Выбор подходящего оборудования для проверки частичных разрядов трансформаторов, высоковольтных кабелей, КРУЭ или вращающихся машин — это не вопрос выбора одной конкретной характеристики. Правильный метод обнаружения, чувствительность и стандарт соответствия полностью зависят от типа оборудования и условий эксплуатации. Данное руководство охватывает всю техническую картину — от основных измерительных цепей IEC 60270 до редакции стандарта 2025 года — чтобы вы могли уверенно выбирать оборудование.
Что такое оборудование для испытаний на частичные разряды? (Краткий справочник)
Частичный разряд (ЧР) — это локализованный электрический разряд, который частично перекрывает изоляцию между двумя или более проводниками электрического аппарата. Стандарт IEC 60270 определяет ЧР как важный общепринятый диагностический инструмент повреждения изоляции для всех типов высоковольтного оборудования. Без контроля активность ЧР приводит к среднесрочной и долгосрочной эрозии изоляции между проводниками высокого и низкого напряжения. Это недопустимое состояние, приводящее к серьезным отказам энергетического оборудования.
Стандартный прибор для измерения частичных разрядов по стандарту IEC 60270 состоит из пяти основных компонентов, работающих совместно для обнаружения и измерения кажущегося заряда отдельных импульсов разряда в пикокулонах (пКл). Профессиональные промышленные измерения частичных разрядов обычно находятся в диапазоне от менее 1 пКл для точной диагностики в испытательных условиях до десятков или сотен тысяч пКл для диагностики изношенного оборудования в полевых условиях.
Система тестирования PD по стандарту IEC 60270 — 5 основных компонентов
| Компонент | Функция | Ключевая спецификация |
|---|---|---|
| Источник высоковольтного тестирования | Подает напряжение на тестируемое устройство (DUT) для проведения испытаний. | Низкий фоновый уровень ПД (предпочтительно <1 пКл) |
| Соединительный конденсатор (C)k) | Развязывает импульсы частичного разряда от высоковольтной цепи к измерительной ветви. | Номинальное напряжение ≥ полного испытательного напряжения; низкая собственная емкость. |
| Измерение импеданса (Z)m) | Преобразует импульсы тока частичных разрядов в измеримые сигналы напряжения. | Входное сопротивление 50 Ом или 50–75 Ом |
| Детектор/анализатор фотодиодов | Измеряет кажущийся заряд, отображает паттерны PRPD, записывает данные. | Широкополосный диапазон: 100 кГц–1 МГц; чувствительность ≤1 пКл. |
| Калибратор ПД | Перед каждым испытанием подается импульс известного заряда для калибровки измерительной цепи. | Соответствует национальным стандартам; шаг заряда ≤5 пКл |
Измерительное сопротивление Zm включается последовательно с разделительным конденсатором, а оба элемента — параллельно тестируемому устройству (DUT). Для максимальной чувствительности к частичным разрядам Zm может быть размещено в цепи заземления DUT, хотя это сопряжено с риском пробоя изоляции во время тестирования в маловероятном случае отказа. Мостовая конфигурация импеданса зависит от максимально возможной помехоустойчивости и больше подходит для случаев, когда условия тестирования на месте менее предсказуемы.
Традиционный или нетрадиционный метод обнаружения ПД: какой подход лучше для крупных активов?
Ключевым моментом при тестировании частичных разрядов является различие между традиционными методами электрического обнаружения, соответствующими стандарту IEC 60270 (при которых оборудование должно быть отключено), и нетрадиционными методами, такими как УВЧ-детектор, метод переходного напряжения заземления (TEV) или акустическая эмиссия. Последние методы допускают использование оборудования под напряжением и могут быть задействованы после проведения анализа оборудования, выявления признаков износа и планирования более детального тестирования на частичные разряды.
