Detecció d'estat d'aïllament i detecció de fallades de l'aparell de commutació

Com a equip clau en el sistema d'alimentació, l'aparell de commutació s'utilitza àmpliament a les xarxes de transmissió i distribució, amb funcions de commutació, control i protecció d'equips elèctrics. La seva fiabilitat operativa afecta directament la qualitat de la font d'alimentació i el factor de seguretat del sistema d'alimentació. Amb el ràpid desenvolupament de l'economia de la Xina, l'estabilitat i la fiabilitat del sistema elèctric s'han convertit en estàndards importants per mesurar el procés de modernització i la qualitat de vida a les ciutats, plantejant nous reptes per a la seguretat i la fiabilitat dels equips elèctrics, com ara els aparells elèctrics. L'estructura d'aïllament intern de l'aparell de commutació és diversa i l'entorn de funcionament real és complex (alta temperatura, pols, humitat, etc.). A més, la possible qualitat de producció i els defectes del procés poden tenir canvis adversos en el procés d'operació a llarg termini, donant lloc a descàrregues parcials (PD) sota la influència del camp elèctric. El desenvolupament posterior de l'oficina ha agreujat l'envelliment de l'aïllament, que pot provocar una fallada de l'equip elèctric en casos greus, afectant el funcionament segur i estable del sistema d'alimentació. La investigació ha descobert que els errors operatius causats per problemes d'aïllament són una de les principals causes d'accidents d'aparells de commutació.

Actualment, la inspecció de descàrrega parcial dels equips elèctrics és un mitjà important per avaluar l'estat d'aïllament de l'aparell de commutació, que té un paper clau per garantir el funcionament segur i estable de l'aparell de commutació, i ha estat promogut per les empreses de xarxa. Segons els diferents principis d'inspecció i adquisició de senyals, l'aparell de commutació d'alta tensió inclou principalment: inspecció de descàrrega parcial d'ultra alta freqüència (UHF), inspecció local de tensió transitòria (TEV), inspecció de descàrrega parcial ultrasònica (AE) i inspecció conjunta de l'anterior. tecnologies. Amb la proposta de l'estratègia "Tres tipus i dues xarxes" de State Grid Corporation de la Xina, el sistema d'alimentació continua desenvolupant-se cap a l'automatització i la intel·ligència. És de gran importància inspeccionar i avaluar l'estat d'aïllament dels equips d'alimentació mitjançant tecnologia de sensors avançada, tecnologia de mesura, tecnologia de xarxa i tecnologia de comunicació per a la detecció de fallades de l'aparell de commutació.

Aquest document presenta primer els principals problemes d'aïllament de l'aparell de commutació i els diferents tipus de descàrrega parcial, després es discuteixen diferents tecnologies de detecció de descàrrega parcial i espera amb interès la tendència de desenvolupament de la detecció de l'estat d'aïllament i la detecció de fallades de l'aparell de potència en la nova situació.

1. Avaluació de l'estat d'aïllament de l'aparell

Segons estadístiques incompletes, el 37,2 per cent de les avaries de l'aparell de commutació són causades per problemes d'aïllament en l'aparell de commutació, cosa que indica que els errors d'aïllament en l'aparell de commutació són la causa principal d'errors de l'aparell. Durant el funcionament de l'aparell de commutació, el mal funcionament del personal, les accions de commutació i els llamps poden provocar una tensió excessiva. Els danys mecànics als equips d'aïllament en els processos de fabricació, els processos d'instal·lació, l'operació i el manteniment són una causa important de fallades d'aïllament. En el sistema de drenatge de l'aparell de commutació, quan el circuit conductor entra en contacte amb oxidació, contacte fluix o sobrecàrrega, pot provocar un mal contacte, augment de la resistència del circuit, errors de transport de corrent, temperatura de contacte elevada i augment de la temperatura ambiental, provocant un aïllament tèrmic. envelliment. Els factors ambientals, com ara la contaminació per pols i la humitat de l'aire, també poden provocar un envelliment químic del medi d'aïllament, provocant una fallada de l'aparell de commutació. Per tant, els efectes combinats de l'estrès elèctric, l'estrès mecànic, l'envelliment tèrmic i l'envelliment químic són les principals causes de canvis adversos en els materials d'aïllament. L'avaluació de l'estat d'aïllament de l'aparell de commutació és un mitjà tècnic important per al manteniment, la substitució i la prevenció oportunes de fallades d'aïllament. L'avaluació de l'estat d'aïllament de l'aparell de comandament té com a objectiu de detecció la descàrrega parcial i l'entorn de funcionament (inclosa la temperatura, la pressió de l'aire, la humitat, etc.), la descàrrega parcial és el principal motiu dels problemes d'aïllament. Per tant, aquest article se centra en el mètode de detecció de descàrregues parcials dels aparells de commutació.

