Testarea PD necesită prea multe dispozitive: probleme frecvente și soluții de la experți

În cursul elaborării unui plan de diagnosticare a unui activ electric (cablu, motor, generator etc.) pentru a căuta descărcări parțiale, mulți probabil s-au confruntat cu un anumit aspect: lista dispozitivelor necesare pentru testarea descărcărilor parțiale pare excesiv de lungă! O ofertă poate necesita o sondă UHF. Alta, o sondă de tensiune tranzitorie la pământ.

Și undeva există o clește HFCT. Am putea chiar lua în considerare opțiunea de a lua cu noi un set de testare pentru măsurarea sarcinii cu calibratorul său dedicat. Testarea descărcărilor parțiale pare mai puțin o activitate singulară și mai mult o listă de cumpărături în continuă creștere. Acest articol examinează de ce am ajuns să avem un catalog de echipamente atât de extins, cauza reală a acestei fragmentări și pașii necesari pentru a achiziționa echipamente de testare a descărcărilor parțiale care să se alinieze nevoilor și aplicațiilor reale ale unui activ electric, în loc să supraechipăm întreaga echipă.

De ce testarea descărcărilor parțiale pare să necesite atât de multe dispozitive

Descărcarea parțială este un eveniment care poate apărea atunci când un câmp electric se concentrează local și depășește capacitatea de rezistență electrică a materialului izolator, inițiind o mică defecțiune electrică localizată în sistemul de izolație care, totuși, nu acoperă complet spațiul dintre conductori. Fiecare dintre aceste evenimente de descărcare incipientă adaugă o tensiune puțin mai mare și contribuie la distrugerea treptată a izolației electrice.

Prin urmare, acestea indică faptul că activul se degradează și progresează spre o deteriorare totală a izolației. Consultați explicația noastră la ce este de fapt o descărcare parțială pentru fizica subiacentă și mecanismul de descărcare; acest articol rămâne concentrat pe problema echipamentului.

Mai mulți factori, care interacționează reciproc, cauzează acest număr crescut de dispozitive necesare. În primul rând, declanșarea daunelor dăunătoare se manifestă prin mai multe efecte fizice distincte - o undă de radiofrecvență, un impuls de curent, un semnal acustic - niciunul dintre acestea neputând fi măsurat complet de un singur tip de senzor. În al doilea rând, varietatea activelor evaluate - terminarea cablului, izolația izolatoare și ansamblul tablourilor de distribuție - induce cuplarea și transmiterea evenimentului de declanșare dăunătoare în mod diferit în circuitul electric.

În cele din urmă, standardele pot fi fragmentate în funcție de măsurători, tipuri de detectoare și categorii de active, ceea ce amplifică complexitatea. Dacă înmulțim cinci tipuri de tehnologie de detectare cu patru tipuri de active și apoi includem standardele aplicabile acestor categorii, creăm un catalog care pare infinit. Ceea ce urmează elimină acești trei multiplicanzi, unul câte unul.

Cele patru tipuri de PD și metodele care le detectează

Este rezonabil să se subîmpartă deteriorările parțiale (PD) în patru categorii, în funcție de origini: în golurile interne ale unui izolator, de-a lungul interfeței sau suprafeței (urmărire), ionizarea aerului din cauza marginilor metalice ascuțite și îmbinările sau terminațiile cablurilor. Fiecare tip concentrează tensiunea electrică într-un loc diferit, iar fiecare tehnică de detectare este concepută pentru a identifica o caracteristică fizică diferită - astfel încât nicio tehnică individuală nu este suficientă.

Tehnica electrică convențională definită de IEC 60270 măsoară impulsul de curent și oferă valoarea sarcinii aparente în picocoulombi și funcționează într-o lățime de bandă sub aproximativ 1 MHz. IEC TS 62478 conține o listă de tehnici neconvenționale care măsoară, în schimb, energia de radiofrecvență și energia acustică. TEV (tensiune tranzitorie la pământ), o tehnică de diagnosticare veche și neinvazivă, măsoară tensiunea tranzitorie la exteriorul carcasei tabloului de distribuție (dacă acesta are un design placat metalic).

