Частичный разряд невидим – нет искр, нет звуков, нет запахов – это всего лишь пикокулоны электрического тока, которые разрушают изоляцию на протяжении многих лет. К тому моменту, когда частичный разряд приводит к поломке, изоляция уже разрушается в течение месяцев, лет или десятилетий, и вы бы это обнаружили, используя оборудование и протоколы для проверки на частичный разряд.
Эта книга предоставит вам все необходимое: четкое понимание того, что такое частичные разряды (ЧР); обзор принципов измерения в соответствии со стандартом IEC 60270; как выбрать между онлайн- и офлайн-методами; как принимать решения по выбору измерительного оборудования; и — что, пожалуй, наиболее важно — как избежать ошибочного принятия блуждающих электромагнитных помех за дефект. Это вводное руководство для инженеров и практическое пособие, независимо от того, проводите ли вы первое заводское приемочное испытание или внедряете мониторинг ЧР во всей инфраструктуре.
Краткие характеристики — Частичная разрядка Тестирование вкратце
| Измерительное устройство | Пикокулоны (пКл) — кажущийся заряд |
| Управляющий стандарт | IEC 60270:2025 (издание 4.0, опубликовано в июне 2025 г.; заменяет IEC 60270:2000/AMD1:2015) |
| Полоса частот | 30 кГц – 1 МГц (широкополосный диапазон согласно IEC 60270) |
| Охваченные типы активов | Трансформаторы, кабели высокого и среднего напряжения, распределительные устройства (КРУЭ и АРУ), генераторы, электродвигатели. |
| Методы обнаружения | Обычные (на основе заряда IEC 60270) + Необычные (HFCT, TEV, UHF, акустические) |
| стандарты "зачет/незачет" | IEC 60076-3 (силовые трансформаторы) · IEC 60840 (высоковольтные кабели) · IEC 62271-1 (распределительные устройства) |
Что такое частичный разряд и почему он разрушает изоляцию?
В стандарте 60270 частичный разряд определяется как «электрический разряд, который лишь частично перекрывает изоляцию между проводниками». Ключевое слово здесь — «частично». Вместо прочного соединения частичный разряд вызывает крошечные эрозионные процессы в электрической изоляции; короткие электрические разряды с чрезвычайно малой длительностью, один из которых разрушает микроизолирующий слой.
В высоковольтном оборудовании образование частичных разрядов обусловлено тремя механизмами:
- Пустые разрядыГазонаполненные включения, захваченные твердой изоляцией, ионизируются под воздействием концентрированного локального электрического поля. Каждый разряд разрушает стенку полости, постепенно увеличивая пустоту и уменьшая напряжение возникновения разряда с течением времени.
- Коронные разряды возникают на острых металлических кромках и выступающих проводниках в газах, и в частности в воздухе. В таких местах локальная напряженность электрического поля достигает уровня, значительно превышающего прочность на пробой окружающих газов, и многократно вызывает пробой именно в одном и том же месте.
- Отслеживание поверхности: Вдоль загрязненных поверхностей изоляции, где влага, отложения углерода или проводящие вещества создают пути с низким сопротивлением, способные поддерживать частичные электрические дуги.
Оно выражается в пикокулонах (пКл) и представляет собой значение кажущегося заряда – заряда, который необходимо подать на клеммы испытуемого объекта, чтобы вызвать, как измерено на испытательном импедансе, тот же импульс, что и фактический разряд. Поскольку длительность импульса (например, короткий для жидкостной изоляции < 1 с) не позволяет использовать обычное измерение тока с частотой сети, мощность не вычитается из измерения с помощью альтернативной методики, как указано в IEC 60270, которая определяет широкополосное детектирование в диапазоне от 30 кГц до 1 МГц.
Почему это важно для инженера?
Стандарт NFPA 70B определяет пробой и повреждение изоляции как основную причину выхода из строя электрооборудования. Согласно «Золотой книге» IEEE (стандарт IEEE 493), наибольшее количество потерь из-за повреждений изоляции несут кабели, распределительные устройства и трансформаторы.
Программа тестирования ПД не обязательно выявит потенциальный сбой в ближайшем будущем. Вместо этого вы создаете диагностическую базу данных. Если значение ПД актива составляет 50 пКл в январе, а затем 600 пКл в июле, это представляет собой принципиально иное решение по риску, чем в случае с активом, который сохранил значение 800 пКл в течение трех лет.
Именно тенденции, а не уровни, определяют, следует ли применять прогнозный, а не реактивный подход к техническому обслуживанию.
IEC 60270 — единственный стандарт, который должен знать каждый инженер перед проведением испытаний на частичные разряды.
IEC 60270 — это международный стандарт измерения частичных разрядов. Первоначально опубликованный в 1970 году, он был пересмотрен в 2015 году и получил название IEC 60270:2000 +AMD1. В 2025 году была выпущена последняя редакция; IEC 60270:2025[4](издание 4.0.0), озаглавленная «Методы высоковольтных испытаний — измерение частичных разрядов на основе заряда», была опубликована 5 июня 2025 года и отменяет/заменяет все предыдущие издания.
Что именно определяет стандарт IEC 60270 (четыре важных момента):
- Измеряемая величина: кажущийся заряд q в пКл. Кажущийся заряд — это не фактический заряд в месте разряда, а заряд, который заставляет детектор реагировать аналогичным образом на клеммах прибора.
- Полоса пропускания: 30 кГц – 1 МГц для широкополосных измерений. В стандарте AMD1 2015 года максимальный предел полосы пропускания был увеличен с 500 кГц до 1 МГц; стандарт IEC 60270:2025 еще больше расширяет область применения, допуская переменное напряжение до 500 Гц.