El període d'incubació de les falles d'aïllament pot provocar fenòmens de descàrrega. Hi ha quatre tipus principals d'aparells de commutació: descàrrega interna causada per defectes interns en el medi d'aïllament, com ara la densitat magnètica i les impureses introduïdes al medi d'aïllament; Descàrrega d'arc de punta causada per rebaves a les superfícies metàl·liques exposades a l'aire; Descàrrega al llarg de la línia provocada per contaminants a la superfície del medi aïllant; Defectes de disseny estructural causats per defectes estructurals durant el funcionament, descàrrega potencial flotant causada per un transport i un contacte deficients. Els diagrames esquemàtics de diferents tipus de descàrrega es mostren a la figura 1. Els espectres de diferents tipus d'anàlisi de fase de descàrrega parcial (PRPD) es mostren a la figura 2. Els espectres de PRPD de diferents tipus de descàrrega tenen característiques diferents i es poden utilitzar com a important base per al reconeixement de patrons basat en les diferències en els valors de fase i amplitud de descàrrega.

Els fenòmens locals directes i evidents donen lloc al moviment de càrregues entre elèctrodes. Les principals manifestacions són: ① canvis en les partícules carregades al lloc de descàrrega. En cas de descàrrega parcial, les partícules carregades es transferiran ràpidament del cos carregat al cos no carregat (com ara l'aparell de commutació) i generaran corrent d'alta freqüència al cos no carregat. ② Irradiar senyals d'ones electromagnètiques d'alta freqüència. Segons la teoria del camp electromagnètic de Maxwell, la descàrrega parcial produirà un camp elèctric canviant i el camp elèctric canviant excitarà el camp magnètic, de manera que el camp elèctric alternatiu i el camp magnètic s'excitaran mútuament i es propagaran cap a l'exterior per generar ones electromagnètiques. En un curt període de temps, el pols de descàrrega generarà ones electromagnètiques d'alta freqüència i irradiarà cap a l'exterior. Basant-se en els dos principis anteriors, l'aparició de descàrregues parcials ha d'anar acompanyada de la generació d'ones de corrent i electromagnètiques. De fet, la descàrrega parcial va acompanyada d'ultrasons, productes de gas, llum i calor. Segons aquests canvis físics associats a la descàrrega parcial, els mètodes de detecció es poden dividir en mètodes de mesura elèctrica i mètodes de mesura no elèctrics.

La detecció de l'estat d'aïllament i la detecció de fallades de l'aparell de commutació es divideixen en detecció fora de línia i detecció en directe segons l'estat de detecció. La detecció fora de línia té l'avantatge d'una baixa interferència de fons, però a causa de la necessitat de manteniment de talls d'energia, un alt cost i un llarg consum de temps, es substitueix gradualment per la detecció en directe. La detecció en directe es pot dividir en detecció regular i monitorització en línia. Les inspeccions periòdiques es basen en instruments per comprovar l'estat de funcionament dels equips elèctrics durant el funcionament, per tal d'identificar falles ocultes durant el funcionament de l'equip. La supervisió en línia generalment implica col·locar els sensors de l'equip de monitorització dins o a la superfície de l'equip provat durant un llarg període de temps per controlar l'estat de funcionament de l'equip en temps real. Les proves regulars i la supervisió en línia tenen els avantatges de l'alimentació contínua per a l'equip provat, i les condicions de detecció són completament coherents amb les condicions de funcionament. El monitoratge en línia té la capacitat de supervisar i analitzar l'estat d'aïllament actual de l'aparell de commutació en temps real, inclosa la capacitat d'identificar els primers signes d'avaries i predir-los, i de fer una resposta i una precisió més altes a les interferències que s'han produït. S'ha convertit en la direcció de desenvolupament de la detecció de l'estat actual i la detecció de fallades.

