Инновационные решения для измерения частичных разрядов

Page 1
background image

Page 2
background image

108

Инновационные решения для 
измерения частичных разрядов

Голубцов

 

С

.

А

.,

руководитель

 

направления

 

систем

 

мониторинга

 Prysmian Electronics

Литаш

 

Б

.

С

.,

к

.

т

.

н

., 

начальник

 

отдела

 

технологического

 

развития

 

и

 

инноваций

 

ПАО

 «

Кубаньэнерго

»

В

 

статье

 

рассмотрены

 

системы

разработанные

 

с

 

использованием

 

инновационного

 

подхода

 

к

 

измерению

 

частичных

 

разрядов

 (

ЧР

). 

В

 

основу

 

конструкции

 

систем

 

положен

 

специальный

 

широкополосный

 

датчик

-

антенна

позволяющий

 

без

 

вывода

 

тестируемо

-

го

 

оборудования

 

из

 

эксплуатации

 

дистанционно

 

регистрировать

 

как

 

импульсы

 

ЧР

так

 

и

 

фазу

 

переменного

 

тока

протекающего

 

в

 

объекте

 

измерения

Благодаря

 

беспроводно

-

му

 

исполнению

 

и

 

компактным

 

габаритам

 

измерения

 

ЧР

 

при

 

помощи

 

представленных

 

си

-

стем

 

стало

 

возможно

 

производить

 

в

 

ранее

 

недоступных

 

для

 

этого

 

условиях

значительно

 

расширяя

 

возможности

 

данного

 

диагностического

 

метода

.

Рис

. 1. 

Пример

 

механического

 

дефекта

 

в

 

изоляции

приводящего

 

к

 

ЧР

ВВЕДЕНИЕ

Практически

 

все

 

возникающие

 

виды

 

развивающихся

 

поврежде

-

ний

 

изоляции

 

высоковольтного

 

оборудования

 — 

трансформато

-

ров

реакторов

двигателей

гене

-

раторов

подземных

 

и

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

нераз

-

рывно

 

связаны

 

с

 

частичными

 

раз

-

рядами

 (

ЧР

) [1, 2].

Термин

  «

частичный

 

разряд

» 

определен

 

в

 

документах

 

Между

-

народной

 

электротехнической

 

ко

-

миссии

  (

МЭК

) [3] 

как

 

локальный

 

электрический

 

разряд

частично

 

шунтирующий

 

изоляцию

 

между

 

проводниками

находящимися

 

под

разными

 

потенциалами

и

 

кото

-

рый

 

может

 

возникать

 

как

 

в

 

приле

-

гающих

так

 

и

 

в

 

не

 

прилегающих

 

к

 

проводнику

 

объемах

 

изоляции

.

Измерение

 

и

 

анализ

 

ЧР

 

явля

-

ется

 

передовым

 

методом

 

диагно

-

стирования

 

электротехнического

 

оборудования

 

под

 

рабочим

 

на

-

пряжением

позволяющим

 

вы

-

являть

 

и

 

локализовать

 

дефекты

 

в

 

изоляции

Интерес

 

и

 

стратеги

-

ческое

 

значение

 

данного

 

метода

 

значительно

 

возросли

 

в

 

послед

-

ние

 

годы

 [4–6], 

увеличилась

 

также

 

и

 

область

 

применения

которая

 

простирается

 

в

 

настоящее

 

время

 

от

 

генерации

 

и

 

распределения

 

энергии

 

до

 

изготовления

тести

-

рования

 

и

 

мониторинга

 

электри

-

ческих

 

машин

Несмотря

 

на

 

это

выполнение

 

точных

 

и

 

надежных

 

измерений

 

ЧР

 

все

 

еще

 

может

 

быть

 

сложной

 

задачей

Этот

 

фак

-

тор

 

являлся

 

и

 

все

 

еще

 

остается

 

главным

 

ограничителем

 

широко

-

го

 

распространения

 

данного

 

диа

-

гностического

 

метода

Основные

 

сложности

 

метода

 

связаны

 

с

 

во

-

просами

 

безопасности

 

для

 

пер

-

сонала

 

при

 

установке

 

и

 

использо

-

вании

 

датчиков

 

и

 

сопутствующих

 

инструментов

 

на

 

средне

и

 

высо

-

ковольтное

 

оборудование

Также

 

во

 

многих

 

случаях

 

сложности

 

об

-

условлены

 

труднодоступностью

 

оборудования

 

для

 

проведения

 

измерений

  (

например

располо

-

женные

 

в

 

грунте

 

соединительные

 

муфты

 

силового

 

кабеля

 

или

 

арма

-

тура

 

воздушной

 

линии

 

электропе

-

редачи

). 