- Стандарт калибровки: Калибратор, вводящий известный заряд q, должен быть подключен к высоковольтным клеммам измерительного прибора (а не ко входу детектора) для коррекции известного ослабления в измерительной цепи.
- Форматы измерительных цепей: в соответствии со стандартом IEC 60270 определены четыре различных формата измерительных цепей – последовательный Zm, параллельный Zm, мостовой и с выводами через изолятор; они включают все комбинации объекта измерения и источника высокого напряжения.
Примечание инженера: Что НЕ определено в стандарте IEC 60270
Стандарт IEC 60270 описывает порядок измерения частичных разрядов, но ничего не говорит о пороговых значениях для принятия решения; критерии принятия/отклонения определяются стандартом на продукцию для каждого типа оборудования:
- Силовые трансформаторы: IEC 60076-3 / IEEE C57.12.91
- Кабели высокого напряжения (>30 кВ): IEC 60840 / IEC 62067
- Распредустройство: МЭК 62271-1
- Вращающиеся машины: МЭК 60034-27
В протоколе испытаний не допускается указание на соответствие или несоответствие стандарту IEC 60270 по уровню ПДК – измерение регулируется только стандартом, а не допустимыми пределами!
Процедура предварительной калибровки (IEC 60270)
- Подключите калибратор между высоковольтным выводом тестируемого устройства и заземлением.
- Введите известный заряд q (обычно 100 пКл или 1,000 пКл в зависимости от ожидаемой величины частичного разряда).
- Считайте с детектора приложенный масштабный коэффициент k: кажущийся заряд q = k В детектора
- Запишите значение k в отчет о тестировании – это будет ваша базовая линия калибровки.
- Повторите калибровку сразу после теста, чтобы убедиться, что значение k осталось стабильным.
- Если значение k после тестирования отличается от значения k до тестирования более чем на 10%: перед продолжением проверьте тестовую схему.
Полезный совет — Только что опубликован стандарт IEC 60270:2025
Стандарт IEC 60270:2025 (издание 4.0) был выпущен в июне 2025 года — это первое новое издание за 25 лет. Перед началом вашего следующего проекта по приемочным испытаниям проверьте, использует ли спецификация вашего клиента объединенное издание 2015 года или редакцию 2025 года. Разные издания включают разные параметры схем. Ни одно из основных руководств конкурентов пока не соответствует этому изданию!
Для ознакомления с оборудованием для тестирования частичных разрядов, соответствующим стандарту IEC 60270, обратитесь к следующему разделу: Оборудование для испытания частичных разрядов DEMIKS — предназначен для широкополосных традиционных измерений в диапазоне от среднего напряжения до сверхвысокого напряжения.
Онлайн и офлайн тестирование на расстройство личности — как выбрать подходящий вариант в вашей ситуации
Дискуссия о том, стоит ли приобретать дистанционные диагностические устройства для частичной ремиссии или автономные приборы, остается самым важным решением в программе лечения перитонеального диализа. Оба варианта обоснованы, но удовлетворяют разные потребности.
Онлайн-мониторы частичных разрядов используются для анализа находящихся под напряжением, введенных в эксплуатацию активов при рабочем напряжении. Отключение от сети не требуется; датчики, такие как высоковольтные токовые клещи и термоэлектрические датчики, подключаются без обесточивания. Онлайн-тестирование является идеальным инструментом для анализа тенденций – определения того, на каких активах развиваются частичные разряды и как они прогрессируют.
Для проведения автономного тестирования необходимо обесточить оборудование и подключить внешний источник высокого напряжения. Это позволяет контролировать напряжение и определять напряжение начала частичного разряда (PDIV), которое является минимальным напряжением, при котором частичный разряд становится очевидным, и напряжение завершения частичного разряда (PDEV), которое представляет собой напряжение, при снижении которого частичный разряд не возникает. PDIV и PDEV невозможно измерить во время онлайн-тестирования.
| Критерий | Онлайн-тестирование PD | Автономное тестирование PD |
|---|---|---|
| Статус актива | В эксплуатации (под напряжением) | Обесточен |
| Требуется время простоя | Ничто | Да — плановое отключение. |
| Контроль напряжения | Нет (только рабочее напряжение) | Да (переменная) |
| PDIV / PDEV измеримый | ✗ Нет | ✓ Да |
| Приемочное тестирование | Неподходящий | Требуется в соответствии со стандартами МЭК. |
| Основной вариант использования | Мониторинг тенденций, обследования автопарка | Приёмка, ввод в эксплуатацию, расследование причин отказов |
Методология принятия решений: какой метод подходит для вашего сценария?
- Когда требуется сервис Whenassetin и необходимы данные о тенденциях в режиме онлайн,
- Оборудование Si новое, после ремонта или требуется подтверждение IEC (в автономном режиме, обязательно).
- If Необходима характеризация PDIV/PDEV → оффлайн
- Высокая плотность вероятности в режиме онлайн? Опрос показывает «да». Проверьте, доступен ли период отключения. Для полной характеристики плотности вероятности в автономном режиме.
Что такое офлайн-тест на ПД?
Автономное испытание на частичные разряды (ЧР) — это измерение частичных разрядов, проводимое на обесточенном оборудовании с помощью внешнего источника высокого напряжения. Испытуемый объект изолируется от сети, а затем напряжение повышается контролируемым образом с помощью стандартного линейного изменения в соответствии со стандартом IEC 60270, при этом значения PDIV и PDEV измеряются в различных точках на протяжении всего процесса изменения напряжения. Стандарт IEC 60076-3 устанавливает, что силовые трансформаторы должны испытываться таким образом для получения разрешения на приемку, и, благодаря физической изоляции оборудования от сети, шумовые условия значительно лучше, чем при испытаниях в режиме реального времени.