2. tecnologia de detecció de descàrrega parcial

El mètode de detecció de descàrrega parcial es basa en diversos canvis físics formats per la descàrrega parcial, i la força de la descàrrega parcial s'expressa mesurant les magnituds físiques formades per diversos fenòmens. Els mètodes de detecció de l'estat d'aïllament dels aparells de commutació inclouen principalment el mètode de detecció d'ultra-alta freqüència (UHF), el mètode de detecció de tensió transitòria (TEV), el mètode de detecció d'ultrasons (AE), el mètode de detecció d'infrarojos i el mètode de detecció química. Entre ells, la freqüència ultra alta. El mètode de detecció (UHF), el mètode de detecció de tensió transitòria (TEV) i el mètode de detecció d'ultrasons (AE) s'utilitzen principalment per a la detecció de descàrrega parcial a l'aparell.

2.1 Mètode de detecció d'ultra alta freqüència (UHF).

El mètode de detecció d'ultra alta freqüència (UHF) és un mètode de detecció per recollir, analitzar i jutjar el senyal d'ona electromagnètica local amb una freqüència de 500 ~ 1500 mHz [5]. L'ona electromagnètica UHF rep la radiació a través del sensor UHF (també anomenat acoblador), que pot convertir el senyal d'ona electromagnètica en senyal de tensió per realitzar la detecció de descàrrega parcial. Els sensors UHF es divideixen en sensors integrats i sensors externs. El mètode de detecció UHF té les característiques d'alta freqüència de senyal de detecció i pocs senyals d'interferència externa, que poden millorar considerablement la capacitat de detecció de descàrrega parcial dels equips elèctrics. Especialment amb el desenvolupament de la monitorització en línia, UHF té una bona antiinterferència, fiabilitat i sensibilitat. La detecció de descàrrega parcial del mètode de detecció UHF es mostra a la figura 3. La investigació de diversos països ha demostrat que el mètode d'ultra-alta freqüència té bones perspectives en la supervisió en línia d'aparells de commutació d'alta tensió.

2.2 Mètode de prova per ultrasons (AE).

Els ultrasons, com les ones sonores, són la forma de propagació de la vibració mecànica dels objectes. La descàrrega parcial és un procés ràpid d'alliberament o transferència de càrrega. Quan es produeix una descàrrega parcial, l'estrès del camp elèctric local, l'estrès mecànic i la força de les partícules es desequilibren i, a continuació, es genera el senyal ultrasònic. Els senyals ultrasònics solen anar acompanyats d'ones ultrasòniques amb freqüències superiors a 20 kHz, que es propaguen a l'entorn a través de diferents mitjans. El sensor d'ultrasons s'instal·la dins de l'armari i es veu afectat principalment pel soroll ambiental i els senyals de vibració. El sensor d'ultrasons instal·lat a la superfície de l'aparell de commutació té un soroll baix, però l'atenuació de les ones ultrasòniques quan es propaguen a través dels metalls és significativa. Per tant, el senyal d'ultrasons es transmet principalment a través del buit entre la carcassa de l'aparell. L'efecte d'inspecció del sensor d'ultrasons instal·lat a l'espai entre l'aparell de commutació és bo. Els sensors d'ultrasons utilitzen cristalls piezoelèctrics com a components de conversió elèctrica acústica per convertir els senyals ultrasònics en senyals elèctrics. Després d'una amplificació addicional i processament del senyal, es transmeten al sistema de recollida per a l'anàlisi, aconseguint el propòsit de col·locar-los a l'oficina d'inspecció. Un típic sensor ultrasònic extern sense contacte desenvolupat i produït per una determinada empresa d'equips elèctrics a Tianjin, tal com es mostra a la figura 4, adopta un disseny d'autoadsorció, que és fàcil d'instal·lar a l'espai entre la carcassa de l'aparell de commutació i no afecta el funcionament. i estructura de l'aparell de distribució original. La freqüència central és de 40 kHz i s'ha utilitzat àmpliament en sistemes locals de control en línia d'aparells de commutació.