Sondele UHF detectează emisia în spectrul 300MHz-3GHz și funcționează bine pentru tablouri de distribuție izolate în gaz; senzorii acustici „aud” ultrasunetele, adesea între 20kHz și 100kHz. HFCT (transformator de curent de înaltă frecvență) se fixează cu o clemă, citește impulsul PD ca impuls de curent care este injectat într-un cablu de împământare. A evaluare comparativă publicată a senzorilor HFCT și UHF în măsurarea online a debitelor polarizate (PD) a indicat că UHF oferă o sensibilitate mai mare pentru descărcările PD mici, în timp ce citirile HFCT conectate direct ar indica impulsuri mai mari și, prin urmare, cele două tehnici servesc roluri separate, dar complementare.

Scanați orice coloană și mesajul ar trebui să fie perfect clar: bazați-vă doar pe TEV și nu observați urmărirea suprafeței; bazați-vă doar pe HFCT și corona vă scapă direct. Acesta este motivul pentru care un regim de testare PD reputat necesită mai mult de un senzor - și, așa cum am analizat în detaliu... diferite tipuri de descărcare parțială arată că fiecare mod de defect se mapează pe un detector diferit.

Testarea PD online vs. offline: două lanțuri de instrumente separate

Testarea online măsoară daunele provocate de defecțiune (PD) în timp ce activul rămâne alimentat la tensiunea sa normală de funcționare. Testarea offline deconectează activul și îl realimentează de la o sursă separată de înaltă tensiune, astfel încât tensiunea de testare poate fi crescută și menținută pe obiectul testat. Această împărțire este importantă pentru numărul de dispozitive, deoarece fiecare rută necesită hardware diferit.

Poți testa o descărcare parțială fără a scoate echipamentul din funcțiune?

Sigur, poți fi sigur. Testele online de declanșare a daunelor electrice sunt chiar acolo, așa că nu trebuie să stingi luminile. Poți „rula o scanare TEV sau UHF” a unei camere de tablouri de distribuție în timp ce „este încă în funcțiune” și, potrivit specialiștilor din teren, poți testa daunele electrice online în mai puțin de 15 minute pe rundă pe fiecare dintre mașinile cu rotor de câteva ori pe an. Acest „control” al modului în care vezi daunele electrice la tensiunea de funcționare - un punct defect nu se va descărca până când tensiunea nu crește și se ascunde o problemă - are limite.

O mică problemă: în special pentru cablurile de alimentare ecranate, IEEE 400.3 tratează testarea PD online și cea din surse externe ca un singur ghid de diagnostic combinat, astfel încât divizarea „celor două lanțuri de instrumente” este mai degrabă un ajutor la planificare decât o diviziune strictă.

Testarea PD pe cabluri, transformatoare și tablouri de distribuție

Un al doilea multiplicator al numărului de dispozitive este activul în sine. Descărcările diferite se cuplează diferit în funcție de ceea ce defecțiunea are loc, așadar metoda preferată se schimbă în funcție de tipul de activ.

Sisteme de cabluri și accesorii

Pentru cablurile de medie și înaltă tensiune, descărcarea de debit (PD) provine aproape întotdeauna de la îmbinările și capetele cablurilor, unde controlul câmpului izolației cablului este cel mai puțin precis. Un HFCT aplicat la banda de împământare a ecranării cablului este instrumentul omniprezent pentru testarea cablurilor - de obicei utilizat alături de un sistem VLF pentru măsurarea descărcărilor parțiale offline la punerea în funcțiune. Există două dificultăți practice observate pe teren - accesul la împământarea ecranării și zgomotul condus de-a lungul cablului. Consultați notele noastre despre proceduri de testare la înaltă tensiune dacă intenționați să încadrați testarea PD într-un plan mai amplu de acceptare a cablurilor.