Сценарий принятия решения по гибридной (автономной/встроенной) подстанции 132 кВ в городской среде
Инженер по техническому обслуживанию городской подстанции 132 кВ имеет четырехчасовое окно отключения для каждого из трех трансформаторных отсеков. Проведение полных автономных испытаний, эквивалентных приемочным испытаниям IEC 60270, только на всех трех трансформаторах заняло бы более двух дней, что потребовало бы значительного простоя. Вместо этого она выбирает гибридный подход: полное автономное измерение частичных разрядов во второй половине дня, которому предшествуют два часа онлайн-тестирования двух трансформаторных отсеков (№ 1 и № 2) с известной историей стабильных, исправных онлайн-испытаний частичных разрядов.
Она также выбирает два часа для мониторинга онлайн-активности трансформатора №3, поскольку три месяца назад он продемонстрировал значительное изменение в активности частичных разрядов. Весь четырехчасовой график испытаний, включая поездку на объект для проведения работ вне сети, дает ей время подтвердить, что напряжение частичных разрядов трансформатора №3 (80 кВ) упало до 68 кВ. В отведенное ей время простоя наносится ремонтная смола, что позволяет сэкономить около 200 000 долларов на замене трансформатора.
Оборудование для тестирования частичных разрядов — что вам действительно нужно и как его настроить.
Создание правильно функционирующего тест на частичный разряд Схема сложнее, чем кажется. Либо вы переборщите с тестированием устройства, либо оно останется незамеченным из-за неправильно составленной тестовой установки — в любом случае, подписание протокола тестирования приведет к упущенной выгоде. Какое оборудование для тестирования PD необходимо?
Для нестандартного тестирования частичных разрядов можно заказать комплект оборудования у разных поставщиков.
Стандартная измерительная схема IEC 60270
Полноценная традиционная электрическая схема состоит из шести компонентов:
- Источник ВН-питания и частоты мощности (50/60 Гц) или СНЧ (0.1 Гц)
- Блокирующий импеданс Z — для предотвращения передачи высокого напряжения в измерительную ветвь, обычно используется высоковольтный фильтр-дроссель.
- Testobject ca – тестируемый объект DUT (обмотка трансформатора, кабель, распределительное устройство)
- Разделительный конденсатор Ck – этот компонент подключается параллельно исследуемому объекту, служа путем с низким импедансом для пропускания импульса частичного разряда в измерительную ветвь. В случае аппаратуры среднего напряжения (от 6 до 36 кВ) обычно выбираются разделительные конденсаторы емкостью от 100 до 1000 пФ при напряжении, в 1.5 раза превышающем испытательное напряжение, в схеме, соответствующей стандарту IEC 60270.
- Измерительное сопротивление Zm – подключается к заземляющему контакту конденсатора Ck; преобразует импульс заряда частичных разрядов в измеримое напряжение для детектора.
- Детектор PD M – широкополосный усилитель и дисплей с полосой пропускания 30 кГц – 1 МГц в соответствии со стандартом IEC 60270.
Калибратор (обязательно): Инжектор заряда, который вводит известный заряд в цепь до и после каждого теста. Без калибровки значения в пикоканитрах бессмысленны – их нельзя сравнивать между различными приборами или тестовыми установками.
Нестандартные датчики — выбор в зависимости от типа актива
Нестандартные датчики работают при потенциале земли (безопасном для оборудования, находящегося под напряжением) и используют емкостную, индуктивную или электромагнитную связь, а не гальваническую связь с высоковольтной цепью. Они являются основными инструментами для оперативного мониторинга частичных разрядов.
| Тип датчика | Принцип обнаружения | Первичное применение |
|---|---|---|
| датчик HFCT | Индуктивная связь — зажимы вокруг заземляющего проводника. | Кабельные системы, кабельные соединения, заземляющие провода трансформаторов. |
| датчик ТЭВ | Емкостная связь переходных импульсов напряжения заземления | Распределительные устройства (КРУЭ, распределительные устройства, панели управления), корпуса для средневольтного оборудования. |
| датчик УВЧ | Электромагнитное излучение (300 МГц – 3 ГГц) | ГИС, крупные силовые трансформаторы, герметизация концов кабелей. |
| Воздушная акустика | Ультразвуковое излучение частотой 40 кГц из места разряда. | Маслонаполненные трансформаторы, реакторные баки, воздушные шины |
Исследуйте Детектор частичных разрядов DEMIKS диапазон для ручных обследований TEV/HFCT, или Автоматическая система проверки частичных разрядов DEMIKS для лабораторных измерений в соответствии со стандартом IEC 60270.
Пошаговая инструкция: Как выполнить тест на частичные разряды — заводская и полевая процедура.
Испытание на частичные разряды — один из немногих методов высоковольтных испытаний, где ошибки настройки напрямую приводят к ложным результатам — не только к неопределенности измерений, но и к неправильным ответам. Следующая процедура соответствует требованиям IEC 60270 и включает в себя наиболее распространенные точки отказа, выявленные в ходе полевых испытаний.
✅ Контрольный список DEMIKS для 5-шагового тестирования на болезнь Паркинсона
Применимо для автономных испытаний по стандарту IEC 60270 – приемка трансформаторов на заводе, ввод кабелей в эксплуатацию, типовые испытания распределительных устройств.
☐ Шаг 1 — Предварительная проверка безопасности
- Убедитесь, что тестируемый объект обесточен, изолирован и заземлен (все клеммы).
- Убедитесь, что весь персонал покинул зону высокого напряжения и установлены защитные барьеры.
- Проверьте температуру и влажность окружающей среды – зафиксируйте эти данные в протоколе испытаний (они влияют на диэлектрические характеристики и уровень шума).
- Проверьте тестовую схему на наличие видимых повреждений, загрязнений или следов предыдущей разборки.