2.3 Mètode de detecció de les ones terrestres (TEV).

El Dr. John Reves va proposar la teoria del voltatge de terra transitori (TEV) l'any 1974. Com a mètode clàssic de detecció de descàrregues parcials per a aparells de commutació, s'ha desenvolupat i recolzat el mètode de detecció de TEV. Segons la teoria de Maxwell, quan les ones electromagnètiques es propaguen a l'espai i es troben amb un conductor, el conductor generarà un corrent induït amb la mateixa freqüència que l'ona electromagnètica que l'estimula. L'ona electromagnètica generada per pols de descàrrega parcial és generalment de milers de HZ a desenes de megahertz, de manera que l'ona electromagnètica dins de l'armari de commutació es transmet a la superfície interna de l'armari de commutació i s'indueix un corrent de pols curt a la superfície metàl·lica prop de la descàrrega. punt. Afectat per l'"efecte pell", el corrent de pols es propaga primer a la capa interna de l'escut metàl·lic. Si la carcassa metàl·lica continua protegint-se, no podrà detectar senyals externs. Tanmateix, en realitat, hi haurà buits discontinus a la junta d'aïllament, les juntes de la caixa, els terminals i altres posicions de la carcassa metàl·lica de l'aparell. Els senyals de corrent de pols d'alta freqüència es poden transmetre a la superfície de l'aparell de commutació a través d'aquests buits, generant una tensió temporal, anomenada tensió temporal de terra (TEV), aquest senyal es pot mesurar a la superfície de l'armari de commutació mitjançant un sensor de capacitat d'acoblament especial i es pot jutjar que no hi ha descàrrega parcial i intensitat de descàrrega a l'armari de commutació a través d'aquest senyal. Els principis d'inspecció dels mètodes d'ultrasò i TEV es mostren a la figura 5.

Tenint en compte l'estructura de l'aparell de commutació i el paper de l'entorn del lloc d'instal·lació, així com les proves in situ realitzades pel personal de proves, es va trobar que l'estat d'aïllament de l'aparell d'alimentació estava en bon estat. El mètode de detecció combinat de so i electricitat pot reflectir millor l'estat de treball. La tecnologia de detecció de descàrregues parcials i els productes d'EATechnology s'han aplicat a empreses de subministrament d'energia i empreses energètiques de més de 40 països d'arreu del món, prenent el lideratge en la creació de la tecnologia de detecció de descàrregues parcials per als aparells de commutació TEV i en la producció i desenvolupament de la multifunció. Detector de descàrrega parcial de mà UltraTEVPlus (UTP1), que és una eina quantitativa de mà per a la inspecció diària de descàrrega parcial.

A la Xina, tot i que la investigació relacionada va començar relativament tard, encara s'han fet progressos significatius. Actualment, també apareixen productes similars de detecció de descàrregues parcials, com ara PEV-100 de Tianjin Xuezi Power Equipment Technology Co., Ltd.. Es tracta d'un equip de detecció de descàrregues parcials portàtil basat en ultrasons i TEV, amb no incorporats. -Contacteu amb sensors ultrasònics i sensors TEV per detectar l'estat d'aïllament a l'armari de commutació, mostrar l'amplitud, la freqüència, l'índex de gravetat i altres paràmetres de descàrrega parcial i tenir una funció i informació d'avís d'error.

EXEMPLE DE FOTO DEL PRODUCTE

Aquest producte sol ser personalitzat.
Som fabricants i disposem d'un departament tècnic professional que pot dissenyar i oferir solucions segons les necessitats del client.
Poseu-vos en contacte amb el nostre personal de vendes per obtenir dibuixos de disseny

Aquí teniu els nostres exemples de clients per a la vostra referència

SI NECESSITEU MÉS DETALLS, POSEU CONTACTE AMB NOSALTRES