Monitoring částečných výbojů

Společnost Megger, expert na globální elektrická zkušební a diagnostická řešení, získala v letošním roce do svého vlastnictví firmu Power Diagnostix z Cách, Německo, lídra ve vývoji a výrobě vysokonapěťových diagnostických přístrojů a v poskytování diagnostických služeb pro vysokonapěťové instalace. Patří mezi ně transformátory, průchodky, generátory, motory, rozváděče a instalace GIS/GIL, které doplňují dosavadní řešení a služby společnosti Megger v oboru testování a diagnostiky kabelů a rozvoden. Velkým přínosem firmy Power Diagnostix je know-how v oblasti trvalého monitoringu částečných výbojů, který nalezne široké uplatnění tam, kde jsou provozována důležitá zařízení.

Úvod

Monitoring částečných výbojů, na rozdíl od off-line metod, využívá běžný provozní stav, jde tedy o online diagnostiku. Všechny sledované aktivity jsou generovány provozním napětím, výsledky tudíž odpovídají skutečným provozním podmínkám. Online monitoring vždy představuje trvalou instalaci senzorů a vazebních členů na předem určená místa podle typu monitorovaného objektu. V některých případech lze senzory osadit již při výrobě, instalace u zařízení v provozu je také možná. Klasické uspořádání vypadá následovně: měřený objekt – vazební člen/senzor – předzesilovač signálu – měřicí a monitorovací jednotka. Výhodami permanentního monitoringu je neustálý dohled a znalost stavu důležitých částí energetických systémů, nastavení limitů a varovných hlášení, generovaných přímo monitorovacím systémem. Největší monitorovací zařízení Power Diagnostix v EU sbírá data ze 312 měřicích kanálů a je instalováno v Connah’s Quay ve Velké Británii. Největší zařízení, monitorující 448 měřicích bodů, je umístěno v Yanbu v Saúdské Arábii.

Obr. 1. Mobilní zkušební systém HC AC test system 01 při měření transformátoru

Další možností online diagnostiky je tzv. Spot testing, kdy jsou sledované objekty osazeny vazebními členy a senzory stejně jako při trvalém monitoringu, předzesilovače a vyhodnocovací jednotka jsou však přenosné a umožňují provádět diagnostiku v pravidelných intervalech na větším počtu objektů. Kdykoliv lze také snadno přejít na trvalý monitoring.

Výhodou řešení od firmy Power Diagnostix je modularita, větší část sestavy pro Spot testing lze po doplnění vhodným napěťovým zdrojem použít i pro off-line diagnostiku částečných výbojů a rovněž tangens delta. Samozřejmostí jsou pokročilé funkce jako spektrální analýza signálu, potlačení rušení a fázové rozložení aktivity částečných výbojů.

Obr. 2. Desetikanálový systém ICM Gen5

Oblast použití

Točivé stroje

Neplánovaná porucha kritických motorů a generátorů ve výrobním procesu může mít závažné ekonomické a bezpečnostní důsledky. Diagnostika částečných výbojů umožňuje včasné varování před možným selháním a poskytuje čas na plánování údržby. Zkoušky mohou být prováděny online nebo off-line při vypnutém stavu a provádění údržby.

Obr. 3. Off-line měření částečných výbojů na vinutí statoru

Výkonové, distribuční a přístrojové transformátory

Diagnostika částečných výbojů je nezbytný a osvědčený nástroj, který dokáže lokalizovat a identifikovat závady v izolaci kabelů, v průchodkách, vinutí, přepínačích odboček a nesčetných dalších prvcích a v příslušenství. V rané fázi stárnutí izolačních materiálů může být obtížné detekovat zhoršující se vlastnosti tradičními metodami. Částečné výboje jsou však včasným indikátorem, umí-li uživatel identifikovat jejich zdroj. Power Diagnostix nabízí spoustu různých diagnostických zařízení pro on-site online a off-line měření a monitoring a stejně tak pro akceptační zkoušky ve zkušebních laboratořích.

Obr. 4. Vazební kondenzátory CC14B na distribučním transformátoru 

Rozváděče

Na konci výrobní linky nebo při uvádění do provozu plynem izolovaných rozváděčů a linek (GIS, GIL) se k potvrzení integrity izolačního systému používají dílčí zkoušky částečných výbojů. Navíc se provádějí online měření pomocí akustických a UHF senzorů, které napomáhají udržet starší zařízení GIS v provozu, což je důležité pro snížení poruchovosti u rostoucího počtu těchto prvků, které dosáhly konce své předpokládané životnosti. Měření využívající kombinované akustické a UHF senzory mají další výhody, a proto společnost Power Diagnostix vytvořila nástroje, které kombinují měření UHF a akustická měření v jednom měřicím zařízení.

Obr. 5. Senzor EFS1 umístěný na GIS 

Kabely vn, vvn a příslušenství

Vzhledem k tomu, že polyetylen je „výboje neodpouštějící“ forma izolace, je třeba při zkoušení ve výrobě, před uvedením do provozu a při servisu během provozu věnovat zvýšenou pozornost jakékoliv výbojové činnosti. Při měření částečných výbojů v provozu musí použité zařízení pokrýt potřeby sledování stárnutí kabelové distribuční sítě XLPE a vyrovnat se s nárůstem počtu kabelů vvn.

Průchodky, izolátory, proudové, napěťové transformátory atd.

Kontrola kvality je nezbytná, co se týče zkoušení příslušenství vysokonapěťových transformátorů, rozváděčů a dalšího důležitého příslušenství. Tato rostoucí potřeba kontroly kvality přenesla odpovědnost na subdodavatele a jejich systémy řízení kvality. V důsledku toho si výrobní závody vytvořily vlastní zkušební stolice k měření částečných výbojů pro výstupní i provozní zkoušky těchto základních aktiv. Power Diagnostix pomáhá navrhovat kompletní zkušební stolice podle požadovaných specifikací.

Obr. 6. Multikanálový monitoring pomocí zařízení ICMsystem 01

Další izolační materiály a komponenty

Power Diagnostix nabízí nejen zkušební vybavení pro běžný rozsah aplikací, ale také přizpůsobená řešení pro mnoho jiných aplikací, které zde nebyly uvedeny.

O firmě Power Diagnostix

Power Diagnostix vyrábí diagnostické přístroje a online monitorovací systémy pro vysokonapěťové aplikace. Společnost byla založena v roce 1986 jako DG Instruments GmbH a vybudovala si solidní pověst ve specializovaném oboru měřicích a monitorovacích zařízení pro vysokonapěťovou a pulzní energetiku.

cz.megger.com
www.pdix.com
www.megger.sk

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 12/2019 na straně 26. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.