Измерение и Локация частичных разрядов

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

 

Б.1 Основные принципы и методы регистрации ЧР

Б.1.1 Электрический метод регистрации ЧР заключается в регистрации электрических сигналов, возникающих в датчиках схемы регистрации ЧР при протекании в схеме разрядного тока ЧР.

При условии подавления помех электрический метод обладает наибольшей чувствительностью к регистрации ЧР во внутренней изоляции электрооборудования.

Б.1.2 ЧР описываются комплексом характеристик. При этом если измеряют характеристики импульсною тока и фазу возникновения каждого единичною ЧР и/или мгновенное значение напряжения в момент возникновения данного ЧР, то все остальные характеристики должны определяться расчетным путем.

Б.1.3 Схему регистрации ЧР образуют путем подключения элементов схемы к доступным для подсоединения вводам (зажимам) контролируемого трансформатора.

Б.2 Схема регистрации ЧР

Схему регистрации ЧР выбирают в зависимости от вида контролируемого электрооборудования.

Датчики схемы регистрации предназначены для образования в них сигналов от протекающего по измерительному элементу датчика разрядного тока ЧР.

Регистратор ЧР (РЧР) предназначен для регистрации параметров сигналов (амплитуды, фазы и др.) от датчиков и их обработки.

Линия связи предназначена для передачи сигнала от датчиков к регистратору.

Градуировочный генератор предназначен для градуировки схемы регистрации ЧР (с целью установления зависимости сигналов датчиков от значения кажущегося заряда qЧР) и проверки функционирования схемы регистрации ЧР. Для градуировки генератор устанавливают в непосредственной близости от выводов контролируемого объекта и от точки заземления на корпусе его бака.

Б.3 Методика регистрации ЧР

Б.3.1 Общий порядок регистрации ЧР.

Методика регистрации ЧР включает в себя следующие действия:

- подготовительные работы;

- сборку схемы регистрации ЧР;

- подключение устройства фазового согласования сигналов ЧР с периодом рабочего напряжения;

- регистрацию уровня помех и определение их вида;

- градуировку схемы регистрации ЧР;

- выбор режимов регистрации ЧР;

- регистрацию ЧР;

- анализ результатов и оформление протокола регистрации ЧР.

Б.3.2. Подготовительные работы.

Производят анализ технического состояния оборудования. Составляют программу испытаний, содержащую соответствующие фактографические данные об объекте, указания режимов и внешних условий испытаний, схему регистрации ЧР, требования по технике безопасности при регистрации ЧР и т. п.

Б.3.3 Регистрация уровня ЧР и определение вида помех.

Уровень и вид помех определяют на отключенном объекте, и после включения его под рабочее напряжение.

Определение уровня и вида помех производят с помощью осциллографа, подключаемого к РЧР. Амплитуду сигналов помех определяют в вольтах, которые, после градуировки схем регистрации ЧР с использованием установленного градуировочного коэффициента, приводят к размерности в нКл.

В зависимости от схемы и технических характеристик РЧР, некоторые виды помех могут тем или иным способом фильтроваться или отделяться от сигналов ЧР непосредственно в процессе измерений или при обработке их результатов.

Б.3.4 Градуировка схемы регистрации ЧР.

Б.3.4.1 Градуировку проводят на полностью собранной схеме регистрации.

Градуировку схем регистрации производят с целью проверки функционирования схемы и установления зависимости амплитудных значений регистрируемых сигналов от величины кажущегося заряда имитируемых сигналов ЧР и определения чувствительности каждого канала регистрации ЧР.

Б.3.4.2 Градуировку производят по параллельной схеме на оборудовании, подключенном к шинам со стороны ВН (СН, НН).

Для снятия с шин индуктированного заряда рекомендуется производить заземление шин через резисторы мощностью 60 Вт, сопротивлениями 50-100 Ом для шин НН и 200-300 Ом - для шин ВН, СН.

Допускается проведение градуировки при незаземленных шинах в случае расположения точки заземления на расстоянии 100 м и более от трансформатора.

Б.3.4.3 Напряжение на выходе генератора устанавливают таким, чтобы регистрируемые градуировочные сигналы превышали не менее чем в 3 раза максимальные сигналы помех, зафиксированные при градуировке.

Б.3.4.4 Провод (или кабель), соединяющий выход генератора с градуировочным конденсатором, подсоединенным к соответствующему выводу контролируемого объекта, должен иметь минимально возможную длину.

