จะตรวจจับการคายประจุบางส่วนได้อย่างไร?

การปลดปล่อยบางส่วนคืออะไร?

ขั้นแรก สรุปสั้นๆ: การคายประจุบางส่วนคือการคายประจุไฟฟ้าเฉพาะที่ซึ่งเชื่อมฉนวนระหว่างตัวนำเพียงบางส่วนเท่านั้น มันสามารถเกิดขึ้นภายในโพรงในฉนวนแข็ง ตามแนวพื้นผิวของฉนวน หรือในฟองก๊าซในฉนวนของเหลว หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ตรวจสอบ PD จะค่อยๆ ลดระดับฉนวน นำไปสู่ความล้มเหลวขั้นสูงสุด

1. หลักการพื้นฐานของการตรวจจับ PD

วิธีการตรวจจับทั้งหมดอาศัยการวัดปรากฏการณ์ทางกายภาพที่กิจกรรม PD สร้างขึ้น:

พัลส์ไฟฟ้า:ผลกระทบหลักคือพัลส์กระแสที่รวดเร็วระดับนาโนวินาที-

การปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า:พัลส์ปัจจุบันจะแผ่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงความถี่วิทยุ (RF) และสัญญาณความถี่สูง-

การปล่อยเสียง:การคายประจุจะทำให้เกิดคลื่นกระแทกเล็กๆ เสียง "คลิก" ด้วยเสียงหรืออัลตราโซนิก

ผลพลอยได้-ทางเคมี:PD สลายตัววัสดุฉนวน ปล่อยก๊าซจำเพาะ (เช่น โอโซน) และสร้างการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

2. วิธีการตรวจจับเบื้องต้น

วิธีการหลักๆ แบ่งตามปรากฏการณ์ที่ตรวจพบได้ดังนี้

ก. วิธีการตรวจจับทางไฟฟ้า (The Gold Standard)

นี่เป็นวิธีการเชิงปริมาณที่ตรงประเด็นที่สุด ตามมาตรฐาน IEC 60270

มันทำงานอย่างไร:โดยจะวัดประจุที่ปรากฏ (ในหน่วย picoCoulombs, pC) ของพัลส์ปัจจุบันที่เกิดจาก PD ตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งและอิมพีแดนซ์การตรวจจับจะสร้างวงจรเพื่อจับ-พัลส์ความถี่สูงเหล่านี้

ตั้งค่า:

ตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งเชื่อมต่อแบบขนานกับวัตถุทดสอบ

อิมพีแดนซ์การวัด (Quadripole) เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวเก็บประจุ

เครื่องตรวจจับ PD แบบพิเศษจะวัดพัลส์ กรองสัญญาณรบกวน และแสดงผลลัพธ์

เอาท์พุทที่สำคัญ:

PD ขนาด (pC):ค่าใช้จ่ายที่ชัดเจนของการจำหน่าย

ระยะ-รูปแบบการคายประจุบางส่วน (PRPD) ที่แก้ไขแล้ว:แผนภาพแสดงขนาดและจำนวนการคายประจุเทียบกับมุมเฟสของวงจรกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ รูปแบบนี้เปรียบเสมือน "ลายนิ้วมือ" ที่ช่วยระบุตัวตนพิมพ์ของ PD (เช่น ภายใน พื้นผิว หรือโคโรนา)

ข้อดี:

มีความไวสูงและเชิงปริมาณ

ให้การวัดความรุนแรงของการปล่อยที่แม่นยำที่สุด

การวิเคราะห์ PRPD นั้นยอดเยี่ยมสำหรับการวินิจฉัยข้อผิดพลาด

จุดด้อย:

ต้องมีการเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยตรงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง-

มักต้องมีการนำเนื้อหาออฟไลน์ (การทดสอบออฟไลน์)

ไวต่อการรบกวนทางไฟฟ้า/เสียงรบกวน

B. การตรวจจับการปล่อยคลื่นเสียง / อัลตราโซนิก (AE)

นี่เป็นวิธีการไม่รบกวน-ที่ได้รับความนิยมมาก โดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่

มันทำงานอย่างไร:ใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิค (หรือเซ็นเซอร์ปล่อยเสียง) เพื่อตรวจจับคลื่นเสียงความถี่สูง- (โดยทั่วไปคือ 20 kHz ถึง 300 kHz) ที่ผลิตโดย PD เนื่องจากการได้ยินของมนุษย์มีความถี่สูงสุดประมาณ 20 kHz สิ่งเหล่านี้จึงเป็น "อัลตราโซนิก"

ตั้งค่า:

เซ็นเซอร์ถูกวางไว้บนพื้นผิวของอุปกรณ์ (เช่น ถังหม้อแปลง ตู้สวิตช์เกียร์)

"ปืน" อัลตราโซนิกแบบพกพาใช้สำหรับการสแกนทั่วไป

สามารถใช้เซนเซอร์แบบคงที่หลายตัวสำหรับการตรวจสอบแบบถาวรและเพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนของแหล่งกำเนิด PD

เอาท์พุทที่สำคัญ:

ระดับ dB อัลตราโซนิก:ความเข้มของเสียง

เสียง "Hiss" หรือ "Crackle":อุปกรณ์จำนวนมากมีหูฟังเพื่อฟังสัญญาณอัลตราโซนิกแบบเฮเทอโรไดนด์ (ดาวน์{0}}ผสม)

ข้อดี:

ดีเยี่ยมสำหรับการระบุตำแหน่งทางกายภาพของพีดี

สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟและมีพลัง (การทดสอบออนไลน์)

ภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนทางไฟฟ้า

จุดด้อย:

เสียงจะถูกลดทอนและปิดกั้นได้ง่ายด้วยสิ่งกีดขวางที่เป็นของแข็ง (เช่น ภายในถังหม้อแปลง)

ไม่มีประสิทธิผลในการหาปริมาณความรุนแรง (pC) ของสารคัดหลั่ง

เสียงพื้นหลังอาจเป็นปัญหาได้

C. การตรวจจับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าความถี่สูง (HFCT / RFCT)

นี่เป็นหนึ่งในวิธีการทั่วไปในการตรวจสอบสายเคเบิล สวิตช์เกียร์ และหม้อแปลงแบบออนไลน์

มันทำงานอย่างไร:แคลมป์-บนเซ็นเซอร์ HFCT วางอยู่รอบๆ สายดิน (กราวด์) หรือปลอกสายเคเบิล โดยทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงกระแสที่ปรับความถี่สูง (โดยทั่วไปคือ 100 kHz ถึง 50 MHz) ตรวจจับพัลส์กระแส RF จาก PD ที่ไหลลงกราวด์

ตั้งค่า:แคลมป์จะถูกวางไว้รอบๆ ตัวนำ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยตรงกับไฟฟ้าแรงสูง

เอาท์พุทที่สำคัญ:

ขนาดและเฟสของพัลส์ PD

สามารถสร้างรูปแบบ PRPD เพื่อการวิเคราะห์ได้

ข้อดี:

ไม่-รบกวนและติดตั้งง่ายบนอุปกรณ์ที่ใช้งานจริง

มีความละเอียดอ่อนที่ดีและให้ข้อมูลเฟส{0}}ที่แก้ไขแล้ว

เหมาะสำหรับการตรวจสอบสายเคเบิลและสวิตช์เกียร์

จุดด้อย:

ความไวขึ้นอยู่กับตำแหน่งและความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อสายดิน

อาจได้รับผลกระทบจากการรบกวนความถี่วิทยุ (RFI)

D. การตรวจจับแรงดันดินชั่วคราว (TEV)

ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดสอบสวิตช์เกียร์หุ้มโลหะ-

มันทำงานอย่างไร:เมื่อ PD เกิดขึ้นภายในสวิตช์เกียร์หุ้มโลหะ- พัลส์กระแสจะเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวโลหะด้านใน ที่ช่องว่างหรือข้อต่อ (เช่น ประตู) พัลส์เหล่านี้จะจับคู่กับพื้นผิวด้านนอก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟฉากราวด์ชั่วคราว หัววัด TEV จะวัดแรงดันไฟฟ้านี้ที่ด้านนอกของปลอกโลหะ

ตั้งค่า:มิเตอร์แบบมือถือที่มีแผ่นคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟวางอยู่บนพื้นผิวโลหะของสวิตช์เกียร์

เอาท์พุทที่สำคัญ:ขนาด TEV มีหน่วยเป็นมิลลิโวลต์ (mV)

ข้อดี:

รวดเร็วและง่ายดายมากสำหรับการคัดกรองสภาพของสวิตช์เกียร์

การทดสอบออนไลน์ที่ไม่รบกวน-

จุดด้อย:

ให้การวัดสัมพัทธ์ ไม่ใช่ค่า pC สัมบูรณ์

การสอบเทียบและการตีความอาจเป็นเรื่องเฉพาะของผู้ผลิต-

ใช้ได้กับอุปกรณ์หุ้มโลหะ-เป็นหลัก

E. การตรวจจับความถี่สูง-พิเศษ (UHF)

วิธีการชั้นนำสำหรับการตรวจสอบหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังและสวิตช์เกียร์แบบหุ้มฉนวนก๊าซ (GIS) ของก๊าซแบบออนไลน์

มันทำงานอย่างไร:เหตุการณ์ PD ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่สูง-สูงพิเศษ- (300 MHz ถึง 3 GHz) เซ็นเซอร์ UHF (ภายในหรือภายนอก) เป็นเสาอากาศที่ตรวจจับสัญญาณเหล่านี้

ตั้งค่า:

ภูมิสารสนเทศ:เซ็นเซอร์ได้รับการติดตั้งผ่านหน้าต่างอิเล็กทริกหรือข้อต่อในถัง GIS

หม้อแปลงไฟฟ้า:สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ในวาล์วระบายน้ำหรือพอร์ตเฉพาะได้

เอาท์พุทที่สำคัญ:

ความกว้างของสัญญาณ UHF

รูปแบบ PRPD สำหรับการวินิจฉัยขั้นสูง

ข้อดี:

มีความไวสูงและมีภูมิต้านทานต่อเสียงรบกวนจากภายนอกที่มีความถี่ต่ำ-

ยอดเยี่ยมสำหรับการตรวจสอบสินทรัพย์สำคัญทางออนไลน์อย่างถาวร

สามารถค้นหาแหล่งที่มาโดยใช้เวลา-ของ-ความแตกต่างในการบินระหว่างเซ็นเซอร์หลายตัว

จุดด้อย:

ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางซึ่งมักมีราคาแพง

การปรับเทียบเป็น PC ทำได้ยากมาก

การติดตั้งในอุปกรณ์ที่มีอยู่อาจเป็นเรื่องท้าทาย

F. การตรวจจับสารเคมี / ก๊าซ

การวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายน้ำ (DGA):สำหรับหม้อแปลงที่เติมน้ำมัน- PD จะผลิตก๊าซเฉพาะ เช่น ไฮโดรเจน (H₂) และมีเทน (CH₄) DGA ของน้ำมันสามารถบ่งชี้กิจกรรมของ PD

การตรวจจับโอโซน:PD ในอากาศจะผลิตโอโซน ซึ่งบางครั้งอาจได้กลิ่นหรือตรวจพบได้ด้วยเซ็นเซอร์

3. คำแนะนำทีละขั้นตอน-ในทางปฏิบัติสำหรับการสำรวจ PD ขั้นพื้นฐาน

สำหรับช่างเทคนิคที่เริ่มต้นด้วยสวิตช์เกียร์หรือสถานีย่อย แนวทางทั่วไปคือ:

การวางแผน:ตรวจสอบไดอะแกรมเส้นเดี่ยว-ของอุปกรณ์และข้อมูลประวัติ ระบุฮอตสปอต PD ที่เป็นไปได้

การคัดกรองเบื้องต้น (TEV และอัลตราโซนิก):

ใช้เทฟมิเตอร์เพื่อสแกนแผงสวิตช์เกียร์ที่หุ้มโลหะ- บันทึกระดับ mV บนพื้นผิวที่เข้าถึงได้ทั้งหมด

พร้อมกันให้ใช้ปืนอัลตราโซนิกเพื่อฟังการคายประจุรอบบุชชิ่ง ปลายสายเคเบิล และช่องระบายอากาศ

การวิเคราะห์ข้อมูลและสามเหลี่ยม:

หากพบว่าอ่านค่าได้สูง ให้ใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อค้นหาแหล่งที่มาของเสียง "คลิก" อย่างแม่นยำ เลื่อนเซ็นเซอร์เพื่อค้นหาจุดที่ดังที่สุด

ติดตาม-/การสอบสวนโดยละเอียด (หากจำเป็น):

หากสงสัยว่ามีแหล่งที่มาที่ร้ายแรง อาจจำเป็นต้องใช้วิธีการขั้นสูงเพิ่มเติม

การทดสอบออฟไลน์:ทำการทดสอบทางไฟฟ้ามาตรฐาน IEC 60270 ในระหว่างไฟฟ้าดับตามแผนเพื่อหาปริมาณระดับ PD ใน pC

การตรวจสอบออนไลน์:ติดตั้งเซ็นเซอร์ HFCT บนสายดินที่เกี่ยวข้องเพื่อการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและการวิเคราะห์ PRPD

ตารางสรุปวิธีการ