Использование стандартной электрической связи IEC 60270 с разделительным конденсатором, подключенным к высоковольтному (ВВ) выводу, является распространенной ошибкой при проверке работающего под напряжением оборудования. Это опасно и не соответствует методике испытаний. Стандартная связь IEC 60270 с частичным разрядом требует отключения и изоляции силового оборудования при подаче высокого напряжения; напротив, нетрадиционные датчики работают при потенциале земли и не имеют электрической связи с высоковольтной цепью.
| Параметр | Обычный (IEC 60270) | Нетрадиционные (УВЧ/ТЭВ/акустические) |
|---|---|---|
| Рабочее состояние | Офлайн (обесточен) | Онлайн (с активизацией, в процессе обучения) |
| Стандарт | IEC 60270: 2025 | IEC TS 62478:2016 |
| Выход измерения | Кажущийся заряд (пКл) — калиброванный, количественный | Относительная амплитуда, паттерн PRPD — полуколичественный показатель. |
| Применимые активы | Трансформаторы, кабели, генераторы, оборудование сухого типа | КРУЭ, трансформаторы (сливной клапан УВЧ), кабели, распределительное устройство среднего напряжения (TEV). |
| Помехоустойчивость | Умеренная степень подверженности электромагнитным помехам в местах расположения объекта. | Высокий диапазон УВЧ по своей природе подавляет низкочастотные помехи в электросети. |
| Калибровочные | Обязательно в соответствии со стандартом IEC 60270 перед каждым испытанием. | Проверка чувствительности; стандартная процедура калибровки отсутствует. |
| Требуется отключение электроэнергии. | Да | Нет |
На практике оба подхода дополняют друг друга. Заводские приемочные испытания и плановая диагностика основаны на стандартных измерениях IEC 60270 для калиброванных значений пКл. Постоянный мониторинг состояния между отключениями использует нетрадиционные датчики на оборудовании, находящемся под напряжением. Многие энергокомпании используют оба подхода параллельно: непрерывное УВЧ-обнаружение для раннего предупреждения и запуск обычного автономного тестирования при обнаружении ухудшения характеристик датчиков.
В чём разница между онлайн- и офлайн-тестированием на определение уровня PD?
Автономное тестирование частичных разрядов отключает оборудование и подает известное высоковольтное напряжение, регистрируя частичный разряд с гальванической связью на высоковольтные клеммы в соответствии с IEC 60270. Пользователи получают калиброванные результаты кажущегося заряда в пикоканитрах, согласующиеся от теста к тесту и соответствующие критериям приемки. Предусмотрено плановое отключение.
Онлайн-тестирование на частичные разряды использует нетрадиционные датчики (УВЧ, термоэлектрические, акустические), которые постоянно устанавливаются на работающем оборудовании. При этом не требуется внешний источник напряжения и электрическая связь с высоковольтной цепью. Пользователи получают полуколичественные выходные данные (относительные значения амплитуды, характерные паттерны частичных разрядов), а не калиброванные значения в пикоканитрах. Автономное тестирование на частичные разряды используется для приемочных испытаний и определения базовых показателей; онлайн-мониторинг частичных разрядов — для отслеживания тенденций в реальном времени и прогнозирования неисправностей.
Оборудование для проверки частичных разрядов силовых трансформаторов
Испытания силовых трансформаторов на частичные разряды являются наиболее строгим из традиционных методов, применяемых в соответствии со стандартом IEC 60270. В маслобумажной изоляции трансформаторов частичные разряды могут возникать внутри газовых пузырьков в масле, в пустотах бумажной изоляции или на выступах вблизи заземленных металлических проводников. Поскольку изоляция размещена внутри заземленных металлических баков, доступ к сигналам частичных разрядов полностью зависит от способа обеспечения связи измерений.