Б.3.4.5 Порядок выполнения градуировки:

- поочередно подключить градуировочный генератор ко всем зажимам объекта, имеющим связь с высокопотенциальными электродами (линейные концы вводов ВН, СН и НН; выводы заземления экранов, магнитопровода и нейтрали);

- установить выбранное значение напряжения на выходе генератора при подключении конденсатора к соответствующим частям объекта контроля и произвести измерение сигналов всех датчиков регистратором и осциллографом, подключаемым к соответствующим входам регистратора;

- составить и ввести в РЧР матрицу градуировочных коэффициентов, используемую для отстройки от помех и определения места возникновения ЧР.

Рекомендуется повторная градуировка после процедуры регистрации ЧР. Она должна проводиться в обязательном порядке, если в процессе измерений изменялись характеристики схемы регистрации (например, нижняя и верхняя частоты полосы измерений, дополнительное согласование линий связи и др.) или возникли сомнения в правильности функционирования регистратора ЧР.

Б.3.5 Выбор режимов регистрации

Условия регистрации определяют на стадии подготовки программы испытаний и включают в себя:

- выбор времени одного цикла измерений, t_1ц,

- выбор временных интервалов между циклами измерений, t₂,

- выбор общего времени измерений, t_и,

- выбор полосы измерительных частот, Dt_и.

Б.3.6 Регистрация ЧР.

Б.3.6.1 Регистрацию ЧР проводят в соответствии с установленными условиями и регламентом работы РЧР.

Б.3.6.2 Независимо от возможностей, обеспечиваемых специальными РЧР, рекомендуется параллельно проводить осциллографический контроль формы, частоты и фазы повторения сигналов ЧР.

Осциллографический контроль проводят с целью экспертной экспресс-оценки вида регистрируемых сигналов и качества накапливаемой информации для принятия решений о возможных изменениях режима регистрации, а именно, введения (ослабления/увеличения) чувствительности и дополнительной фильтрации сигналов, увеличения длительности накопления информации и т. д.

Б.3.6.3 Регистрацию ЧР производят в кратковременном и долговременном режимах.

Кратковременный режим представляет собой режим измерения ЧР, при котором длительность одного цикла измерений t_1ц намного меньше временного интервала между циклами измерений t₂. Типичными случаями кратковременных измерений характеристик ЧР являются послеремонтные испытания оборудования с целью проверки качества обработки изоляции.

Долговременный режим измерения представляет собой режим измерения ЧР, при котором общее время t_иизмерения ЧР достаточно для исключения большого разброса данных из-за стохастического характера ЧР.

Б.3.7 Обработка и анализ результатов, оформление протокола регистрации ЧР.

Б.3.7.1 На первом этапе обработки результатов измерений производят компьютерную обработку данных с целью отделения сигналов ЧР от сигналов помех с использованием специализированного программного обеспечения.

Б.3.7.2 На втором этапе обработки результатов измерений определяют количество и место расположения очагов наиболее интенсивных ЧР.

Б.3.7.3 На третьем этапе производят анализ результатов регистрации ЧР, экспертную оценку вида дефекта и степени его опасности.

Вид дефекта определяют на основе опыта заводских и эксплуатационных испытаний.

Для получения объективных оценок текущего состояния объекта и формирования обоснованных прогнозов необходимо привлекать всю доступную информацию, как то:

- диэлектрические характеристики различных электроизоляционных систем объекта,

- результаты всех видов анализов проб масла и образцов твердой изоляции,

- результаты тепловизионного обследования,

- результаты измерения сопротивления короткого замыкания;

- результаты дефектографирования обмоток низковольтным импульсом,

- результаты вибрационного обследования усилий прессовки обмоток и магнитопровода,

- дополнительные данные регистрации ЧР другими методами, например, акустическим и электромагнитным и т. д.

При оценке состояния изоляции должен проводиться анализ конструкции объекта (и той его части, где найден очаг ЧР), а также опыта эксплуатации объекта и его аналогов, который дает информацию о вероятности появления необратимых повреждений.

Б.3.7.4 В случае нахождения источника ЧР в главной изоляции, следует ориентироваться на следующие уровни максимального кажущегося заряда qЧР:

бездефектное состояние, пКл............................................................. < 100

нормальное состояние, пКл................................................................. £ 1000

состояние, требующее выяснения причин возникновения ЧР

(например, увлажнение, примеси и др.), пКл.................................... 1000 £q£25000

дефектное состояние, нКл................................................................... 5 £q£ 25

возможные необратимые повреждения (ползущий разряд), нКл....³ 25

критическое (опасное) состояние, нКл............................................... ³ 100

В случае, когда результаты локации выявляют место очага ЧР в изоляции ввода, указанные предельно допустимые значения кажущегося заряда в основной изоляции должны быть снижены примерно на порядок.

Б.4. Технические требования к основным частям устройств регистрации ЧР

Б.4.1 Требования к датчикам.

Б.4.1.1 Датчики ЧР не должны нарушать работу объекта контроля во всех режимах его эксплуатации.

Б.4.1.2 Измерительные элементы датчиков должны обеспечивать измерение сигналов ЧР в измерительной полосе частот не менее 2 МГц в частотном диапазоне от 1 до 10 МГц и более. Допускается применение измерительных элементов датчиков, обеспечивающих измерение сигналов ЧР в измерительной полосе частот не менее 2 МГц в частотном диапазоне, имеющем нижнюю частоту 0,1 МГц.

Б.4.1.3 В качестве измерительных элементов датчиков ЧР стационарных устройств регистрации ЧР или стационарно устанавливаемых датчиков переносных устройств регистрации ЧР предпочтительно применять импульсные широкополосные трансформаторы тока.

Б.4.2 Требования к линиям связи.

Линии связи должны обеспечивать надежную передачу сигналов ЧР от датчика к регистратору. Выбор типа кабеля производят, исходя из обеспечения защиты от электромагнитных помех и безопасности проведения регистрации ЧР.

Экраны кабелей устройства регистрации ЧР одного объекта контроля должны заземляться в одной точке на месте установки РЧР.

Б.4.3 Требования к РЧР.

Измеряемые регистратором параметры сигналов ЧР:

- амплитудные значения напряжения импульсных сигналов;

- амплитудно-частотно-фазовое распределение импульсных сигналов на периоде напряжения промышленной частоты.

На основании измеренных параметров обеспечивается возможность определения следующих характеристик ЧР:

- максимальное значение кажущегося заряда, Кл;

- распределение числа ЧР N по значению заряда q, N(q);

- распределение заряда qпо фазе j в периоде напряжения промышленной частоты, q (j);

- мощность ЧР, Вт.

Рекомендуется использовать РЧР со следующими характеристиками:

миним. регистрируемый заряд (с учетом измерительного

канала "датчик - линия связи"), пКл................................................................ не более 100

макс. регистрируемый заряд (с учетом

измерительного канала "датчик - линия связи"), нКл.................................... не менее 100

относительная погрешность измерения заряда, %......................................... ±30

длительность одного цикла измерения ЧР, с.................................................. 0,02 и более

общее время измерения..................................................................................... не ограничивается

тактовое время (время измерения единичного сигнала), мкс........................ не более 10

число измерительных каналов для одновременного измерения ЧР............. не менее 3

диапазон измерительных частот, МГц............................................................. не менее 2-10

РЧР должен обеспечивать:

- фиксацию фазы напряжения на объекте;

- сохранение результатов измерения;

- индикацию результатов измерения;

- возможность обработки результатов измерения и анализа характеристик ЧР по стандартным или специальным прикладным программам.

Б.4.4 Требования к градуировочному генератору.

В качестве градуировочного генератора применяют генераторы прямоугольных или экспоненциальных импульсов.

Характеристики генератора прямоугольных импульсов:

амплитудное значение выходного напряжения при параллельной

емкостной нагрузке до 100 пФ, В................................................................. от 2 до 500

выходное сопротивление, Ом....................................................................... не более 50

длительность фронта импульса, нс............................................................... не более 100

длительность импульса, мкс.......................................................................... не менее 30

частота следования импульсов, кГц.............................................................. от 1,5 до 20

Характеристики генератора экспоненциальных импульсов:

длительность переднего фронта импульса t_и, нс.......................................... не более 100

длительность заднего фронта импульса........................................................ не менее 10 t_и

Остальные характеристики генератора экспоненциальных импульсов - такие же, как у генератора прямоугольных импульсов.

Питание генераторов должно осуществляться от сети или аккумуляторной батареи.

Б.4.5 Требования к осциллографу:

число измерительных каналов..................................................... не менее 2

чувствительность, мВ/дел............................................................ не хуже 10

измерительная полоса частот, МГц............................................. не менее 50.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)