Русов В.А., к.т.н., главный инженер ООО «ДИМРУС»
Испытательные высоковольтные установки сверхнизкой частоты (СНЧ) все чаще применяются для проведения испытаний при вводе кабельных линий в эксплуатацию или после выполненного ремонта.
Общепризнанными достоинствами этих установок являются малые габариты, низкое энергопотребление из питающей сети, простота и эффективность практического применения.
В то же время анализ результатов их использования показал, что успешные СНЧ-тесты, проведенные без контроля частичных разрядов в изоляции, не могут гарантировать надежную работу кабельных линий. Только при регистрации частичных разрядов можно выявить наличие дефектов в изоляции и предотвратить выход из строя кабельной линии в первый же день эксплуатации.
ОСОБЕННОСТИ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ ПРИ СНЧ-ИСПЫТАНИЯХ
Во-первых, измерение частичных разрядов при проведении высоковольтных СНЧ-испытаний усложнено наличием в испытательном напряжении большого количества высокочастотных коммутационных импульсов. Эти импульсы всегда сопровождают работу СНЧ-установок как с синусоидальным, так и с «прямоугольным» выходными напряжениями. Поэтому для контроля частичных разрядов при СНЧ-испытаниях необходимо использовать аппаратуру, соответствующую самым жестким требованиям по помехозащищенности.
Второй особенностью, которую необходимо учитывать при проведении испытаний кабельных линий напряжением с частотой 0,1 Гц (и тем более 0,01 Гц), является наличие физических отличий возникновения частичных разрядов в изоляции. Отличия возникают при приложении напряжения сверхнизкой частоты, близкого к постоянному напряжению, относительно напряжения с частотой 50 Гц.
По своим параметрам частичные разряды в изоляции кабельной линии при приложении СНЧ-напряжения занимают промежуточное положение между разрядами, возникающими на промышленной частоте, и разрядами, возникающими на постоянном токе.
Эти отличия заключаются в том, что при использовании СНЧ-напряжения количество частичных разрядов в изоляции становится меньше, они возникают при большем приложенном напряжении, а их параметры больше зависят от диэлектрических свойств изоляции.
Это повышает требования к возможностям измерительного оборудования и особенно экспертной системы, так как может привести к неправильной оценке степени опасности выявленных дефектов.
УСТАНОВКИ РЕГИСТРАЦИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ МАРКИ FILTER-PD/10, FILTER-PD/30 И FILTER-PD/60
Специализированные установки серии Filter-PD разработаны для регистрации и анализа частичных разрядов в кабельных линиях при СНЧ-испытаниях.
В установках Filter-PD реализована многоуровневая отстройка от высокочастотных помех, генерируемых при СНЧ-испытаниях. Кроме аппаратной фильтрации используется многоканальное синхронное разделение импульсов в контролируемой кабельной линии от импульсов, пришедших из СНЧ-установки и от атмосферных помех. Это позволило реализовать фильтр и измерительную часть установки в одном моноблоке.
Вся информация о выявленных частичных разрядах в изоляции кабельной линии оперативно отображается на экране компьютера в режиме реального времени.
Встроенная в ПО установки экспертная программа в автоматическом режиме определяет наличие дефектов и на основании анализа фазочастотного распределения импульсов определяет их типы.
При необходимости установкой регистрируются длинные временные выборки, представляющие собой рефлектограммы движения и отражения импульсов частичных разрядов. На основе этих рефлектограмм проводится автоматическая локация места возникновения дефекта. Точность проведения такой локации достаточна для практических целей и обычно составляет 1÷2% от длины испытываемой кабельной линии.
В целях повышения безопасности измерительных работ управление установкой Filter-PD производится с переносного компьютера при помощи стандартного беспроводного интерфейса Bluetooth.
Для удобства работы установка Filter-PD имеет комбинированное питание. В автономном режиме при питании от встроенного аккумулятора установка работоспособна не менее одной рабочей смены.
КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ FILTER-PD
Установки Filter-PD/10, 30, 60 представляют собой единый моноблок, который состоит из двух жестко соединенных конструктивных элементов: высоковольтного блока и измерительного модуля.
Установки регистрации частичных разрядов серии Filter-PD 
Схема проведения измерений частичных разрядов
Высоковольтный блок предназначен для фильтрации помех от СНЧ-установки и выделения высокочастотных импульсов частичных разрядов (ЧР) в изоляции кабельной линии.
Параметры и размеры высоковольтного блока зависят от максимального рабочего напряжения кабельных линий, для которых будет использоваться этот блок.
Высоковольтный блок включает в себя:
- фильтр отстройки от высокочастотных помех, генерируемых установкой СНЧ;
- два встроенных датчика контроля частичных разрядов в изоляции контролируемой кабельной линии и датчик контроля испытательного напряжения.
Измерительный модуль является универсальным и не зависит от выходного напряжения СНЧ установки.
Принципиальная схема соединения оборудования для проведения СНЧ-испытаний кабельных линий с измерением частичных разрядов включает в себя источник СНЧ-напряжения, измерительную установку Filter-PD и компьютер, управляющий источником СНЧ-напряжения и установкой Filter-PD по беспроводному каналу связи.
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ FILTER-PD
Установки Filter-PD предназначены для контроля частичных разрядов в кабельных линиях в процессе СНЧ-испытаний.
В зависимости от марки установки серии Filter-PD применяются для контроля частичных разрядов в кабельных линиях различных классов напряжения:
- установка Filter-PD/10 предназначена для контроля частичных разрядов в кабельных линиях с рабочим напряжением 6–10 кВ;
- установка Filter-PD/30 предназначена для контроля частичных разрядов в кабельных линиях с рабочим напряжением до 35 кВ;
- установка Filter-PD/60 предназначена для контроля частичных разрядов в кабельных линиях с рабочим напряжением до 60 кВ.
Для проведения СНЧ-испытаний кабельных линий с рабочим напряжением более 60 кВ установки Filter-PD изготавливаются по заказу.
Контроль частичных разрядов в режиме стандартных СНЧ-испытаний кабельных линий в модифицированных версиях установок Filter-PD может быть совмещен с измерением величины тангенса угла потерь в изоляции кабельной линии. Такие установки имеют в окончании своего наименования букву «Т» (например, Filter-PD/10T).
Установки Filter-PD также могут быть использованы для регистрации частичных разрядов и локации мест дефектов в кабельных линиях при проведении испытаний напряжением частотой 50 Гц и даже на постоянном токе.
СОСТАВ ПОСТАВКИ УСТАНОВКИ FILTER-PD
Стандартная поставка комплекта измерительной установки Filter-PD включает в себя:
- переносную установку марки Filter-PD, рассчитанную на соответствующее рабочее напряжение (для удобства практического использования измерительная установка поставляется в прочной транспортной упаковке);
- высокочастотный импульсный генератор (калибратор) марки GKI для проведения калибровки входных измерительных цепей установки Filter-PD совместно с контролируемой кабельной линией;
- дополнительный высоковольтный кабель длиной 3 метра для подключения выхода установки Filter-PD к контролируемой кабельной линии;
- специализированное программное обеспечение для обработки и анализа импульсов частичных разрядов на персональном компьютере (ноутбуке).