☐ Шаг 2 — Сборка тестовой схемы
- Подключите разделительный конденсатор Ck параллельно исследуемому объекту.
- Установите блокирующее сопротивление Z между источником высокого напряжения и тестируемым устройством.
- Установите измерительное сопротивление Zm в заземляющем контакте клеммы Ck.
- Убедитесь, что все соединения механически затянуты – ненадежные соединения являются основной причиной ложных показаний частичного разряда, имитирующих реальный разряд.
- Для уменьшения наводок прокладывайте измерительные кабели вдали от высоковольтных проводников (на расстоянии не менее 300 мм друг от друга).
☐ Шаг 3 — Предварительная калибровка
- Подключайте калибратор к высоковольтным клеммам тестируемого устройства, а не ко входу детектора.
- Введите известный заряд q (обычно 100 пКл для чувствительных измерений; 1,000 пКл для высокоточных тестов).
- Запишите масштабный коэффициент k с дисплея детектора — это будет ваш калиброванный эталон.
- Калибровка является обязательным условием: без нее показания в пикоксанах нельзя сравнивать между различными приборами или тестовыми установками.
☐ Шаг 4 — Подача напряжения и запись частичных разрядов
- Начинайте с 25% испытательного напряжения, прежде чем повышать напряжение источника высокого напряжения.
- Достичь полного испытательного напряжения за 15 секунд в соответствии со спецификацией IEC 60270.
- Выдерживать при испытательном напряжении в течение времени, указанного в соответствующем стандарте на продукцию.
- Запишите данные о характере распределения потенциала PRPD и пиковые значения pC на каждом уровне напряжения.
- Постепенно снижайте напряжение в течение 5 секунд после окончания тестового периода – не допускайте резкого падения напряжения.
☐ Шаг 5 — Проверка калибровки после тестирования и составление отчета
- Повторите калибровочную инъекцию сразу после проведения теста.
- Если коэффициент масштабирования k после тестирования отличается от k до тестирования более чем на 10%: отметьте результаты, проведите расследование в цепи, прежде чем подавать отчет.
- Документ в отчете: испытательное напряжение, заряд калибратора, условия окружающей среды, скриншоты шаблона PRPD, пиковый пикокельтант (на фазу), масштабный коэффициент до и после. Zegbrk_0026.
💡 Полезный совет — скорость нарастания напряжения имеет значение
Стандарт IEC 60270 допускает, что время на повышение напряжения от 0 до испытательного не должно превышать 15 секунд. Слишком быстрое повышение напряжения приводит к возникновению ложных частичных разрядов из-за скачков напряжения; слишком медленное приводит к термической ползучести масляной бумаги, что повышает уровень шума. Плавное и контролируемое повышение напряжения следует регистрировать в отчете.
Внимание! Неправильная установка калибратора — самая распространённая ошибка при настройке.
Подключите калибратор к высоковольтным клеммам тестируемого устройства, а не к входу детектора или измерительному импедансу. При калибровке на стороне детектора сигналы калибратора будут подаваться параллельно сигнальному тракту, минуя ослабление от разделительного конденсатора и импедансов цепи. Масштабный коэффициент будет высоким, и сообщаемые вами значения в пикоканитрах будут систематически занижать реальный перенос заряда; это пройдет визуальную проверку, но приведет к тому, что сравнение с оборудованием и эталонными стандартами покажет, что ваши измеренные значения значительно завышены.
Для трансформаторов — испытание на частичные разряды приложенного и наведенного напряжения
В соответствии со стандартом IEC 60076-3, для приемочных испытаний силовых трансформаторов предусмотрены две различные конфигурации испытаний, каждая из которых нацелена на различную зону изоляции:
- Испытание приложенным напряжением – при этом методе все клеммы высоковольтной и низковольтной обмоток подключаются параллельно, после чего на определенное время подается внешний источник высокого напряжения. Этот метод испытания направлен на выявление дефектов изоляции основной обмотки относительно земли. Типичное напряжение для этого испытания составляет от 1.0 до 1.75 номинального напряжения в течение заданного времени.
- Испытание на индуцированное перенапряжение с измерением частичных разрядов.Переменное напряжение подается на обмотку низкого напряжения с повышенной частотой (100–400 Гц) для ограничения насыщения сердечника. Частичные разряды измеряются при повышенном напряжении (обычно в 1.5–1.8 раза превышающем номинальное значение Um/√3 в течение 5 минут). Критерии допустимости частичных разрядов согласно IEC 60076-3: обычно ≤300 пКл для трансформаторов с напряжением 220 кВ+ и ≤500 пКл для трансформаторов более низких классов напряжения на повышенном уровне напряжения.
Для кабелей — Ввод в эксплуатацию PD-теста на основе VLF.
Испытание высоковольтных кабелей. Для новых высоковольтных кабелей, номинальное напряжение которых превышает 30 кВ, применяются процедуры испытаний в соответствии с IEC 60840. Обычно используется источник испытательного напряжения очень низкой частоты (VLF) (0.1 Гц) в течение длительного периода (60 минут при 1.7 U) или для пусконаладочных испытаний после прокладки (от 60 до 180 минут при 1.4 U). Новые, правильно установленные кабели и комплектующие (соединения, концевые муфты) не будут демонстрировать частичных разрядов выше испытательного напряжения. Значительные показания указывают на дефект изоляции; его местоположение необходимо определить до подачи напряжения. Использование VLF снижает потребность в мощности источника высоковольтного напряжения, что позволяет применять кабель в полевых условиях.
Как выбрать оборудование? Ознакомьтесь с нашим руководством по выбору оборудования. выбор лучшего оборудования для испытаний на частичные разрядыи наш обзор Процедуры заводского выпуска и тестирования ПД-фильтрации.