Техническая заметка — Метод нарезания резьбы с помощью втулки
Современные силовые трансформаторы, оснащенные изоляторами с емкостной модуляцией, предлагают предпочтительный метод связи: отвод изолятора. Отвод изолятора обеспечивает точку доступа к низкому напряжению (обычно в нижней части изолятора), которая эффективно нагружается внутренней емкостью Ck. При подаче тестового сигнала Zm непосредственно от источника измерения к отводу изолятора емкость изолятора действует как Ck и обеспечивает повышенную чувствительность по сравнению с внешней емкостью. Этот метод описан в Приложении B стандарта IEC 60270. Компания DEMIKS предлагает автоматизированную систему тестирования частичных разрядов, которая поддерживает как измерение с помощью отвода изолятора, так и метод с использованием внешнего разделительного конденсатора.
⚠ Распространенная ошибка — Недостаточно мощный разделительный конденсатор
Любой разделительный конденсатор должен быть рассчитан на полное пиковое испытательное напряжение, подаваемое на тестируемое устройство. Выбор разделительного конденсатора с более низким номинальным испытательным напряжением, чем фактическое испытательное напряжение, приведет к пробою разделительного конденсатора (что выведет из строя оборудование и испытание), поэтому всегда проверяйте номинальное напряжение на конденсаторе Ck перед подключением.
| Класс напряжения | Метод соединения | Минимальная чувствительность детектора | Пропускная способность |
|---|---|---|---|
| Сверхвысоковольтное напряжение (>220 кВ) | Втулка-метчик (предпочтительно) | ≤1 пКл | Широкополосная связь 100 кГц–1 МГц |
| Высокое напряжение (66–220 кВ) | Втулка метчика или внешний Сk | ≤5 пКл | Широкополосная связь 100 кГц–1 МГц |
| МВ (<66 кВ) | Внешний Ck или импеданс моста | ≤10 пКл | Широкополосный или узкополосный |
Испытание силового трансформатора на частичные разряды включает в себя плавное изменение напряжения от нуля вольт до заданного испытательного напряжения (обычно 1.5 мкм/3 для испытаний на наведенное напряжение в соответствии с IEC 60076-3), регистрацию кажущихся уровней заряда на каждом этапе и подтверждение активности частичных разрядов ниже допустимого критерия при испытательном напряжении. Одновременная регистрация частичных разрядов позволяет отличить это событие от других электромагнитных сигналов.
Какое оборудование необходимо для проверки частичных разрядов в силовом трансформаторе?
Для полной установки для испытаний трансформатора на частичные разряды требуется пять компонентов: (1) высоковольтный испытательный трансформатор с низким уровнем частичных разрядов или резонансный источник напряжения в качестве источника приложенного напряжения, (2) разделительный конденсатор C k, рассчитанный на напряжение, равное или превышающее полное испытательное напряжение, или вывод изолятора с емкостной градацией в качестве точки связи, (3) измерительное сопротивление Z m (50 Ом), (4) детектор частичных разрядов, соответствующий стандарту IEC 60270, с чувствительностью ≤1 пКл для трансформаторов сверхвысокого напряжения, и (5) калиброванный калибратор частичных разрядов для калибровки цепи перед испытанием. Автоматическая система испытаний на частичные разряды DEMIKS объединяет все пять функций с чувствительностью ≤1 пКл и поддерживает как конфигурацию с выводом изолятора, так и конфигурацию с внешней связью. См. также: оборудование для испытаний на частичные разряды и оборудование для испытаний трансформаторов.
Оборудование для тестирования частичных разрядов в высоковольтных кабелях
Испытания высоковольтных кабелей на частичные разряды представляют собой уникальную проблему по сравнению с испытаниями трансформаторов на частичные разряды: распределенная емкость длинного кабеля означает, что источник испытательного напряжения должен обеспечивать непрерывный реактивный ток на протяжении всего испытания. Для длинных кабелей стандартный трансформатор промышленной частоты не может обеспечить этот реактивный ток – требуются альтернативные источники напряжения.