Действительно

широко

 

использующиеся

 

датчики

 

ЧР

  (

ин

-

дуктивные

 

или

 

емкостные

требу

-

ют

 

прямого

 

подключения

 

к

 

частям

 

тестируемого

 

оборудования

 [7–8], 

а

 

также

 

его

 

отключения

В

 

допол

-

нение

 

к

 

этому

само

 

оборудование

 

для

 

измерения

 

ЧР

как

 

правило

очень

 

дорогостоящее

 

и

 

зачастую

 

не

 

предназначено

 

для

 

суровых

 

полевых

 

условий

.

Учитывая

 

вышеизложенные

 

причины

датчики

-

антенны

раз

-

работанные

 

для

 

дистанционного

 

приема

 

переходного

 

электромаг

-

нитного

 

поля

генерируемого

 

ЧР

 

и

 

распространяющегося

 

в

 

окру

-

жающей

 

среде

могут

 

значительно

 

увеличить

 

эффективность

 

и

 

рас

-

ширить

 

поле

 

применения

 

измере

-

ний

 

ЧР

 [7–9]. 

Было

 

разработано

 

несколько

 

антенн

 [9–11], 

но

 

из

-

за

 

ряда

 

ограничений

в

 

большинстве

 

случаев

 

они

 

обладают

 

достаточно

 

узким

 

спектром

 

применения

 (

таким

 

как

 

мониторинг

 

ЧР

 

на

 

распредели

-

тельных

 

устройствах

 

с

 

элегазовой

 

ДИАГНОСТИКА

И МОНИТОРИНГ


Page 3
background image

109

изоляцией

силовых

 

трансформа

-

торах

высоковольтных

 

соедини

-

тельных

 

муфтах

) [9–10]. 

Главный

 

недостаток

 

датчиков

-

антенн

 — 

это

 

ограниченная

 

чувствительность

 

в

 

сравнении

 

с

 

традиционными

 

датчиками

а

 

также

 

высокая

 

вос

-

приимчивость

 

окружающего

 

шума

Более

 

того

датчики

-

антенны

 

не

 

предоставляют

 

информацию

 

о

 

фа

-

зе

 

переменного

 

тока

что

 

приводит

 

к

 

необходимости

 

использования

 

традиционных

 

датчиков

Приве

-

денные

 

факторы

 

в

 

значительной

 

степени

 

ограничивают

 

использо

-

вание

 

антенн

 

как

 

бесконтактных

 

датчиков

В

 

настоящей

 

статье

 

представ

-

лен

 

новый

 

подход

который

 

осно

-

ван

 

на

 

использовании

 

устройств

 

со

 

специальной

 

широкополосной

 

антенной

способной

 

восприни

-

мать

 

поле

 

переменного

 

тока

По

-

мимо

 

антенны

 

данные

 

устройства

 

включают

 

в

 

себя

 

высокопроиз

-

водительную

 

цифровую

 

систе

-

му

 

приема

 

и

 

обработки

 

сигнала

Благодаря

 

данной

 

конфигурации

 

описанные

 

устройства

 

способны

 

превзойти

 

ограничения

имею

-

щиеся

 

у

 

традиционных

 

датчиков

и

 

выполнять

 

точные

 

измерения

 

ЧР

 

без

 

электрического

 

контакта

 

с

 

тестируемым

 

объектом

даже

 

в

 

случае

когда

 

он

 

труднодоступен

 

и

 

находится

 

под

 

рабочим

 

напря

-

жением

Новый

 

подход

 

позволяет

 

значительно

 

расширить

 

способы

 

выполнения

 

измерений

учитывая

 

возможность

 

проводить

 

монито

-

ринг

 

без

 

вывода

 

оборудования

 

из

 

эксплуатации

.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

ДАТЧИКА

-

АНТЕННЫ

Учитывая

 

изложенное

 

выше

основными

 

недостатками

 

дат

-

чиков

-

антенн

 

являются

 

низкая

 

чувствительность

 

и

 

высокая

 