Эксплуатационные условия – 820 пКл, обнаружено отклонение заводской калибровки контроля качества.
В ходе заводских приемочных испытаний на предприятии по производству силовых трансформаторов 110 кВ инспектор по качеству обнаруживает 820 пКл в ходе испытания на частичные разряды, вызванные наведенным перенапряжением, — что значительно превышает спецификацию заказчика (≤500 пКл). Перед выдачей уведомления о неисправности она выполняет шаг 5 контрольного списка DEMIKS: калибровка после испытания. Коэффициент масштабирования после испытания сместился на 18% по сравнению с базовым значением до испытания. Расследование выявляет неплотное кабельное соединение на входе измерения импеданса — соединение ослабло во время подачи напряжения. После повторного закрепления соединения и повторной калибровки уровень частичных разрядов составляет 310 пКл — в пределах спецификации. Первопричина: неплотное соединение увеличило импеданс на входе измерения, искусственно завысив кажущееся показание заряда примерно в 2 раза. Без проверки калибровки после испытания трансформатор с уровнем 310 пКл получил бы уведомление о неисправности. Пятишаговый контрольный список DEMIKS включает шаг 5 специально для выявления этого типа неисправности.
Чтение результатов теста на ПД — значения пКл, закономерности PRPD и оценка «пройдено/не пройдено»
Показатель pC вашего детектора — это не показатель "пройдено/не пройдено", это триггер. Это сигнал, указывающий на необходимость проведения работы. Этот диагностический прибор — это PRPD (фазово-разрешенный частичный разряд), который отображает амплитуду заряда и частоту его возникновения в зависимости от фазы приложенного напряжения.
Два актива с одинаковыми значениями pC могут демонстрировать совершенно разные диагнозы из-за различий в их характере.
«Зависимость амплитуды и частоты повторения от фазового угла приложенного напряжения позволяет получить данные о типе и степени повреждения».
– Чарльз Найбек, доктор философии, инженер по применению оборудования на подстанциях, компания Megger.
руководство по дактилоскопии по образцу PRPD
| Паттерн PRPD | Фазовое положение | Источник разряда | Строгость |
|---|---|---|---|
| Симметричные кластеры | 0–90° и 180–270° (оба полупериода) | Пустота/полость в твердой изоляции | Высокий — структурный дефект |
| Пики вблизи 90° или 270° с учетом эффекта полярности. | Вблизи пика напряжения (преобладает один полупериод) | Коронный разряд от острого электрода или наконечника | Средний уровень — исследовать состояние электрода |
| Асимметричный, широкий рассеяние | Нерегулярная форма — присутствует в нескольких фазовых окнах. | Следы загрязнения на поверхности или выброс загрязнений | Переменная — зависит от скорости и тенденции сброса. |
| Случайное рассеяние, отсутствие фазовой корреляции. | Равномерно распределено от 0 до 360° | Электрические помехи / внешние электромагнитные помехи | Не ПД — определите источник шума |
Внимание! Высокие значения pC не означают неисправности вашего оборудования.
Часто можно наблюдать показания в диапазоне 200-2,000 пКл из-за электрических помех или недостаточной экранировки цепей. Без диаграммы PRPD, коррелирующей разряды в фазе, это почти наверняка внешние электромагнитные помехи, а не внутренний частичный разряд. Диаграммы PRPD являются диагностическими инструментами, а значения в пКл указывают на необходимость просмотра диаграммы.
Критерии соответствия/несоответствия — какой стандарт применяется к вашему активу?
Техническая записка: Критерии приемки силовых трансформаторов согласно IEC 60076-3
В ходе испытания на частичные разряды, вызванные наведенным перенапряжением, проводимого в соответствии с IEC 60076-3, уровень частичных разрядов измеряется при повышенном напряжении (обычно 1.5-1.8 мкм/3) в течение пяти минут.
Стандартные критерии приемки следующие:
- Трансформаторы с номинальным напряжением 300 кВ: частичные разряды < 500 пКл (при Um/3) (минимум и в качестве примера см. договорную спецификацию)
- Трансформаторы с номинальным напряжением 220 кВ и выше: частичные разряды < 300 пКл (при Um/3, более высокое требование для сверхвысоковольтного класса).
- Высоковольтные кабели (IEC 60840): При испытательном напряжении частичные разряды не будут обнаружены — ожидается, что в новых кабелях частичные разряды будут отсутствовать.
Примечание: Точные пороговые значения устанавливаются в зависимости от класса трансформатора.
Обратитесь к соответствующему документу IEC 60076-3 и проверьте любые дополнительные требования к условиям контракта, которые могут быть строже, чем минимальные требования для данного класса трансформаторов.
Как проверить наличие частичной утечки?
Обнаружение частичного разряда всегда осуществляется путем измерения генерируемых электромагнитных импульсов. Во время стандартного теста IEC 60270 разделительный конденсатор и измерительное сопротивление создают путь обнаружения, который улавливает импульсы заряда в частотном диапазоне 30 кГц – 1 МГц. Во время нестандартных тестов используются датчики, такие как высокочастотные токовые зажимы, термоэлектрические зонды и УВЧ-антенны, для регистрации магнитной, емкостной и электромагнитной энергии, излучаемой каждым событием разряда/усиления при потенциале земли. Преобладающим диагностическим результатом является паттерн PRPD, который коррелирует величину разряда и частоту повторения, отображая их в зависимости от фазового угла приложенного напряжения. Дискриминация шума — неприятие фактического частичного разряда электрической активности — осуществляется путем пропускания импульсов детектора через паттерн PRPD, а не путем записи исходного значения пКл. Советы по предотвращению наиболее распространенных ошибок интерпретации см. в нашем руководстве. Распространенные ошибки при проведении экспресс-тестирования на фармакодинамику..