Техническая заметка — Системы испытаний кабелей с использованием СНЧ-диапазона и резонанса
Низкочастотный (НЧ) источник излучения с частотой 0.1 Гц снижает потребность в реактивном токе в 500 раз по сравнению с тестированием на частоте 50 Гц, что делает возможным тестирование очень длинных кабельных трасс с помощью портативной системы, установленной на прицепе. Резонансные системы с переменной частотой обеспечивают сопоставимое снижение реактивного тока за счет настройки резонансного контура на емкость кабеля на частоте в диапазоне от 20 Гц до 300 Гц. НЧ-частота влияет на напряжение начала частичного разряда (PDIV) при тестировании кабелей XLPE – измеренное на частоте 0.1 Гц значение PDIV немного ниже, чем измеренное на частоте 50 Гц, что помогает обнаружить даже самые слабые дефекты в кабеле.
| Тип кабеля | Рекомендуемый источник | Метод соединения | Порог ПД | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| MV XLPE (до 36 кВ) | НЧ 0.1 Гц | Внешний Ck при завершении | ≤10 пКл при 1.73 Ед0 | IEC 60840 |
| HV XLPE (36–150 кВ) | Резонанс с переменной частотой или СНЧ | Внешний Ck или ПД-соединитель в соединении | В соответствии со спецификацией (обычно ≤50 пКл) | МЭК 60840/МЭК 62478 |
| Сверхвысоковольтный сшитый полиэтилен (>150 кВ) | Резонансная переменная частота | В местах соединений установлен PD-разъем. | В соответствии со стандартом IEC 62478 / спецификация проекта | IEC 62478 |
| Кабель из масляной бумаги (PILC) | Частота сети (50/60 Гц) | Внешний Ck | Зависимость от конкретного участка, часто 100–500 пКл. | IEC 60270 |
Внедорожное тестирование кабеля на частичные разряды часто выявляет дефекты изготовления соединений и концевых муфт, а не производственные дефекты, присущие самому кабелю. Опыт отрасли показывает, что наиболее распространенными причинами дефектов, вызывающих частичные разряды, являются неправильно установленные соединения – недостаточное сжатие наконечника проводника, загрязненные изоляционные поверхности, пустоты внутри соединения. Независимое тестирование каждого соединения или концевой муфты путем отдельной заделки каждого конца позволяет точно определить место короткого замыкания.
Компания DEMIKS поставляет как генератор сверхнизкого напряжения (VLF) , так и систему резонанса с регулируемой частотой, подходящую для тестирования кабелей на частичные разряды (ЧР). Для определения местоположения повреждения кабеля после обнаружения ЧР см. систему определения местоположения повреждений кабеля от DEMIKS.
Испытания на частичные разряды газоизолированных распределительных устройств (ГИРУ) и распределительных щитов.
Газоизолированные распределительные устройства (ГИС) — пожалуй, самое сложное для тестирования оборудование при использовании традиционных методов измерения частичных разрядов (ЧР) — имеют заземленный металлический корпус, который оказывается столь же эффективным, как клетка Фарадея, в блокировании чувствительной внутренней газовой изоляции SF6 от внешнего электрического контакта. Попытка использования стандартного разделительного конденсатора IEC 60270 на заземленном корпусе ГИС не приводит к измерению ЧР. В данном случае: металлическая конструкция ГИС предотвращает подачу внешних сигналов ЧР на измерительную цепь; — сигнал не генерируется.
⚠ Ограничение ГИС — Стандарт гальванической связи IEC 60270 не применяется.
Подключение разделительного конденсатора IEC 60270 к заземленному металлическому корпусу КРУЭ не дает никакого эффекта: корпус заземлен, и отсутствует подходящий путь высоковольтной связи. Для обнаружения частичных разрядов внутри КРУЭ используются современные стандартные УВЧ (сверхвысокочастотные) датчики, которые регистрируют электромагнитную волну, излучаемую импульсом частичного разряда внутри корпуса КРУЭ, в диапазоне частот от 200 МГц до 2.5 ГГц, где сам корпус прозрачен благодаря диэлектрическим окнам и зазорам между прокладками.