вос

-

приимчивость

 

к

 

шуму

 

в

 

сравнении

 

с

 

используемыми

 

обычно

 

магнит

-

ными

 

и

 

емкостными

 

аналогами

Традиционный

 

подход

 

к

 

реше

-

нию

 

данной

 

проблемы

 

состоит

 

в

 

адаптировании

 

резонансных

 

антенн

Резонанс

 

имеет

 

двойное

 

преимущество

 

от

 

уменьшения

 

пропускной

 

способности

 

датчи

-

ка

уменьшая

 

восприимчивость

 

к

 

шуму

 

и

 

увеличивая

 

уровень

 

вы

-

ходного

 

сигнала

Данный

 

подход

 

Рис

. 2. 

Типовые

 

импульсы

 

поверхностного

 

разряда

 (

слева

), 

коронного

 (

в

 

цен

-

тре

и

 

внутреннего

 (

справа

с

 

их

 

частотным

 

наполнением

имеет

 

и

 

обратную

 

сторону

он

 

не

 

позволяет

 

легко

 

распознать

 

и

 

от

-

делить

 

импульсы

 

различной

 

при

-

роды

 (

как

 

для

 

ЧР

так

 

и

 

для

 

шума

), 

так

 

как

 

форма

 

волны

 

импульса

полученная

 

при

 

помощи

 

датчика

 

обычно

 

является

 

импульсной

 

ха

-

рактеристикой

 

от

 

самого

 

датчика

 

(

обычно

 

затухающая

 

синусоида

), 

а

 

не

 

первоначальной

 

характери

-

стикой

 

импульса

По

 

этой

 

причине

 

датчики

-

антенны

 

используются

 

только

 

в

 

хорошо

 

контролируемой

 

среде

такой

 

как

 

внутренне

 

экра

-

нированное

 

пространство

 

распре

-

делительного

 

устройства

 

с

 

элега

-

зовой

 

изоляцией

а

 

не

 

в

 

полевых

 

условиях

 

на

 

оборудовании

 

обще

-

го

 

назначения

.

По

 

указанным

 

выше

 

причинам

 

совершенно

 

иной

 

подход

 

был

 

ис

-

пользован

 

при

 

разработке

 

новой

 

системы

 

измерения

 

ЧР

главный

 

акцент

 

был

 

сделан

 

на

 

получении

 

точной

неискаженной

 

формы

 

волны

 

импульса

 

для

 

последующе

-

го

 

разделения

 

импульсов

 

ЧР

 

раз

-

ной

 

природы

 

с

 

использованием

 

различных

 

техник

 

обработки

 

по

-

лученных

 

данных

Первым

 

шагом

 

был

 

глубокий

 

анализ

 

частотного

 

наполнения

 

импульсов

 

ЧР

гене

-

рируемых

 

наиболее

 

часто

 

встре

-

чающимися

 

диэлектрическими

 

дегенеративными

 

явлениями

Было

 

выявлено

что

 

наибольшая

 

часть

 

излучаемой

 

энергии

 

распо

-

лагается

 

в

 

УКВ

-

диапазоне

пре

-

имущественно

 

в

 

частотном

 

спек

-

тре

варьирующемся

 

от

 0,1 

МГц

 

до

 100 

МГц

В

 

данном

 

диапазоне

 

каждый

 

импульс

 

ЧР

 

имеет

 

доста

-

точно

 

широкий

 

спектр

 (

рисунок

 2). 

Это

 

позволило

 

предположить

что

 

наиболее

 

целесообразным

 

будет

 

использование

 

специальной

 

ан

-

тенны

имеющей

 

почти

 

плоскую

 

частотную

 

характеристику

 

в

 

дан

-

ном

 

диапазоне

 

без

 

какого

-

либо

 

резонансного

 

пика

Для

 

полу

-

чения

 

необходимого

 

результата

 

была

 

выбрана

 

конструкция

 

сверх

-

широкополосной

 

антенны

  (

ри

-

сунок

 3), 

а

 

именно

 

сферический

 

монополь

 [12]. 

Также

для

 

того

 

чтобы

 

получить

 

приемлемый

 

уро

-

вень

 

сигнала

 

от

 

датчика

-

антенны

в

 

датчик

 

был

 

интегрирован

 

актив

-

ный

 

широкополосный

 

усилитель

Полученная

 

в

 

результате

 

чувстви

-

тельность

 

составила

 

менее

 

чем

 

пКл

 

на

 

расстоянии

 

нескольких

 

сантиметров

 

от

 

источника

.