Полевая ситуация: Показания TEV 680 пКл в Йоханнесбурге — электромагнитный помехоустойчивость выявлена по характерному паттерну PRPD.
Инженер по защите в Йоханнесбурге, Южная Африка, проводит свое первое обследование на месте с использованием датчика TEV на кольцевой магистрали 33 кВ, спустя три недели после завершения обучения по стандарту IEC 60270. Детектор показывает 680 пКл. Встревоженный, он связывается со своим руководителем и рекомендует немедленно вывести объект из эксплуатации. Перед плановым отключением, которое затронет 2,000 потребителей примерно на шесть часов, старший инженер анализирует данные PRPD. Картина показывает отсутствие фазовой корреляции: импульсы равномерно распределены по всем 360°, с неравномерным распределением амплитуды и без кластеризации в окнах 0–90° или 180–270°, типичных для разрядов в пустотах. Диагноз – внешние электромагнитные помехи от частотно-регулируемого привода, установленного в соседнем центре управления двигателями среднего напряжения три недели назад. После установки фильтра частичных разрядов между источником и тестовой цепью и перемещения датчика TEV на 30 см от панели привода, истинное показание частичных разрядов составляет 42 пКл – что находится в пределах допустимых значений. Отключение сети не требуется. Вывод: паттерн PRPD всегда имеет приоритет над числом pC.
Разработка программы мониторинга ПД, предотвращающей сбои.
Однократное измерение частичных разрядов (ЧР) отвечает на один вопрос: каково состояние изоляции в данный момент времени? Программа мониторинга ЧР отвечает еще на один важный вопрос: улучшается ли состояние изоляции, остается неизменным или ухудшается, и с какой скоростью?
Полевые исследования неизменно показывают, что только 5-10% всех активов на любой подстанции или промышленном объекте в любой момент времени имеют значимую активность, связанную с перенапряжением. Что делать с остальными 90-95%? Инвестировать в непрерывный мониторинг каждого актива в комплексе нерентабельно. Многоуровневая программа — периодические обследования с использованием портативных устройств для выявления неисправных активов с целью целенаправленного мониторинга или инспекции — обеспечивает наибольшую отдачу при минимальных затратах на мониторинг.
📋 5 элементов эффективной программы мониторинга перитонеального диализа
- Определение исходного уровня: Первый тест — это подготовка, а НЕ решение о проведении или отмене исследования. Без определения исходного уровня любой анализ тенденций будет основан на догадках. Зафиксируйте каждый результат первого теста в качестве исходного набора данных, независимо от уровня pC.
- Установите интервалы тестирования: Для оборудования с низкими стабильными показаниями разности потенциалов (РПП) в течение более года: ежегодное или раз в два года отключение электроэнергии + портативное обследование. Для оборудования с низкими стабильными показаниями РПП и значительной нагрузкой: отключение электроэнергии + портативное обследование каждые 6 месяцев или ежеквартально. Для оборудования с повышенными показаниями РПП или тенденциями к их росту: непрерывный мониторинг или 30-дневные циклические обследования.
- Настройте оповещения для отслеживания отклонений относительно текущего значения (например, отклонение выше базового уровня плюс текущее значение). Вы можете настроить их на 3 уровня, например, оповещение при увеличении значения pC на 2, 5 и 10 относительно текущего значения, а также проверку на соответствие спецификации продукта в качестве порогового значения 3.
- Выйдите за рамки последних данных – постройте график изменения pC во времени для каждого актива. Это темп изменения относительно уровня. Высокий уровень сам по себе не является чем-то значительным, важен тренд. Постоянно растущий уровень в 400 pC хуже, чем устойчивый уровень в 800 pC в течение многих лет.
- Определите параметры эскалации: при каком уровне ПДК или темпе изменения нагрузки актив будет выведен из эксплуатации для проведения углубленного тестирования? При каком уровне мы выводим актив из эксплуатации?
Заранее определите эти условия — до того, как возникнет кризисная ситуация!
Полезный совет: проведите исследование, прежде чем выбирать систему непрерывного мониторинга:
Менее 5-10% вашего оборудования среднего и высокого напряжения демонстрируют заметные частичные разряды (ЧР) при любом обследовании. Проведите первоначальное обследование всего вашего парка с помощью мобильных портативных датчиков ЧР/ТЭВ, чтобы определить, какие устройства имеют повышенные ЧР, а затем установите стационарные датчики непрерывного мониторинга только на этих выявленных устройствах. Обычно этот метод обеспечивает снижение общих инвестиций на 80-90% по сравнению с внедрением датчиков во всем парке оборудования.
Рассмотрите применение архитектур непрерывного и периодического мониторинга в наших исследованиях. Руководство по сравнению систем тестирования ПД. При этом около Автоматическая система мониторинга ПД DEMIKS представляет собой жизнеспособное интегрированное решение для непрерывного мониторинга.
Куда движется тестирование частичных разрядов — обнаружение с помощью ИИ, интеллектуальные датчики и стандарт IEC 60270:2025
Три технологических тренда готовы произвести революцию в испытаниях на частичные разряды. Инженеры, которые понимают, как будет выглядеть будущее, смогут принимать более взвешенные решения о закупках и не будут вынуждены пользоваться оборудованием, разработанным для устаревшего подхода, который устареет через пять лет.
1. Классификация паттернов PRPD на основе ИИ и машинного обучения
Традиционно для интерпретации характера частичных разрядов (ЧР) требовались квалифицированные специалисты: в основном инженеры-электрики с опытом работы не менее нескольких лет, способные определить их природу (пустота, коронный разряд, поверхность, шум). Недавние исследования (MDPI, 2026) показали, что классификация стандартных баз данных характера ЧР может быть выполнена с аналогичной точностью с использованием классификатора на основе сверточной нейронной сети (CNN), как и с помощью опытных инженеров. Таким образом, знание о частичных разрядах открывает возможности для прогнозирующего технического обслуживания, когда подобные системы станут доступны на рынке для пользователей, не обладающих глубокими знаниями в энергетической отрасли.