| Тип датчика | Место установки | Области применения | Метод установки |
|---|---|---|---|
| Барьер (разделитель) УВЧ | Устанавливается на изоляционные прокладки / диэлектрические барьеры. | Отсеки высоковольтных ГИС, кабельные клеммы | Внешний, потенциал земли |
| Окно УВЧ | Измерительные окна UHF, встроенные в панели ГИС. | Стандартизированные точки измерения в новых ГИС | Подключение, потенциал заземления |
| Сливной клапан UHF | Сливной клапан масла на баке силового трансформатора | Онлайн-мониторинг трансформатора без вскрытия бака. | Ввинчиваемый адаптер, потенциал заземления |
| Внутренний (встроенный) | Установлено на заводе внутри ГИС при производстве. | Непрерывный онлайн-мониторинг критически важных высоковольтных активов. | Постоянная установка |
Пять распространенных типов частичных разрядов в КРУ включают: (1) свободно перемещающиеся проводящие частицы на дне корпуса, (2) выступающие частицы на внутренней стенке корпуса, (3) выступы на проводнике, (4) частицы или загрязнения на изоляционных прокладках и (5) расслоения или пустоты в изоляции прокладок. Кроме того, датчики УВЧ, установленные под потенциалом земли, позволяют работать под напряжением во время диагностики и обеспечивают повышение отношения сигнал/шум, поскольку диапазон частот обнаружения 200 МГц-2.5 ГГц значительно превышает диапазон большинства электрических помех в энергосистемах. См. также: испытательное оборудование распределительных устройств DEMIKS.
Основные компоненты и технические характеристики оборудования для тестирования частичных разрядов.
Для оценки пригодности коммерческой системы обнаружения частичных разрядов для конкретного применения можно использовать семь технических параметров. Приведенные ниже значения характеристик типичны для диапазона, достигаемого профессиональными системами обнаружения частичных разрядов класса IEC 60270, используемыми для тестирования промышленного энергетического оборудования.
Калибровка измерительной системы является важным этапом, который необходимо выполнить перед каждым испытанием на частичный разряд, поскольку она обеспечивает масштабный коэффициент для преобразования показаний прибора в истинное показание в терминах кажущегося заряда.
| Параметры спецификации | Начальный уровень | Высокопроизводительный диапазон | Что следует отдать приоритет |
|---|---|---|---|
| 1. Чувствительность к фону | ≤10 пК фоновый шум | ≤1 пК фоновый шум | Для трансформаторов и генераторов сверхвысокого напряжения требуется ≤1 пКл. Оборудование среднего напряжения может выдерживать ≤5 пКл. |
| 2. Частотный диапазон (широкополосный) | 100 кГц – 500 кГц | 100 кГц–1 МГц | В соответствии со стандартом IEC 60270:2025, широкополосный диапазон составляет 100 кГц – 1 МГц. Убедитесь, что детектор поддерживает этот верхний предел. |
| 3. Измерительные каналы | 1 канал | 4+ одновременных каналов | Многоканальная система обеспечивает одновременное тестирование в трех фазах и дифференциальное подавление шума. |
| 4. Входное напряжение (синхронизация) | Один синхронизирующий вход | Дифференциальный вход + фазовый опорный вход | Для корректного анализа паттерна PRPD необходима фазовая привязка. |
| 5. Дисплей PRPD | Базовая схема импульса | Полнофазовое разрешение PD + дактилоскопическая идентификация + регистратор данных | Метод PRPD имеет важное значение для идентификации типов дефектов (пустоты, коронный разряд, поверхностные треки). |
| 6. Соответствие калибратора требованиям | Внутренний базовый калибратор | Соответствует Приложению А стандарта IEC 60270:2025; сертификат калибровки с возможностью прослеживаемости. | Стандарт IEC 60270:2025 сделал тестирование калибраторов нормативным (Приложение А). Он необходим для заводских приемочных испытаний. |
| 7. портативность | Лабораторный блок (питание от сети) | Поле с батарейным питанием (<5 кг) | Для ввода оборудования в эксплуатацию на месте и проведения полевой диагностики требуется портативный блок с питанием от батареи. |
Детектор частичных разрядов DEMIKS обеспечивает чувствительность к фоновому шуму ≤1 пКл с полным отображением рисунка частичных разрядов — что соответствует требованиям спецификации трансформаторов сверхвысокого напряжения, указанным выше. Для более подробного сравнения с коммерческими анализаторами см. нашу сопутствующую статью о главных характеристиках анализатора частичных разрядов.