Форма

 

сферического

 

моно

-

поля

 

датчика

 

обусловлена

 

двумя

 

фундаментальными

 

причинами

во

-

первых

она

 

позволяет

 

полу

-

чить

 

хорошую

 

направленность

 

ан

-

тенны

во

-

вторых

она

 

показывает

 

относительно

 

высокую

 

емкостную

 

связь

 

с

 

напряжением

 

переменного

 

тока

питающего

 

тестируемое

 

обо

-

рудование

Направленность

 

ан

-

тенны

 

может

 

быть

 

использована

 

для

 

локализации

 

дефекта

позво

-

ляя

 

получать

 

наивысший

 

уровень

 

Рис

. 3. 

Широкополосный

 

нерезонанс

-

ный

 

датчик

 

ЧР

 2 (47) 2018


Page 4
background image

110

сигнала

когда

 

датчик

 

направлен

 

непосредственно

 

в

 

точку

 

источни

-

ка

 

ЧР

еще

 

одним

 

следствием

 

на

-

правленности

 

антенны

 

является

 

низкая

 

чувствительность

 

к

 

шуму

источник

 

которого

 

находится

 

с

 

об

-

ратной

 

стороны

 

устройства

В

 

свою

 

очередь

 

высокая

 

емкостная

 

связь

 

с

 

напряжением

 

переменного

 

тока

 

позволяет

 

воспринимать

 

низкоча

-

стотное

 

электрическое

 

поле

 

пере

-

менного

 

тока

Для

 

этой

 

цели

 

сфе

-

рический

 

электрод

 

также

 

соединен

 

с

 

низкочастотным

 

усилителем

 

вы

-

сокого

 

импеданса

Данная

 

систе

-

ма

 

способна

 

генерировать

 

сигнал

пропорциональный

 

напряжению

 

переменного

 

тока

этот

 

сигнал

 

мо

-

жет

 

быть

 

использован

 

для

 

опре

-

деления

 

фазы

 

при

 

измерении

 

ЧР

Данная

 

функция

 

очень

 

важна

учи

-

тывая

  «

бесконтактный

» 

подход

использованный

 

при

 

разработке

 

сенсора

 

и

 

его

 

способность

 

воспри

-

нимать

 

импульсы

 

ЧР

 

на

 

рассто

-

янии

При

 

отсутствии

 

указанной

 

функции

 

необходимо

 

было

 

бы

 

осу

-

ществлять

 

проводное

 

соединение

 

только

 

для

 

того

чтобы

 

получить

 

информацию

 

о

 

фазе

 

переменно

-

го

 

тока

  (

как

 

это

 

зачастую

 

и

 

про

-

исходит

). 

Для

 

наиболее

 

эффек

-

тивного

 

использования

 

функции

 

локализации

 

датчик

 

интегрирован

 

с

 

портативным

 

высокопроизводи

-

тельным

 

блоком

 

приема

 

сигнала

способным

 

обработать

 

как

 

им

-

пульсы

 

ЧР

так

 

и

 

сигнал

пропор

-

циональный

 

фазе

 

переменного

 

тока

 [13].

Рис

. 4.

Pry-Cam Portable 

в

 

комплекте

 

с

 

планшетом

ПОРТАТИВНОЕ

 

УСТРОЙСТВО

 PRY-CAM 

PORTABLE

Переносное

 

устройство

 Pry-

Cam™ Portable (

рисунок

 4) 

про

-

изводства

 

итальянской

 

компа

-

нии

 Prysmian — 

это

 

компактная

высокоэффективная

 

система

 

повышенной

 

прочности

 

для

 

об

-

наружения

 

ЧР

специально

 

раз

-

работанная

 

для

 

проведения

 

из

-

мерений

 

в

 

оперативном

 

режиме

 

на

 

функционирующем

 

оборудова

-

нии

Это

 

высоко

 

интегрированное

 

устройство

имеющее

 

в

 

составе

 

беспроводной

 

электромагнитный

 

датчик

 

для

 

обнаружения

 

сигна

-

лов

 

ЧР

 

и

 

фазовой

 

синхронизации

блок

 

сбора

 

цифровых

 

данных

 

и

 

интерфейс

 Wi-Fi. 