2. Постоянные интеллектуальные датчики УВЧ
Датчики УВЧ, работающие в диапазоне 300 МГц – 3 ГГц, устанавливаются в качестве неинвазивных стационарных датчиков в КРУЭ, высоковольтные трансформаторы и кабельные герметизирующие муфты. Эти датчики в сочетании с волоконной оптикой и облачной диагностикой обеспечивают непрерывную информацию о состоянии изоляции в режиме реального времени без необходимости плановых отключений для проведения осмотра. Основными факторами, определяющими эту тенденцию, являются старение энергосистем и растущая загрузка активов, обусловленная интеграцией возобновляемых источников энергии.
3. IEC 60270:2025 — какие изменения произойдут в вашем следующем проекте
Новый стандарт IEC 60270:2025 (издание 4.0), вышедший в июне 2025 года, является первым новым изданием за 25 лет этого важнейшего стандарта, посвященного измерению частичных разрядов. Однако в нем есть ключевое изменение, актуальное практически для любого инженера, работающего с промышленным электропитанием: область применения теперь расширена и включает переменные напряжения до 500 Гц, тогда как ранее она распространялась только на 400 Гц. Это важно для параметров испытаний преобразователей, выпрямителей и т. д. Если у вас есть новый стандарт приемочных испытаний, и тендерная документация датируется концом 2024 года или ранее, убедитесь, что вы определили, по какому стандарту вы согласились проводить испытания.
Вполне возможно, что это устаревшее второе издание, на которое ссылался заказчик в технической документации.
📊 Рынок мониторинга перитонеального диализа — ключевые статистические данные
- По оценкам, объем мирового рынка систем мониторинга PD в 2025 году составит примерно 1.24 миллиарда долларов США, а прогнозируемый объем на 2032 год – около 2.87 миллиарда долларов США с приблизительным среднегодовым темпом роста в 11% (Источник: ReportPrime, 2025 – неофициальная оценка рынка).
- Наиболее быстрорастущие сегменты рынка: непрерывный онлайн-мониторинг сетевой инфраструктуры и кабельных систем.
- Что вызывает проблемы с передающей инфраструктурой? – Увеличение возраста систем; внедрение возобновляемых источников энергии; техническое обслуживание по состоянию как подход к системам, требующим ежегодного устранения неполадок.
Примечание об источнике данных: Данные о размере рынка получены на основе оценок сторонних исследовательских фирм и не были независимо проверены. Используйте их только в качестве индикаторов направления роста.
💡 Полезный совет — начните подготовку к IEC 60270:2025 уже сейчас!
В июне 2025 года был опубликован стандарт IEC 60270:2025. Если вы участвуете в тендере или указываете в контракте проведение испытаний на частичные дефекты в конце 2025 или 2026 года, убедитесь, что в вашем контракте указано, какая из двух версий будет использоваться, поскольку обе редакции могут одновременно фигурировать в действующих контрактах до тех пор, пока ваш национальный орган по стандартизации официально не примет IEC 60270:2025.
Полный ассортимент высоковольтного испытательного оборудования DEMIKS для проверки частичных разрядов в диапазонах от среднего до сверхвысокого напряжения вы найдете в остальной части нашего каталога. высоковольтное испытательное оборудование .
Часто задаваемые вопросы — Тестирование на частичную выписку
Как шаг за шагом выполнить тест на фармакодинамику?
Рассмотрим пять простых шагов: (1) Предварительная проверка безопасности – выключите тестируемый объект, отсоедините его от всех внешних источников и заземлите. (2) Создание тестовой схемы – соберите схему IEC 60270, состоящую из: разделительного конденсатора, блокирующего импеданса, измерительного импеданса. (3) Предварительная калибровка – подсоедините калибратор к высоковольтным клеммам тестируемого объекта, измерьте и сохраните коэффициент масштабирования. (4) Включение питания (15-секундный нарастающий режим), удержание при включении питания, запись графика PRPD, пикового значения pC и максимальной фазы (в мрад). (5) Проверка калибровки после тестирования – убедитесь, что новый коэффициент масштабирования остается в пределах ±10 процентов от коэффициента масштабирования до тестирования, и сохраните результаты. Не пропускайте калибровку – показания, не связанные с действительной калибровкой, не могут быть интерпретированы с точки зрения критериев прохождения или непрохождения теста.
Что представляет собой стандарт IEC для тестирования частичных разрядов?
Стандартной измерительной схемой для частичных разрядов всегда был международный документ, определяющий методы измерения, а именно IEC 60270. Последняя опубликованная версия датирована июнем 2025 года, IEC 60270:2025 (издание 4.0), и определяет схему электрических измерений, методы калибровки, параметры измерения (по-видимому, измеряемые как «Q») в кулонах на пикофарад (пКл), полосу пропускания (30 кГц – 1 МГц). IEC 60270 определяет порядок измерений, но не устанавливает критерии приемлемости.
Для определения допустимых пределов необходимо использовать стандарты по типу оборудования, а именно IEC 60076-3 для силовых трансформаторов, IEC 60840 для кабелей и IEC 62271-1 для распределительных устройств.
Что такое тестер (детектор) частичных разрядов?
1. Детектор частичного разряда — это устройство, используемое для индикации и количественной оценки импульсов частичного разряда, обнаруженных в измерительной цепи. Типичный детектор частичного разряда IEC 60270 включает в себя широкополосный усилитель (30 кГц–1 МГц), пиковый измеритель заряда и дисплей PRPD (амплитуда разряда/фазовый угол).
