PD/TD200 — система измерения частичных разрядов со встроенным блоком тангеса угла диэлектрических потерь

Измеритель частичных разрядов серий PD, PD/TD созданы для измерения характеристик частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования, измерения высокого напряжения специальной формы инфранизкой частоты, измерения тангенса угла диэлектрических потерь (модификации с индексом TD).

Описание системы измерения частичных разрядов со встроенным блоком тангеса угла диэлектрических потерь PD/TD60:

Измерители выпускаются в следующих модификациях: PD30, PD60, PD90, PD94, PD120, PD200, PD/TD30, PD/TD60, PD/TD90, PD/TD94, PD/TD120, Модификации PD/TD представляют собой комбинацию измерителя частичных разрядов серии PD и измерителя тангенса угла диэлектрических потерь серии TD.

Измерители идентичны по принципу действия и характеристикам и отличаются значением рабочего напряжения, габаритами и массой:

• Системы PD30, PD/TD30 позволяют диагностировать кабели до 24 кВ;
• Системы PD60, PD/TD60 позволяют диагностировать кабели до 44 кВ;
• Системы PD90, PD/TD90 позволяют диагностировать кабели до 64 кВ;
• Системы PD94, PD/TD94 позволяют диагностировать кабели до 66 кВ;
• Системы PD120, PD/TD120 позволяют диагностировать кабели до 85 кВ;
• Системы PD200, PD/TD200 позволяют диагностировать кабели до 140 кВ.

Все измерители специально разработаны для мобильного использования, имеют небольшой вес и специальные кейсы для транспортировки. Все оборудование может уместиться в багажнике обычного универсала, и не требует покупки дорогостоящей передвижной лаборатории и ее регистрации для проведения работ по испытаниям и диагностики, в то время как оборудование других компаний производителей из за его веса и габаритов неотделимо от приобретения специального автомобиля для его перевозки.

Система измерения частичных разрядов PD используется для определения, измерения и локализации мест возникновения частичных разрядов (ЧР) в кабельной изоляции и в муфтах всех типов кабелей с номинальным напряжением до 140 кВ. Прибор производит измерение частичного разряда с определением места источника, непосредственная локализация частичного разряда по всей длине кабеля, в кабельных муфтах или на кабельных концевых заделках. Интенсивность ЧР измеряется в пКл и отображается на графике.

Рис. 1. Пример измерительной схемы для кабеля 6,10 кВ при использовании установки HVA28 и модуля измерения ЧР PD30.

Измеритель PD/TD60 работает с применением внешнего источника испытательного напряжения. В качестве источника напряжения совместно с измерителями применяются установки измерительные высоковольтные серии HVA (HVA28, HVA30, HVA60, HVA90), генерирующие напряжение специальной формы инфранизкой частоты.

Рис. 2. Подключение PDTD: измерение ЧР

Локализация мест повреждений ЧР производится методом рефлектометрии. Критические уровни ЧР являются важными критериями оценки состояния изоляции кабеля. Анализ и оценка типичных параметров ЧР, а также их месторасположение позволяет выработать критерии для дальнейшего ремонта или замены кабеля. Многие энергоснабжающие организации и предприятия используют технологию измерени ЧР уже при приемо-сдаточных испытаниях, чтобы сразу выявить дефекты монтажа и локализовать повреждение КЛ.

Рис. 3. Подключение PDTD: измерение ЧР и тангенса

Данная диагностика позволяет не только выявить участки СПЭ изоляции с развивающимися "водяными деревьями" до моменты выхода КЛ из строя, но также определить полости в изоляции из сшитого полиэтилена или отслаивания в токопроводящем слое:

• Измерение уровня частичного разряда;
• Программное обеспечение нашей собственной разработки b2 suite для обработки результатов и составления протоколов является ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКИМ и не требует вмешательства;
• Отображение ВСЕГО кабеля на дисплее установки с указанием места локализации источника ЧР;
• Подавление помех, шумов, полная развязка от сетевого питания;
• Подробная информация о месте локализации источника ЧР и величине (уровне) ЧР;
• Графическое представление информации;
• Перед началом измерений производится калибровка всей схемы измерений путем инжекции нормированного заряда с помощью калибратора кажущегося заряда типа CAL1B, входящего в комплект поставки измерителей.

