Назначение
Система СТЭЛЛ-301A
предназначена для регистрации акустических
сигналов от частичных разрядов различного
оборудования высокого напряжения класса 110 кВ и
выше - электрических станций, подстанций и т.д., в
том числе:
- силовых
трансформаторов и вводов высокого напряжения,
- концевых и других муфт
кабелей с полиэтиленовой и масляной изоляцией,
- элементов
распределительных устройств, в том числе
элегазовых (КРУЭ).
Система СТЭЛЛ-301A может
использоваться как при эксплуатации
оборудования под рабочим напряжением, так и при
заводских испытаниях.
 Состав системы
1. акустические
датчики.
2. устройство сбора и обработки информации.
3. переносной компьютер со
специализированным программным
обеспечением.
4. соединительные кабели.
5. руководство по эксплуатации.
Примечания:
- В зависимости от
решаемых задач число используемых датчиков
может быть от 1 до 32 штук.
- При использовании
системы для контроля изоляции силовых
трансформаторов с решением задачи определения
места положения дефекта по глубине используется
специальное устройство установки четырех
акустических датчиков (антенна)
Принцип действия
системы
Принцип действия
системы СТЭЛЛ-301А основан на регистрации
сигналов частичных разрядов, сопровождающих
дефекты изоляции оборудования высокого
напряжения. Частичные разряды регистрируются
акустическими датчиками, устанавливаемыми на
контролируемом оборудовании.
Электрические сигналы
с акустических датчиков анализируются в
устройстве сбора и обработки информации по
программе, установленной в переносном
компьютере. На экране компьютера отображается
временная и спектральная формы сигналов с
акустических датчиков (параллельно по четырем
каналам), с указанием всех основных параметров
сигналов и их спектров.
 |
На рисунке приведен
пример сигналов частичных разрядов с
акустических датчиков, установленных на
концевой муфте кабеля 110 кВ с полиэтиленовой
изоляцией - (Луч 1, красный) и на участке этого
кабеля - (Луч 2, зеленый). Запись сделана за время
около 30 дней до пробоя этой муфты. |
 |
На рисунке показана
форма сигнала на концевой муфте другого типа (Луч
1, красный - на опорной муфте, Луч 2, зеленый - на
"хвостовике"). По результатам диагностики
муфта была заменена. |
 |
На рисунке
представлен спектр сигнала частичного разряда. |
По отображаемым
сигналам и их параметрам можно сделать вывод о
наличии сигналов частичных разрядов, степени их
опасности, и выдать соответствующие
рекомендации, например: о возможности
эксплуатации при периодическом контроле
изоляции, необходимости проведения ремонта или
срочного отключения.
Преимущества
системы
В отличие от систем
измерения частичных разрядов электрическими
методами данная акустическая система свободна
от влияния индустриальных и естественных
электромагнитных полей, часто затрудняющих
проведение регистрации частичных разрядов в
процессе эксплуатации оборудования.
Кроме того, в отличие
от систем контроля электрическими методами
система позволяет проводить локализацию места
положения дефекта изоляции.
Акустические помехи
звукового диапазона устраняются использованием
акустических датчиков, работающих в диапазоне
ультразвуковых частот - порядка 100 кГц.
Особенным
преимуществом системы является возможность
устранения влияния помех за счет использования
заложенных в систему алгоритмов анализа спектра.
Зарегистрированные
сигналы от частичных разрядов сохраняются в
памяти компьютера, что позволяет, при
необходимости, выявлять тенденцию развития
дефекта изоляции во времени.
Способ применения
Применение системы в
большинстве случаев достаточно простое. Оно
заключается в установке акустического датчика
на заземленную часть оборудования высокого
напряжения, подключении к датчику устройства
сбора и обработки информации и переносного
компьютера, включении программы обработки и
анализа формы сигнала (а при необходимости и
спектра) на экране компьютера.
В отдельных случаях
(например при контроле вводов силовых
трансформаторов) установка датчиков и вывод от
них кабелей должна проводиться при отключении
оборудования. А контроль частичных разрядов
осуществляется при последующем включении.