Некоторые современные приборы сохраняют данные о характере облучения для последующего анализа и обработки. Для осмотра находящегося под напряжением оборудования на открытом воздухе прибор TEV и прибор на основе HFCT функционируют как персональные детекторы частичных разрядов, которые не требуют подключения к стандартной тестовой цепи IEC 60270.
Какой уровень пикоксанов (пК) считается допустимым для частичной разрядки?
Допустимые уровни пКл определяются стандартами, специфичными для конкретного оборудования, а не стандартом IEC 60270. Для силовых трансформаторов согласно IEC 60076-3 типичные критерии приемлемости составляют ≤500 пКл для трансформаторов с номинальным напряжением ниже 220 кВ и ≤300 пКл для трансформаторов сверхвысокого напряжения 220 кВ и выше, измеренные во время испытания на наведенное перенапряжение. Для новых высоковольтных кабелей согласно IEC 60840 критерием является нулевое обнаруживаемое частичное разрядное напряжение при испытательном напряжении. Для мониторинга состояния оборудования на месте эксплуатации не существует универсального уровня пКл, определяющего соответствие/несоответствие требованиям — результат должен оцениваться относительно собственного исторического базового уровня оборудования и скорости изменения тренда. Одного абсолютного значения пКл без анализа характера частичных разрядных напряжений и базового контекста недостаточно для принятия решения о техническом обслуживании.
Заменяет ли тестирование на ПД испытания на устойчивость к воздействию высоких температур (гипотермические испытания)?
Разве эти тесты не делают одно и то же?
Нет. Диагностическая, или прогностическая, цель испытаний на частичные разряды совершенно иная и дополняет цель испытаний на структурную, или прогностическую, целостность, которые обеспечивают испытания на высоковольтное напряжение или приложенное напряжение. Согласно таким стандартам, как IEC 60076-3 (силовые трансформаторы), испытания на приложенное напряжение (прочность на разрыв) и испытания на частичные разряды наведенного напряжения проводятся на новых силовых трансформаторах.
Первый метод (испытание приложенным напряжением) проверяет устойчивость изоляции к внешним воздействиям, и если происходит её разрушение, то это означает, что устройство неисправно, и может потребоваться дополнительная, специфическая диагностика. Второй метод, частичный разряд (ЧР), является неразрушающим диагностическим методом, который количественно оценивает качество изоляции при рабочем или умеренно повышенном напряжении. Испытание на частичный разряд фактически выявляет признаки деградации изоляции *до* её разрушения и выхода оборудования из строя; HIPOT этого не делает.
Проведение ПД-тестирования после того, как высоковольтное тестирование показало неисправность оборудования, позволяет получить диагностическую информацию о сломанном компоненте, которая может неточно отражать состояние работающего устройства.
Референсы
- IEC 60270:2025 (4.0-е издание) — «Методы высоковольтных испытаний — Измерение частичных разрядов на основе заряда». Международная электротехническая комиссия, Женева, 2025. В наличии: Интернет-магазин МЭК
- IEC 60076-3: 2013 — «Силовые трансформаторы — Часть 3: Уровни изоляции, диэлектрические испытания и внешние зазоры в воздухе». Международная электротехническая комиссия, Женева. В наличии: Интернет-магазин МЭК
- IEC 60840: 2020 — «Силовые кабели с экструдированной изоляцией и их принадлежности для номинальных напряжений от 30 кВ до 150 кВ — Методы и требования испытаний». Международная электротехническая комиссия, Женева. В наличии: Интернет-магазин МЭК
- NFPA 70B:2023 — «Рекомендации по техническому обслуживанию электрооборудования». Национальная ассоциация противопожарной защиты, Куинси, Массачусетс. Доступно по адресу: NFPA.org
- Стандарт IEEE 493-2007 (Золотая книга IEEE) – «Рекомендации IEEE по проектированию надежных промышленных и коммерческих энергетических систем». Институт инженеров электротехники и электроники, Нью-Йорк.
- Найбек, К. (2021). «Вопросы и ответы: Тестирование частичного разряда». Электроизмерительный прибор Меггер онлайнОктябрь 2021 г. В наличии: Megger.com
Статьи по теме
- Процедура испытаний при высоком напряжении: пошаговое руководство.
- Руководство по испытанию сопротивления изоляции
- Распространенные ошибки при проведении экспресс-тестирования на фармакодинамику.
- Сравнение систем тестирования ПД-диапазона: какая из них подходит для вашего применения?
- Оборудование для тестирования частичных разрядов высокой мощности
Готовы провести свой первый тест на ПД?
Инженеры компании DEMIKS могут поставлять системы для испытаний на частичные разряды, соответствующие стандарту IEC 60270, для проведения плановых испытаний (например, заводских приемочных испытаний, ввода в эксплуатацию и онлайн-мониторинга частичных разрядов).
Позвольте нашей опытной команде помочь вам выбрать оптимальное решение для ваших потребностей.
Об авторе
Данная статья была написана и отредактирована инженерной командой DEMIKS.
DEMIKS — зарегистрированный производитель и поставщик высоковольтного испытательного оборудования. Все испытания, описанные в данном документе, соответствуют стандарту IEC 60270, известному на сегодняшний день, то есть по состоянию на май 2026 года. При приемочных испытаниях обязательно используйте правильную редакцию стандартов, действующую в вашем регионе.
![Оборудование для испытаний на частичные разряды: типы, выбор и руководство по стандарту IEC 60270 [2026]](https://demikspower.com/wp-content/uploads/2026/05/0-10.webp)
![Какой прибор используется для измерения температуры? [Руководство 2026 года]](https://demikspower.com/wp-content/uploads/2026/05/0-8.webp)