Оно

 

питает

-

ся

 

от

 

литиевой

 

аккумуляторной

 

батареи

что

 

позволяет

 

приме

-

нять

 Pry-Cam 

без

 

проводного

 

соединения

Оно

 

просто

 

наво

-

дится

 

на

 

электрооборудование

 

или

 

располагается

 

рядом

 

с

 

ним

 

(

например

при

 

помощи

 

электро

-

изолирующей

 

штанги

), 

после

 

чего

 

устройство

 

готово

 

к

 

передаче

 

данных

 

о

 

ЧР

 

на

 

планшет

 

через

 

Wi-Fi 

соединение

Программное

 

обеспечение

установленное

 

на

 

планшете

используется

 

для

 

управления

 

прибором

отображе

-

ния

хранения

 

и

 

обработки

 

дан

-

ных

 

о

 

ЧР

 

в

 

режиме

 

реального

 

вре

-

мени

 [14].

Pry-Cam Portable 

может

 

при

-

меняться

 

для

 

проведения

 

из

-

мерений

 

ЧР

 

на

 

большей

 

части

 

высоковольтного

 

оборудова

-

ния

используя

 

одни

 

и

 

те

 

же

 

на

-

стройки

 

и

 

порядок

 

действий

В

 

частности

порядок

 

действий

 

различаются

 

для

 

двух

 

основ

-

ных

 

ситуаций

измерения

 

в

 

опе

-

ративном

 

режиме

 

и

 

измерения

 

в

 

режиме

 

пусконаладки

.

Первый

 

из

 

них

 

проводится

 

во

 

время

 

периода

 

нормальной

 

экс

-

плуатации

 

объекта

 

разово

 

или

 

периодически

 

с

 

целью

 

оценить

 

состояние

 

объекта

 

и

 

динамику

 

его

 

изменения

Измерения

 

в

 

опе

-

ративном

 

режиме

 

проводятся

 

на

 

объекте

 

под

 

рабочим

 

напряже

-

нием

 (

отключение

 

оборудования

 

не

 

требуется

).

Напротив

измерения

 

в

 

ре

-

жиме

 

пусконаладки

 

являются

 

измерениями

 

при

 

отключении

 

объекта

 

от

 

сети

с

 

применением

 

резонансного

 

генератора

-

транс

-

форматора

 

для

 

подачи

 

напряже

-

ния

 

на

 

испытуемую

 

цепь

В

 

этом

 

случае

 

применяются

 

специаль

-

ные

 

стандарты

 

и

 

технические

 

нормативы

 

(

например

МЭК

 

62067 [15] 

и

 

МЭК

 60840 [16]), 

тре

-

бования

 

которых

 

в

 

части

 

уровня

 

подаваемого

 

напряжения

про

-

должительности

 

и

 

времени

 

про

-

ведения

 

измерений

 

ЧР

 

необхо

-

димо

 

выполнять

 

при

 

проведении

 

пусконаладочных

 

работ

.

Рис

. 5. 

Пример

 

проведения

 

измерений

 

ЧР

 

устройством

 Pry-Cam Portable

ДИАГНОСТИКА

И МОНИТОРИНГ


Page 5
background image

111

СИСТЕМА

 

НЕПРЕРЫВНОГО

 

МОНИТОРИНГА

PRY-CAM GRIDS

Помимо

 

портативной

 

версии

 

устройства

 Prysmian 

была

 

раз

-

работана

 

также

 

система

 

непре

-

рывного

 

мониторинга

 

ЧР

 

на

 

вы

-

соковольтных

 

кабельных

 

линиях

 

(

КЛ

). 

Непрерывный

 

контроль

 

ак

-

тивности

 

ЧР

 

предоставляет

 

ин

-

формацию

 

о

 

состоянии

 

линии

аварийных

 

сигналах

 

о

 

ее

 

износе

старении

 

и

 

возможных

 

повреж

-

дениях

.