Transformatoare și mașini rotative

Pentru transformatoarele umplute cu lichid, se folosește un alt standard, IEEE C57.113, care definește circuitele de măsurare conforme cu IEC 60270 și pentru calibrarea la dispozitivul testat pentru transformatoare și reactoare shunt. Acest lucru este valabil și pentru mașinile rotative, unde suita de standarde IEC 60034-27 descrie testarea offline și online atât pentru motoare, cât și pentru generatoare, iar standardul mai recent IEC TS 60034-27-6 introduce acum măsurarea online a daunelor polarizate (PD) pentru mașinile conectate la acționări cu frecvență variabilă, ceea ce are implicații pentru toate instalațiile cu flote mari de VFD.

Tablouri de distribuție și GIS

Pentru tablourile de distribuție cu înveliș metalic, testul standard neintruziv este TEV. Pentru tablourile de distribuție umplute cu gaz, însă, acesta este UHF. Un sfat simplu, dar uneori neprețuit, este că puteți testa celulele și prin simpla aplicare a unui senzor TEV pe cablul unde acesta este introdus în celulă, care se cuplează la ecranul din interiorul panoului tabloului de distribuție, ceea ce poate oferi adesea o citire mai puternică decât testarea directă a panoului. Acesta este principalul motiv pentru care testele construite special... echipament de testare a descărcărilor parțiale tinde să combine mai multe metode de introducere a datelor, în loc să fie livrat ca o cutie cu o singură capacitate.

Poți găsi PD în interiorul tabloului de distribuție testând cablul?

Da, în general, se poate. Deoarece ecranarea este legată la pământ la celulă, un TEV se poate cupla la orice se întâmplă în interiorul panoului tabloului de distribuție, fiind măsurat direct pe ecranarea cablului, acolo unde intră în panou. Poate fi o modalitate utilă de scanare rapidă în anumite zone, dar nu înlocuiește în niciun caz măsurarea directă a panoului, deoarece doar confirmă că ceva este prezent în interiorul sistemului cuplat și nu definește neapărat precis ce/unde. Le spun adesea utilizatorilor că este vorba despre confirmarea necesității unei investigații detaliate și a raportului cost/beneficiu în ceea ce privește durata întreruperii, înainte de a obține un set de instrumente pentru investigații detaliate.

De câte instrumente PD aveți nevoie, de fapt?

Cel mai simplu răspuns la dilema principală – și da, situația este într-adevăr o dilemă pentru majoritatea companiilor de utilități – este să nu cumpărați un singur lucru care spune „face totul” și nici să urmați o rețetă simplă precum „fiecare companie de utilități ar trebui să dețină 3 dispozitive”. În acest ghid, un arbore decizional simplu – PD Instrument Sizer cu 4 întrebări – reduce problema la patru întrebări și, prin urmare, la patru decizii, evitând necesitatea răsfoirii catalogului.

Majoritatea cumpărătorilor cumpără prea mult atunci când răspund simultan la întrebările trei (ambele/și) și unu (toate/și). Separați activele critice și veți reduce rapid lista. Ghidul nostru despre... Cum să alegi echipamentul de testare a descărcărilor parțiale și lista de verificare a Caracteristici de căutat la un analizor de descărcări parțiale lucrați prin detaliile specificațiilor.

Testarea PD este destul de simplă - 15 minute pe mașină - dar este nevoie de un inginer expert pentru a o interpreta corect. Instrumentul costă o avere.

6 greșeli care îți înmulțesc numărul de dispozitive PD

În cazul setului de instrumente de dezvoltare profesională achiziționat în exces, practica pe teren relevă șase greșeli frecvente.