Для определения места
положения дефекта изоляции силового
трансформатора целесообразно осуществлять
последовательную установку датчика с магнитным
креплением по поверхности трансформатора. Этим
определяются точки с максимальным акустическим
сигналом.
 По алгоритмам анализа спектра
сигналы частичных разрядов отделяются от помех,
вызванных магнитопроводом в ультразвуковом
диапазоне частот (в звуковой области сигналы не
воспринимаются используемыми акустическими
датчиками).
В ряде случаев
возможно определение места положения дефекта и
по глубине. Для этого используется специальное
устройство установки четырех датчиков (антенна),
которое размещается на баке трансформатора в
точках максимального акустического сигнала, и
запускается специальная программа
автоматического вычисления координат
расположения дефекта изоляции.
Пример
практического использования
Образец системы
СТЭЛЛ-301А используется в течение трех лет в
МОСЭНЕРГО (г. Москва, РОССИЯ) при контроле
изоляции силовых трансформаторов класса
напряжения 110-500 кВ, элементов КРУЭ, концевых муфт
кабелей с полиэтиленовой изоляцией 110 кВ и др.
Применение данной
системы позволило обнаружить целый ряд дефектов
изоляции концевых муфт, элементов КРУЭ, силовых
трансформаторов на предприятиях МОСЭНЕРГО,
предотвратив тем самым возможность появления
аварийных ситуаций.
 Назначение
PGW-150 разработан
специально для упрощения измерения частичных
разрядов (ЧР) в высоковольтных силовых кабельных
линиях при диагностике состояния изоляции.
Методика
определения местонахождения ЧР
Нахождение места ЧР
осуществляется пассивным локационным методом.
Для этого на кабельную
линию подают напряжение промышленной частоты и
при помощи высокоскоростного осциллографа через
специальный фильтр производят измерения
импульсов ЧР. Эти импульсы порождаются
электромагнитными волнами, распространяющимися
по кабелю от места ЧР в обе стороны (прямая - к
началу линии, обратная - к концу линии).
Для определения
местонахождения ЧР сначала измеряют временную
задержку между моментами прихода к началу кабеля
прямого и обратного импульсов ЧР, а затем
вычисляют расстояние от конца линии до места ЧР.
Проблема
Импульсы ЧР имеют
малую длительность (несколько десятков
наносекунд) и сильно затухают при
распространении в кабельной линии. Обратный
импульс ЧР отражается от конца линии и проходит
до начала линии большее расстояние чем прямой
импульс ЧР. Поэтому амплитуда обратного импульса
в начале линии может быть значительно меньше
амплитуды прямого импульса. Разность амплитуд
тем больше, чем длиннее кабельная линия и чем
ближе место ЧР к началу линии.
Большое затухание
импульсов ЧР и наличие в кабельной линии помех
(наводки от посторонних источников и т.п.)
затрудняют, а зачастую не позволяют вообще
обнаружить обратный импульс ЧР, что делает
невозможным определение местонахождения ЧР.
Использование
PGW-150 упрощает определение местоположения ЧР
PGW-150 подключается к
концу кабельной линии посредством
трансформаторной связи. В момент прихода к концу
линии обратного сигнала ЧР генератор
автоматически запускается и выдает в линию
мощный импульс, хорошо различимый на фоне помех в
начале линии.
Для исключения
повторной выработки импульса, например из-за
воздействия импульсной помехи, генератор
блокируется на время около 10 микросекунд.
Технические
характеристики
| Допустимая
амплитуда входного сигнала: |
20 В |
| Пороги
автоматического запуска (по выбору): |
5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 80,
100 мВ |
| Входное
сопротивление: |
25 Ом |
| Выходное
сопротивление: |
25 Ом |
| Амплитуда выходного
импульса (по выбору): |
5, 10, 20 В |
| Длительность
выходного импульса: |
150 нс |
| Питание: |
от плоской батареи
напряжением 3...5 В |
| Ток потребления (при
напряжении батареи 4В): |
25 мА |
| Время непрерывной
работы при свежей батарее: |
ориентировочно 16
часов |
| Габаритные размеры: |
90 х 170 х 55 мм |
| Масса: |
0,4 кг |
| Диапазон рабочих
температур |
-20 ... +50°С |
 |
|