Система

 

непрерывного

 

мо

-

ниторинга

 

ЧР

 

состоит

 

из

 

не

-

скольких

 

электронных

 

устройств

 

Pry-Cam Grids (

рисунок

 6), 

спо

-

собных

 

получать

 

информацию

 

о

 

ЧР

фиксируемых

 

каждым

 

дат

-

чиком

Данные

 

о

 

ЧР

 

анализиру

-

ются

 

в

 

режиме

 

реального

 

вре

-

мени

 

и

 

хранятся

 

на

 

центральном

 

сервере

Это

 

позволяет

 

эксплу

-

атационному

 

и

 

диспетчерскому

 

персоналу

 

на

 

месте

 

или

 

удален

-

но

 

просматривать

 

каждое

 

изме

-

рение

 

и

 

отслеживать

 

характер

 

изменения

 

ЧР

поступающих

 

на

 

каждый

 

датчик

При

 

возникно

-

вении

 

аномальных

 

условий

 

со

-

ответствующая

 

информация

 

на

-

правляется

 

персоналу

.

На

 

каждую

 

муфту

  (

концевую

 

и

 

соединительную

устанавлива

-

ется

 

интеллектуальный

 

датчик

 

ЧР

 Pry-Cam Wings (

рисунок

 7), 

что

 

позволяет

 

измерять

 

специ

-

фичную

 

активность

 

ЧР

Устройство

 

сбора

 

данных

 

Pry-Cam Grids 

устанавливается

 

вблизи

 

группы

 

из

 

трех

 

объек

-

тов

  (

например

соединительные

 

муфты

 

трех

 

фаз

 

цепи

). 

Каждое

 

устройство

 Pry-Cam Grids 

под

-

ключается

 

к

 

центральному

 

сер

-

веру

 

посредством

 

оптического

 

волокна

 

или

 3G-

модема

 

для

 

Рис

. 6. 

Устройство

 

сбора

 

данных

 Pry-Cam Grids

Рис

. 7. 

Интеллектуальный

 

датчик

 

ЧР

 Pry-Cam Wings

передачи

 

данных

 

произведен

-

ных

 

измерений

Сервер

 

произ

-

водит

 

дальнейшую

 

обработку

 

собранных

 

данных

 

для

 

простой

 

и

 

эффективной

 

визуализации

 

статуса

 

состояния

 

оборудова

-

ния

Доступ

 

к

 

серверу

а

 

также

 

любому

 

устройству

 Pry-Cam 

для

 

диагностики

 

или

 

специальных

 

измерений

 

можно

 

получить

 

уда

-

ленно

Электропотребление

 

устрой

-

ства

 

измерения

 

составляет

 

10 

Вт

Питание

 

требуется

 

не

-

посредственно

 

устройству

 Pry-

Cam 

и

 UMTS/3G-

модему

 

или

 

коммутатору

 Ethernet. 

Каждая

 

точка

 

измерения

 

оснащена

 

рас

-

Рис

. 8. 

Установка

 

датчика

 Pry-Cam Wings 

на

 

соединительную

 

муфту

Рис

. 9. 

Устройство

 

питания

 Prysmian Energy Harvester, 

установленное

 

на

 

высоковольтном

 

кабеле

пределительным

 

щитом

 

(

би

-

полярным

и

 

коммутационным

 

пультом

обеспечивающим

 

воз

-

можность

 

отключения

 

точки

 

из

-

мерения

 

для

 

технического

 

об

-

служивания

 

и

 

распределения

 

питания

Рекомендуется

 

при

-

менение

 

устройства

 Prysmian 

Energy Harvester (

рисунок

 9), 

ко

-

торое

 

представляет

 

собой

 

спе

-

циальный

 

трансформатор

 

тока

устанавливаемый

 

вокруг

 

одного

 

из

 

однофазных

 

кабелей

 

и

 

спо

-

собный

 

получать

 

питание

 

напря

-

мую

 

от

 

линии

 

при

 

помощи

 

маг

-

нитного

 

контура

Если

 

особые

 

условия

 

препятствуют

 

исполь

-

зованию

 

указанного

 

устройства

 2 (47) 2018


Page 6
background image

112

допускается

 

использовать

 

вы

-

деленную

 

линию

 

низкого

 

напря

-

жения

 

для

 

питания

 

всех

 

точек

 

измерения

Эта

 

линия

 

прокла

-

дывается

 

вдоль

 

высоковольтной

 

кабельной

 

линии

 

в

 

специальном

 

канале

 

с

 

ответвлением

 

для

 

каж

-

дой

 

точки

 

измерения

 [17]. 

Осо

-

бые

 

параметры

 

развертывания

 

системы

 

и

 

подробная

 

информа

-

ция

 

об

 

установке

 

определяются

 

исходя

 

из

 

состояния

 

и

 

ограниче

-

ний

 

места

 

установки

.