• 1. Metoda unică, unu cu unu. Atunci când se adaugă un echipament nou, se specifică încă o unitate independentă. Achiziționarea unui analizor multicanal va fi mai puțin costisitoare decât achiziționarea a trei dispozitive monomodale separate pe o perioadă de 3 ani.
• 2. Suprimare insuficientă a zgomotului. Semnalele PD evazive se pot pierde în zgomotul provenit de la o mașină care funcționează peste măsurarea PD cu o marjă mai mare de 60 dB. Înlocuirea unui dispozitiv de filtrare slabă nu va rezolva nimic; ceea ce este necesar este o filtrare îmbunătățită a zgomotului.
• 3. Fără schemă de calibrare. Măsurarea sarcinii în conformitate cu Standardul IEC 60270 depinde de un factor de calibrare, sau factor k, și de un calibrator, care trebuie reafirmați de fiecare dată când configurația unui test variază. Fără calibrare, citirea dispozitivului devine lipsită de sens și trebuie achiziționat un al doilea instrument pentru confirmare.
• 4. Interval inadecvat de sensibilitate a senzorului. Un senzor compatibil cu GIS nu ar fi satisfăcător pentru o terminație de cablu, de exemplu. Sensibilitatea prestabilită pentru potrivirea activelor evită utilizarea multor sonde inadecvate și aruncate.
• 5. Matematică neclară privind externalizarea. Dacă doar câteva dispozitive sunt verificate o dată la doi ani sau cam așa ceva, costul angajării unui furnizor extern specializat de servicii va fi mai mic decât costul total pentru un departament intern, care utilizează hardware, ca să nu mai vorbim de cheltuielile de instruire și calibrare.
• 6. Capcana blocării furnizorului. Sondele care comunică doar cu un instrument furnizat de furnizor vor necesita înlocuirea întregului kit la modernizare. Un dispozitiv de ieșire ar trebui, totuși, să fie cel puțin bazat pe standarde, cu sarcini calibrabile.

Standardele care decid de ce instrument aveți nevoie

Așadar, de ce există cauza profundă pentru care testarea PD este utilizată în atâtea dispozitive? Pentru că niciun organism de standardizare nu reglementează acest subiect. Standardele sunt clasificate fie pe subiect (ce anume măsoară), fie pe clasa de echipament; așadar, orice standard pe care îl spun că trebuie să îl îndepliniți dictează ce clasă de instrument veți deține.

Care este standardul pentru testarea descărcărilor parțiale?

Nu există un singur standard. IEC 60270 este standardul de bază pentru măsurarea PD bazată pe sarcină, iar a patra ediție a sa a fost publicată în 2025, înlocuind ediția de lungă durată din 2000. Nu este independent: IEC 60270 însuși indică lucrările de înaltă frecvență către IEC TS 62478, iar standardele specifice aparatelor preiau acest standard. IEEE 400.3 pentru cabluri, IEEE C57.113 pentru transformatoare, seria IEC 60034-27 pentru mașini rotative. Ceea ce pare a fi întrebarea de bază „Ce standard ar trebui să respect?” devine apoi „ce aparat este măsurat, în ce mod?”. Iar răspunsul la ACEA întrebare stabilește apoi lista de standarde. Divergența standardelor este divergența sculelor cu care vă veți echipa.

Testarea PD vs. Hipot, Tan Delta și Rezistența de Izolație

O parte din aparenta explozie a dispozitivelor, însă, provine din confuzia cu celelalte standarde majore de testare a izolației de înaltă tensiune. Acestea NU sunt echivalente, iar cunoașterea modului în care PD se află alături de ele poate preveni duplicarea inutilă a investițiilor.

