (коронный разряд) и в большинстве случаев представляют собой воздушные или масляные промежутки в изоляции.

Информация о частичных разрядах(ЧР) появилась после создания высоковольтного оборудования, ориентировочно в 1930-х годах. На первых этапах не было необходимости устранения и изучения образовавшихся в изоляции ЧР, так как напряжения были относительно малы и сама изоляция имела достаточный запас прочности. Необходимость устранения(или снижения интенсивности) ЧР появилась с началом эксплуатации электрических машин и кабелей. Электрическая изоляция двигателей, генераторов и кабелей оказалась наиболее подвержена действию ЧР это обусловлено двумя факторами: особенностью строения изоляции и воздействием на нее повышенных напряженностей электрического поля приуменьшении габаритных размеров оборудования

ЧР обычно не приводят к быстрому пробою изоляционных промежутков, процесс развития ЧР довольно медленный и зависит от интенсивности частичного разряда. Практически в любом высоковольтном оборудовании в рабочих режимах существуют ЧР, однако их разрушающая способность может быть различна. В связи с этим при малой интенсивности ЧР электроизоляционные системы оборудования сохраняют свои функции в течение эксплуатационного ресурса. При большой интенсивности происходит разрушение изоляции в виду разрастания малых воздушных или масляных промежутков, которыми являются ЧР, впоследствии этот процесс приводит к пробою и выводу оборудования из работы до истечения срока эксплуатации.

Общепризнанно, что ЧР в изоляции образуются в результате внесения воздушных(газовых) включений или проводящих частиц при нарушении технологического процесса изготовления оборудования или при его эксплуатации. Наиболее восприимчиво к образованию ЧР оборудование с бумажно-масляной изоляцией

Появление ЧР сопровождается следующими физическими явлениями:

· протекание импульсного тока в искусственно создаваемых цепях, где имеются объекты с ЧР;

· электромагнитное излучение в окружающее пространство;

· ударные волны;

· разложение диэлектрика на молекулярные группы в зоне действия ЧР;

· световое излучение в окружающее пространство;

· нагрев локальных объемов изоляции с ЧР.

2. Применение частичных разрядов в энергетике[править | править исходный текст]

Частичные разряды опасны тем, что приводят к постепенному разрушению изоляции и возникновению электрического пробоя. С другой стороны, измерение частичных разрядов позволяет сегодня энергетическим компаниям заблаговременно определять места будущих повреждений в энергооборудовании, своевременно проводить ремонт и избегать серьёзных аварий в работе станционного и сетевого оборудования.

Сегодня известны такие методы обнаружения ЧР как:

· электрический;

· электромагнитный, или дистанционный, СВЧ-метод;

· акустический;

· химический;

· оптический, или оптоэлектронный;

· термический.

Основными из них являются первые три.

Электрический метод требует контакта измерительных приборов с объектом измерения, что делает его не самым простым и удобным. Но именно при таком методе снимается наибольшее количество характеристик ЧР, позволяющих всесторонне изучить ЧР, в связи с чем, данный метод весьма распространен. Так же ввиду чувствительности метода необходимо применение комплекса мер и специального оборудования для отстройки от наводимых помех. Большинство электрических методов не требуют подачи на объект измерения напряжений, сильно превосходящих номинальные рабочие значения, поэтому они являются щадящими для изоляции электрооборудования. В настоящее время существует множество производителей оборудования, в котором применяется данный метод, основными являются HVPD,SebaKMT.

Электромагнитный, или дистанционный. СВЧ-метод позволяет обнаружить ЧР с помощью направленного приемного СВЧ антенного устройства. Этот метод не требует контакта с объектом измерения. Применение данного оборудование не зависит от класса напряжения, что является плюсом данного метода. Недостатками же является отсутствие количественной оценки множества характеристик ЧР, а также влияние на электромагнитное излучение других приборов.

Акустический метод регистрации ЧР разрабатывался с целью обнаружения источника ЧР в оборудовании, например, в силовых и измерительных трансформаторах, элегазовом оборудовании. Кажущаяся простота метода не исключает больших трудностей в определении места возникновения ЧР. Для их нахождения используются сверхчувствительные микрофоны, которые улавливают звуковые волны, расположенные в диапазоне частот выше порога слышимости. Данный метод является дистанционным и позволяет располагать датчики и сенсоры в устройствах открытой конструкции, например ячейках КРУ и шинопроводах. Недостатком метода является малая чувствительность при регистрации ЧР малой интенсивности.

В настоящее время ведутся работы по совершенствованию электромагнитного и акустического методов, чтобы приблизить их применение к условиям эксплуатации. Уже сейчас данные методы позволяют производить обследования с регистрацией получаемых значений в течение длительного периода и отправкой их оператору по сетям связи, таким как интернет.

Первые сообщения в отечественной литературе о результатах применения электрического метода измерения ЧР появились в 1937 г. Наиболее интенсивно начали исследовать ЧР в изоляции в конце 1950-х - начале 1960-х. В то время самыми распространенными видами исследуемого оборудования были генераторы и электрические двигатели. Несмотря на относительно не высокие напряжения, 6-11 кВ, напряженность электрического поля в изоляции электрических вращающихся машин оказалась достаточной для образования коронных разрядов и ЧР. Впервые с разрушительным действием ЧР в большой группе оборудования сверхвысокого напряжения столкнулись в конце 1950-х годов при эксплуатации трансформаторов 400 кВ и в последующем - 500 кВ.