В

 

рамках

 

реализации

 

согла

-

шения

 

о

 

стратегическом

 

сотруд

-

ничестве

 

между

 

ПАО

  «

Россети

» 

и

 Prysmian, 

подписанного

 

в

 

рам

-

ках

 

Петербургского

 

междуна

-

родного

 

экономического

 

форума

 

2016 

года

предусмотрено

 

вне

-

дрение

 

инновационной

 

системы

 

непрерывного

 

мониторинга

 

ЧР

 

Pry-Cam Grids 

при

 

строительстве

 

КЛ

 110 

кВ

 

Джемете

 — 

Пионер

-

ская

 

протяженностью

 

по

 

трассе

 

5,14 

км

 

в

 

филиале

 

ПАО

 «

Кубань

-

энерго

» — 

Юго

-

Западные

 

элек

-

трические

 

сети

Системой

 

мони

-

торинга

 

в

 

составе

 14 

комплектов

 

трехфазных

 

датчиков

соединен

-

ных

 

ВОЛС

 

с

 

сервером

оснащены

 

обе

 

цепи

 

КЛ

 110 

кВ

В

 

декабре

 

2017 

года

 

КЛ

 110 

кВ

 

Джемете

 — 

Пионерская

 

поставлена

 

под

 

на

-

пряжение

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные

 

в

 

статье

 

систе

-

мы

 

измерения

 

ЧР

включающие

 

в

 

себя

 

широкополосный

 

датчик

-

антенну

 

и

 

высокопроизводи

-

тельный

 

блок

 

сбора

 

цифровых

 

данных

способны

 

обнаружить

 

активность

 

ЧР

 

в

 

средне

и

 

вы

-

соковольтном

 

оборудовании

 

при

 

полной

 

гальванической

 

развязке

 

между

 

инструментом

 

измерения

 

и

 

контролируемым

 

объектом

Высокая

 

чувствительность

 

дат

-

чика

а

 

также

 

зависимость

 

меж

-

ду

 

значением

 

амплитуды

 

сигна

-

ла

 

и

 

расстоянием

 

до

 

источника

 

ЧР

 

позволяют

 

легко

  (

в

 

сравне

-

нии

 

с

 

традиционным

 

оборудова

-

нием

локализовать

 

источник

 

ЧР

Описанные

 

системы

 

измерения

 

ЧР

 

работают

 

при

 

низком

 

энер

-

гопотреблении

а

 

конструкция

 

имеет

 

надежное

 

исполнение

что

 

позволяет

 

широко

 

использовать

 

представленные

 

устройства

 

в

 

целях

 

диагностики

 

и

 

монито

-

ринга

Возможности

которыми

 

обладают

 

описанные

 

системы

 

измерения

 

ЧР

безусловно

 

яв

-

ляются

 

востребоваными

 

и

 

могут

 

быть

 

особенно

 

полезны

 

в

 

кон

-

тексте

 

развития

 

интеллектуаль

-

ных

 

энергосистем

 SmartGrid, 

позволяя

 

производить

 

контроль

 

состояния

 

оборудования

 

в

 

ре

-

альном

 

времени

 

без

 

вывода

 

его

 

из

 

эксплуатации

что

 

в

 

свою

 

оче

-

редь

 

ведет

 

к

 

повышению

 

надеж

-

ности

 

электроснабжения

 

потре

-

бителей

 

и

 

к

 

минимизации

 

риска

 

повреждения

 

дорогостоящего

 

оборудования

.  

Р

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Вдовико

 

В

.

П

Частичные

 

разряды

 

в

 

диагностировании

 

высоковольтного

 

оборудования

Новосибирск

Наука

2007. 155 

с

2. 

Силовые

 

трансформаторы

Справочная

 

книга

 

под

 

ред

Лизунова

 

С

.

Д

., 

Лоханина

 

А

.

К

.  

М

.: 

Энергоатомиз

-

дат

, 2004. 616 

с

.

3. IE

С

 60270:2000 

Методы

 

испытаний

 

высоким

 

напряже

-

нием

Измерения

 

частичных

 

разрядов

М

.: 

Стандарт

-

информ

, 2000.

4.  Smit J.J., Gulski E., Wester F.J. Economical and technical 

aspects of advanced PD diagnostics to support condition 
based maintenance of HV assets. Transmission and 
Distribution Conference and Exhibition 2002, Asia Paci

 c. 

IEEE/PES, 6–10 October 2002, v. 2, pp. 1110–1115. 

5.  Gulski E. Digital Analysis of Partial Discharges. IEEE 

Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, v. 2, 
#5, 1995, October.

6. Montanari G.C. Diagnostics of electrical systems: 

expectations and answers, International Conference on 
Solid Dielectrics, Winchester, UK, 8–13 Jule, 2007.

7. Zhenquan S., Xuefeng Z., Jishen L., Yanming L. 

Measurements, diagnostics and monitoring of partial 
discharges on high-voltage equipment on-line and off-
line. 4th IEEE Conference on Industrial Electronics and 
Applications, 2009. ICIEA 2009, pp. 1521–1526, 25–27 
May, 2009.

8.  Moronis A.X., Bourkas P.D., Dervos C.T., Kagarakis C.A. 

Electronic phenomena in solid dielectrics under high 
electric 

 elds. Proceedings of the IEEE International 

Symposium on Industrial Electronics, 1995, ISIE’95, 
pp. 919–923, v. 2, 10–14 July, 1995. 

9.  Lopez-Roldan, J., Tang T., Gaskin M. Optimization of 

a sensor for onsite detection of partial discharges in power 

transformers by the UHF method. IEEE Transactions on 
Dielectrics and Electrical Insulation, pp. 1634-1639, v. 15, 
# 6, Decamber, 2008. 

10. 

Lopez-Roldan, J., Tang T., Gaskin M. Design and 
testing of UHF sensors for partial discharge detection 
in transformers. International Conference on Condition 
Monitoring and Diagnosis, 2008. CMD 2008, pp. 1052–
1055, 21–24 April, 2008. 

11. Petchphung P., Leelajindakrairerk M., Pattanadech N., 

Yutthagowith, P., Aunchaleevarapan K. The study of disc 
monopole antenna for partial discharge measurement. 
International Power Engineering Conference, 2007. IPEC 
2007. 3–6 Decamber, 2007, pp. 1292–1296.

12. Candela R., Di Stefano A., Fiscelli G., Giaconia G.C. 

Portable Partial Discharge Detection Device. Patent 
EP2297589 / WO2009150627. 11 June, 2009.

13. Candela R., Di Stefano A., Fiscelli G., Franchi Bononi S. 

De Rai L. A Novel Partial Discharge Detection System 
Based  on  Wireless  Tecnology.  AEIT  Annual  Conference 
2013, 3–5 October, 2013, pp. 2–3.

14. Candela R., Di Stefano A., Valentini M. PD measurements 

with Pry-Cam Portable. 06 Martch, 2014, pp. 5–6.

15. 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 62067. 

Силовые

 

кабели

 

с

 

экструдирован

-

ной

 

изоляцией

 

и

 

арматура

 

на

 

рабочее

 

напряжение

 

выше

 150 

кВ

 (Um = 170 

кВ

до

 500 

кВ

 (Um = 550 

кВ

). 

М

.: 

Стандартинформ

, 2012. 31 

с

.

16. 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60840. 

Силовые

 

кабели

 

с

 

экструдирован

-

ной

 

изоляцией

 

и

 

арматура

 

на

 

рабочее

 

напряжение

 

выше

 30 

кВ

 (Um = 36 

кВ

до

 150 

кВ

 (Um = 170 

кВ

). 

М

.: 

Стандартинформ

, 2012. 41 

с

.

17. Candela R., Di Stefano A., Valentini M. Pry-Cam Grids 

Partial Discharge Monitoring — general description. 
8 Jule, 2014, pp. 7–15.

ДИАГНОСТИКА

И МОНИТОРИНГ


Читать онлайн

В статье рассмотрены системы, разработанные с использованием инновационного подхода к измерению частичных разрядов (ЧР). В основу конструкции систем положен специальный широкополосный датчик-антенна, позволяющий без вывода тестируемого оборудования из эксплуатации дистанционно регистрировать как импульсы ЧР, так и фазу переменного тока, протекающего в объекте измерения. Благодаря беспроводному исполнению и компактным габаритам измерения ЧР при помощи представленных систем стало возможно производить в ранее недоступных для этого условиях, значительно расширяя возможности данного диагностического метода.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»