Singura formă de testare a tensiunii arteriale ridicate (HV) care, de fapt, testează pentru a localiza un punct fizic al unui defect activ ȘI oferă un răspuns cu tendință pentru a indica cât de repede se deteriorează este testarea PD. Pe de altă parte, HIPOT măsoară un lucru complet diferit: poate suporta o supraîncărcare și deteriora izolația perfectă în timpul procesului? Un program care utilizează deja teste hipot și tan delta nu evită testele PD, ci le adaugă pentru capacitățile de avertizare, evaluare a riscurilor și diagnosticare pe care le oferă, care nu sunt oferite de niciun alt tip de test. Pentru a vedea cum se combină aceste metode, consultați schița noastră a... Metode de testare la înaltă tensiune și aplicațiile lor.

Testare spot vs. monitorizare permanentă a PD

O ultimă decizie privind dispozitivul se reduce la opțiunea de a transporta echipamentul de testare la instalație sau de a lăsa un instrument instalat permanent pe aceasta. Testele unice pentru defecțiunile PD rareori iau decizii semnificative fără compararea cu măsurătorile anterioare. Majoritatea practicienilor pun accentul pe tendința activității defecțiunilor PD, mai degrabă decât pe un test izolat, atunci când detectează dezvoltarea defectelor, ceea ce reformula problema.

Deși ar putea fi un alt dispozitiv de adăugat la setul dumneavoastră de instrumente, conceptul de monitorizare continuă a defecțiunilor PD înlocuiește eficient o serie de inspecții continue, potențial costisitoare, cu un singur instrument și va detecta în mod fiabil condițiile de defecțiune bruște și cu dezvoltare rapidă între vizitele programate. De obicei, costurile pentru un singur instrument de monitorizare permanent pe un echipament deosebit de critic, cum ar fi un transformator, vor fi mult mai mici decât cele asociate cu inspecțiile periodice de rutină care implică deplasarea la fața locului și timpul tehnicianului. Nu este un scenariu „noi versus ei”: în cadrul unui program de testare și monitorizare a defecțiunilor PD, instrumentele de tip spot și monitoarele instalate permanent funcționează de fapt împreună. Răsfoiți informațiile mai ample. echipament de testare de înaltă tensiune interval pentru a vedea unde se potrivește fiecare.

Perspective despre industrie: De ce se consolidează instrumentele PD

Din fericire pentru toți cei care s-au săturat să numere dispozitive, piața este de acord cu calea cu cele mai puține dispozitive. Piața echipamentelor de testare a descărcărilor parțiale, care este evaluată la aproximativ 1.05 miliarde de dolari în 2025, este estimată să depășească 1.85 miliarde de dolari în 2034, cu o rată anuală compusă (CAGR) de aproape 6.7%, deși proiecțiile diferă în funcție de firmă. Majoritatea veniturilor provin în prezent din echipamente desktop și de laborator, dar cercetătorii de piață prevăd o creștere semnificativă pentru sistemele portabile și multifuncționale.

Veți avea două schimbări majore dacă veți face achiziții în 2026. Numărul 1: Observăm un număr tot mai mare de instrumente multicanal cu intrări TEV, UHF, HFCT și acustice încorporate într-un singur analizor, un fel de instrument de diagnostic „universal”, reducând efectiv numărul de dispozitive abordate în acest articol la zero! Numărul 2: există o trecere de la testarea manuală, rară, la monitorizare continuă online, iar reducerea dimensiunilor senzorilor, împreună cu recunoașterea tiparelor cu inteligență artificială / învățare automată, fac în sfârșit monitoarele permanente mai viabile.

Nu vă faceți griji, și experții în standarde sunt pe această temă – Ediția 4 a standardului IEC 60270, standardul IEC cheie pentru măsurarea sarcinii, este programată să fie lansată în 2025, așa că următorul analizor pe care îl achiziționați acum ar trebui să fie conform cu Ediția 4. Dacă cumpărați un instrument sau mai multe instrumente în 2026: alegeți un instrument multifuncțional, conform standardelor, în locul unui singur instrument. Acesta este răspunsul la problema numărului de dispozitive.

Întrebări frecvente