IEC 60270:2025 — Обновленный стандарт и его значение для вашего оборудования
5 июня 2025 года IEC опубликовала 4-е издание стандарта IEC 60270 — первую полную переработку стандарта измерения частичных разрядов с момента выхода первоначального издания 2000 года с поправкой 2015 года. Новое название — « Высоковольтные методы испытаний — Измерение частичных разрядов на основе заряда» — указывает на существенное изменение, а не на косметическое обновление. Большинство опубликованных руководств по оборудованию для измерения частичных разрядов по-прежнему ссылаются на версию 2015 года.
Здесь мы объясним, что изменилось и на какое оборудование это повлияет в 2025-26 годах.
| Изменить область | Издание 3 (2000 + AMD1:2015) | Выпуск 4 (2025) | Практическое воздействие |
|---|---|---|---|
| Осциллограф напряжения | Переменный ток до 400 Гц | Переменный ток до 500 Гц + постоянное напряжение | Теперь официально разрешены испытания на частичные разряды постоянного тока — это напрямую относится к кабелям и преобразователям высокого напряжения постоянного тока. |
| Стандартный заголовок с акцентом | Общая частичная разрядка | Явно основанный на заряде | Методы, не связанные с зарядом (УВЧ, акустические), формально разделены → со ссылкой на IEC TS 62478 |
| Требования к калибратору | Информационное руководство | Нормативное приложение А — обязательное | Теперь калибровочные приборы должны пройти определенные испытания на производительность; несертифицированные калибровочные приборы больше не соответствуют требованиям. |
| Цифровая обработка ПД | Не распространяется | Новое информативное приложение E | Предоставляет рекомендации по сбору и обработке цифровых данных, актуальные для анализа с использованием искусственного интеллекта. |
| Неэлектрические методы определения местоположения | Не распространяется | Новое информативное приложение F | В стандартную структуру теперь включены методы определения местоположения частичного разряда с использованием УВЧ-диапазона и акустических сигналов. |
| Проверка производительности | Разнообразные рекомендации | Упорядоченный и систематизированный | Более наглядный контрольный журнал для квалификации оборудования — актуально для испытательных лабораторий, работающих по стандарту ISO 17025. |
Контрольный список соответствия оборудования стандарту IEC 60270:2025
Используйте этот контрольный список, чтобы определить, соответствует ли ваше текущее испытательное оборудование для непрерывного тестирования частичных разрядов требованиям 2025 года:
- ☐ Проверена работоспособность калибратора. — проверено на соответствие требованиям Приложения А (нормативные требования издания 2025 года)
- ☐ Подтверждена широкополосная пропускная способность — Детектор охватывает диапазон частот от 100 кГц до 1 МГц (согласно поправке 2015 года, сохраненной в 2025 году).
- ☐ Возможность измерения постоянного тока PD — Если в вашем приложении используются кабели HVDC или преобразовательное оборудование, убедитесь, что детектор поддерживает синхронизацию испытательного напряжения постоянного тока.
- ☐ Доступен вход для фазового опорного сигнала. — требуется для корректной записи шаблонов PRPD в соответствии с руководством по цифровой обработке данных 2025 года (Приложение E)
- ☐ Сертификат калибровки с возможностью отслеживания — в соответствии с национальными стандартами измерений; упрощенные проверки рабочих характеристик согласно IEC 60270:2025 требуют документированной прослеживаемости калибровки.