Начиная с 80-х годов стратегия диагностирования оборудования в Европе и Америке постепенно изменялась: осуществлялся переход от концепции регламентных испытаний к концепции испытания по оценке технического состояния оборудования. Из практики известно, что положительные результаты испытаний оборудования повышенным напряжением, которые регламентированы в России в настоящее время, вовсе не гарантируют безаварийную работу испытуемого оборудования в течение определенного срока времени. При этом в процессе испытания изоляция оборудования значительно ухудшается из-за подачи напряжений в 4-6 раз превышающих номинальные значения. Диагностические же методы по регистрации ЧР позволяют давать наиболее точную оценку остаточного ресурса оборудования при этом практически не оказывая влияния на его изоляцию, ввиду подачи гораздо более низких напряжений, в ряде случаев близких или равных номинальному значению. Одновременно решалась задача построения системы диагностирования в автоматизированном режиме мониторинга параметров оборудования под рабочим напряжением. Наиболее в данном направлении преуспела компания HVPD, выпускающая приборы для on-line мониторинга ЧР в изоляции электрооборудования. В связи с тем, что электроизоляционная система высоковольтного оборудования в основном определяет его эксплуатационную надежность, тщательному диагностированию системы уделяют особое внимание. При этом особая роль отводится методу регистрации ЧР, как наиболее эффективному в выявлении локальных дефектов. По существу, упомянутый метод является единственным, позволяющим в течение процесса разрушения изоляции обнаружить развивающиеся локальные дефекты.

Широкое применения методов регистрации ЧР сдерживается из-за сложности методики измерения, дороговизны оборудования и малого количества специалистов, умеющих работать на данном оборудовании.

Измерение частичного разряда проводится в пико-Кулонах (пКл).

 

HighVoltagePartialDischarge (HVPD) Ltd — компания, специализирующаяся на разработке и производстве систем, осуществляющих в реальном времени тестирование и мониторинг частичных разрядов.

Компания создана в 1998 году в Великобритании группой технических экспертов в области энергетики, более 30 лет занимавшихся исследованиями процессов влияния частичных разрядов на электроизоляцию.

Суть диагностического метода, разработанной специалистами HVPD заключается в том, что измерение и наблюдение за частичными разрядами в кабельных линиях и на электротехническом оборудовании позволяет вовремя обнаруживать и устранять места, где начался процесс необратимого разрушения изоляции, со временем приводящие к выходу из строя высоковольтных машин (электродвигателей, генераторов, силовых трансформаторов) и авариям на энергетических объектов (электростанции, подстанции и т.п.).

В отличие от традиционного метода оценки состояния энергетического оборудования, подразумевающего его периодическое отключение от электросети для проведения поверок и аттестаций, главным ноу-хау компании HVPD стала разработка датчиков, анализирующих приборов и алгоритмов, позволяющих проводить весь комплекс диагностических мероприятий прямо на работающем оборудовании (то есть прямо под напряжением). Работоспособность и надежность такого метода была доказана в начале 2000-х годов многочисленными публикациями и тестированиями. По словам HVPD, многочисленные энергетические компании, а также электросети уже смогли достичь заметной экономии в операционных затратах, за счет грамотного применения систем измерения частичных разрядов в реальном времени.

 

Российская дистрибьюторская компания «ИМАГ» (www.emag.ru) и всемирно известный британский производитель компания HVPD (HighVoltagePartialDischarge, www.hvpd.co.uk) подписали соглашение об эксклюзивной дистрибуции. В соответствии с соглашением «ИМАГ» будет представлять всю линейку приборов HVPD на территории РФ, благодаря чему российские энергетики получают доступ к самым современным разработкам для предотвращения сбоев и аварий на энергетических установках.

Компания HVPD является мировым экспертом и производителем технических решений в области диагностики кабельных линий и электротехнического оборудования. На сегодняшний день HVPD имеет представительства более чем в 40 странах мира и занимает лидирующие позиции в области поставок диагностического оборудования. Среди клиентов HVPD – ведущие мировые энергетические компании и владельцы крупнейших электрических сетей, включая: BP, Emerson, ABB, Samsung, PortugenEnergia, PowerCor и многие другие.

Линейка продуктов HVPD включает сегодня следующие уникальные разработки:

• PDSurveyor и PDS AIR – приборы для предварительной диагностики кабельных линий и электрооборудования напряжением от 3,3 до 45 кВ.


• PDS Rogowski – прибор для предварительной диагностики электрооборудования и вращающихся машин (двигателей и генераторов).


• MiniMonitor - система для измерения и длительного мониторинга частичных разрядов (ЧР) в кабельных линиях и электрооборудовании напряжением от 3,3 до 45 кВ.


• MultiMonitor – 16 канальная система для измерения и длительного мониторинга ЧР в кабельных линиях и электрооборудование напряжением от 3,3 до 66 кВ и выше.


• MultiPermanentMonitor – многоканальная канальная система для измерения и постоянного мониторинга ЧР в кабельных линиях и электрооборудовании напряжением от 3,3 до 45 кВ и выше. Прибор рассчитан на работу по 16 каналам, но может объединяться с другими системами MultiPermanentMonitor для образования разветвленной сети мониторинга электрооборудования до 96 каналов.


• Longshot – система для измерения, постоянного мониторинга и локализации ЧР в кабельных линиях и электрооборудовании напряжением от 3,3 до 700 кВ. Прибор рассчитан на работу по 4 синхронизированным каналам и прекрасно подходит для детального обследования любого электротехнического объекта.

www.hvpd.ru

www.emag.ru

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-23 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: