Частичные разряды


Блок мониторинга вводов (трансформаторов тока) предназначен для непрерывного контроля характеристик основной изоляции высоковольтных вводов трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов или характеристик конденсаторной изоляции трансформаторов тока под рабочим напряжением. Предназначен для самостоятельной работы, а также интеграции в систему мониторинга трансформаторного оборудования или комплексную систему мониторинга высоковольтного оборудования, АСУ ТП или другие системы «верхнего уровня».
 
Все функции могут реализовываться на базе единого блока мониторинга трансформатора, без установки дополнительного блока мониторинга вводов.
 

 

 

Подсистема контроля характеристик частичных разрядов применяется как опциональная подсистема блоков мониторинга вводов или блоков мониторинга трансформаторов.
Частичные разряды (ЧР) в основной изоляции оборудования являются первопричиной нарушений его работы. Понятие частичного разряда в изоляции охватывает местные разряды на поверхности или внутри изоляции оборудования в виде короны, скользящих разрядов или пробоя отдельных элементов изоляции, шунтирующих часть изоляции между электродами, находящимися под разными потенциалами. При пробое, ионы, образующиеся в процессе разряда, заряжают поверхность включения и соз­дают поле, обратное по направлению основному полю. Длительность процесса пробоя включения в большинстве случаев весьма мала — порядка (3 - 10) × 10-9 с. Заряд ЧР не может быть измерен непосред­ственно, так как его прохождение связано с процессами внутри диэлектрика контролируемого объекта. В момент возникновения частичного разряда можно считать, что заряд на электродах испытуемого объекта не изменяется, так как ем­кость объекта отделена от остальной емкости цепи индуктив­ностью соединительных проводов (шин). Поэтому изменение напряжения происходит за счет увеличения емкости объ­екта при возникновении частичного разряда. Однако изменение напряжения на образце обычно крайне незначительно (единицы, десятки милливольт). Напряжение на объекте восстанавливается за счет инжекции заряда от источника напряжения и других емкостей схемы, к которой подключен контролируемый объект. Это приводит к возникновению высокочастотных колебаний в схеме, регистрация которых осуществляется подсистемой. По принципу действия система реализует классический электрический метод регистрации ЧР. Исходными сигналами являются сигналы от датчиков, присоединенных на измерительные выводы вводов и трансформаторные датчики проходного типа, устанавливаемые на шину заземления бака трансформатора.
Подлежащие выявлению частичные разряды  имеют, как правило большую интенсивность, и их регистрация не вызывает затруднений. Однако возможность выявления дефектов изоляции определяется не чувствительностью аппаратуры, а внешними помехами. В условиях эксплуатации задача измерения частичных разрядов в первую очередь связана с устранением помех или снижением их уровня.
Помехи при измерении частичных разрядов могут вызываться любыми процессами в сети, связанными с резкими изменениями тока, а также источниками высокочастотных напряжений. При измерениях частичных разрядов в условиях эксплуатации источники помех, как правило, не могут быть устранены. Основным источником неустранимых помех являются коронные разряды на проводах, арматуре и оборудовании (так называемый основной уровень помех). Поэтому основной проблемой при измерении в условиях эксплуатации является селекция частичных разрядов. В подсистеме селекция разрядов выполняется за счет следующих алгоритмов:
— частотная фильтрация (регистрация высокочастотных составляющих переходных процессов, вызванных ЧР, что обеспечивает фильтрацию основной части эксплуатационных помех);
 — амплитудно-фазовая сортировка (обязательным условием ЧР является его повторяемость по амплитуде и времени возникновения, которые зависят от мгновенных значений приложенного к объекту напряжения);
Приведение значений токовых импульсов к значению кажущегося заряда частичных разрядов осуществляется на основании поправочного коэффициента, полученных калибровкой прибора на конкретном объекте или на основании имеющихся у разработчика прибора данных.
Данный метод рекомендуется  использоваться как дополнительный, так как полностью отсутствует нормативная база, а также положительный опыт отбраковки оборудования на основании контроля характеристик ЧР в эксплуатации (за исключением высоковольтных кабелей, ввиду особенности их конструкции), несмотря на то, что данный метод хорошо зарекомендовал себя при лабораторных (заводских) испытаниях. Приведение зарегистрированных импульсов переходных процессов к значению кажущегося заряда частичных разрядов также является весьма условным, поэтому данная характеристика может служить как качественный индикатор развития дефекта в оборудовании, т.е. рост разрядной активности или отсутствие роста (стабильность). Тем не менее, данный критерий может быть использован как дополнительный для диагностики состояния трансформаторного оборудования.
 

Таблица 1 - Параметры, регистрируемые подсистемой

 
Параметры, регистрируемые прибором
Диапазон, пКл
1
Кажущийся заряд частичных разрядов в обмотке (часть ВН) (3 фазы)
10—600
1
Кажущийся заряд частичных разрядов в обмотке (часть СН-НН) (3 фазы)
10—600
2
Кажущийся заряд частичных разрядов ввод ВН, (3 фазы)
10—600
3
Кажущийся заряд частичных разрядов ввод СН, (3 фазы)
10—600

 

Таблица 2 - Основные параметры регистратора

 
Параметр
Значение
1
Максимальное контролируемое значение кажущегося заряда частичных разрядов, пКл
600
2
Чувствительность (после обработки алгоритмом амплитудно-фазовой селекции), пКл
10
3
Разрядность, бит
8
4
Частота дискретизации, выборок/с
200х106

 

© 2017 г. ООО "Энергоавтоматизация"