Особенности использования системы измерения частичных разрядов со встроенным блоком тангеса угла диэлектрических потерь PD/TD60:

Сегодня диагностика методом измерения частичных разрядов представляет собой один из основных методов неразрушающего контроля и оценки состояния изоляции кабеля кабеля.

Частичный разряд - это искровой разряд очень малой мощности, который образуется внутри изоляции, или на ее поверхности, в оборудовании среднего и высокого на-пряжения. Уровень ЧР измеряется в кулонах. С течением времени, периодически повторяющиеся частичные разряды разрушают изоляцию, приводя в конечном итоге к ее пробою. Обычно разрушение изоляции под действием частичных разрядов происходит в течение многих месяцев, и даже лет. Таким образом, регистрация частичных разрядов, оценка их мощности и интенсивности, а также локализация места их возникновения, позволяет своевременно выявить развивающиеся повреждения изоляции и принять необходимые меры для их устранения. Наиболее частые источники ЧР – неоднородные участки изоляции в соединительных и концевых кабельных муфтах.

Рис. 4. Система для измерения ЧР

Принцип действия измерителей основан на электрическом методе измерения характеристик частичных разрядов (ЧР) – измерении кажущегося заряда импульсов ЧР с помощью конденсатора связи, детектора частичных разрядов и цифрового осциллографа. Импульсы ЧР с конденсатора связи поступают на детектор, где происходит их аналого-цифровое преобразование. Затем данные в цифровом виде передаются по интерфейсу USB в персональный компьютер (ПК), где происходит обработка информации и заполнение базы данных. Текущие характеристики частичных разрядов в виде графиков, диаграмм, таблиц отображаются на дисплее ПК. По результатам измерений составляется протокол.

Принцип действия измерителей при измерении тангенса угла диэлектрических потерь (модификации с индексом TD) основан измерении напряжения на объекте, тока, протекающего через объект, и фазового угла между ними с последующей математической обработкой результатов измерений с помощью специализированного ПО, устанавливаемого на внешний персональный компьютер. Связь с внешним ПК осуществляется через интерфейс USB.

Основные узлы измерителей: конденсатор связи с высоковольтным фильтром, детектор частичных разрядов, цифровой осциллограф (реализованный программно на внешнем ПК), калибратор кажущегося заряда.

Установка определяет и записывает следующие параметры:

• Калибровочный импульс (в соответствии с IEC60270). Перед началом измерений производится калибровка измерительной системы путем инжекции нормированного заряда с помощью калибратора кажущегося заряда типа CAL1B, входящего в комплект поставки измерителей;
• Фоновые помехи, шумы и наводки (например на подстанции);
• Напряжение зажигания (возникновения частичных разрядов (PDIV)). Чем ниже это значение, тем критичнее состояние кабеля;
• Уровень частичных разрядов при напряжении от 1.0 до 1.7 Uo. Это значение содержит прямую информацию о повреждении;
• Напряжение прекращения (гашения) частичных разрядов (PDEV) Разница между напряжениями гашения и зажигания ЧР позволяет сделать выводы о природе дефекта.

Процессом измерения и анализа полностью управляет в автоматическом режиме программное обеспечение b2 suite.

Определение мест повреждений методом измерения частичных разрядов включает в себя:

• Измерение интенсивности и уровня частичных разрядов;
• Программная автоматическая обработка измерений в режиме реального времени;
• Отображение возникновения ЧР относительно фазы высокого напряжения позволяют сделать вывод также о характере повреждения изоляции, а не только его размерах;
• Локализация местонахождения повреждения методом измерения частичных разрядов;
• Локализация мест повреждений ЧР производится методом рефлектометрии;
• Калибровка с локализацией муфт.

Программное обеспечение позволяет:

• Определять значения ЧР (в пико кулонах) в режиме реального времени;
• Строить диаграмму (карту) трассы кабельной линии с указанием места локализации ЧР;
• Строить диаграмму трассы кабельной линии с указанием интенсивности ЧР в данном месте локализации.

Рис. 5. Пример протокола измерения ЧР

На верхнем рисунке мы видим возникающие ЧР, их интенсивность, в зависимости от фазы подаваемого высокого переменного напряжения. На нижнем четко различимы проблемы в изоляции кабеля (муфты) и их локализация (в метрах).