- ☐ Совместимость программного обеспечения — При использовании цифровой обработки или анализа паттернов PRPD убедитесь, что версия программного обеспечения соответствует методологии Приложения E.
В стандартах IEC 60076-3 (силовые трансформаторы) и IEC 62271-203 (КРУЭ выше 52 кВ) содержится ссылка на IEC 60270:2025. В любом новом контракте на закупку высоковольтного энергетического оборудования следует указывать соответствие стандарту IEC 60270:2025, а не устаревшей версии 2015 года.
Как выбрать подходящее оборудование для тестирования частичных разрядов — алгоритм принятия решений
Лучший способ сравнить конкретные варианты тестирования — начать с типа оборудования, затем сузить круг до метода обнаружения, затем до ключевых технических характеристик и, наконец, до требуемого уровня оборудования. Приведенная ниже таблица суммирует пять основных типов оборудования, наиболее часто тестируемых на высоковольтных промышленных объектах в 2025 году. Для получения информации о факторах, выходящих за рамки технических характеристик, см. нашу статью о том, как выбрать лучшее оборудование для тестирования частичных разрядов.
| Тип актива | Типичные условия испытаний | Рекомендуемый метод | Основные технические требования | Ссылка на Демикс |
|---|---|---|---|---|
| Силовой трансформатор | Автономная работа — заводская приемка или периодическая диагностика | Обычный IEC 60270 (отвод втулки или внешний C)k) | Чувствительность ≤1 пКл; отображение PRPD; 4 канала | Автоматизированная система тестирования ПД |
| Кабельная система высокого/сверхвысокого напряжения | Автономная работа — на заводе или на месте после установки/ремонта. | Детектор СНЧ или резонансный детектор с переменной частотой + обычный детектор IEC 60270 | Выходное напряжение СНЧ-диапазона ≥ испытательному напряжению кабеля; детектор ≤10 пКл | Генератор СНЧ + Детектор фотодиода |
| ГИС (газоизолированное распределительное устройство) | Онлайн — с активным режимом работы, непрерывный или периодический. | Нестандартные — УВЧ-датчики для барьеров/окон | Диапазон УВЧ 200 МГц–2.5 ГГц; возможность применения диаграммы направленности PRPD. | Система датчиков УВЧ |
| Распределительные устройства среднего напряжения / Металлокорпусные панели | Онлайн — активный, портативный опрос для повышения квалификации. | Датчик переходного напряжения заземления (TEV) для распределительных щитов. | Чувствительность TEV; регистрация данных; возможность отслеживания трендов. | Испытательное оборудование распределительного устройства |
| Вращающиеся машины / Генераторы | В автономном режиме — частичные разряды обмотки статора во время испытаний на высокое напряжение или импульсные перенапряжения. | Стандартный IEC 60270 с PD-разъединителями; отслеживание импульсных перенапряжений + RPDIV. | Многоканальный (одновременный трехфазный режим); пороговое значение RPDIV; совместимость с щелевым соединителем. | Ассортимент высоковольтного испытательного оборудования |
Краткое изложение 5 ключевых факторов отбора
- Тип актива влияет на метод обнаружения (традиционный, нетрадиционный).
- Условия эксплуатации: работающие или неработающие активы и необходимость отключения электроэнергии.
- Требуемая чувствительность — ≤1 пКл для высоковольтных силовых трансформаторов; большинство методов полевой диагностики допускают значение ≤10 пКл.
- Портативность: для проведения промышленных испытаний на месте необходимо использовать портативное оборудование с питанием от батарей; для лабораторных работ требуется наличие рабочего места.
- Классификация рисков активов: критически важные активы (сверхвысоковольтные активы, оборудование постоянного тока высокого напряжения) поддерживают многоканальные системы с распознаванием паттернов частичных разрядов с использованием искусственного интеллекта; менее критически важные активы могут быть протестированы с помощью одноканального базового оборудования.
Тенденции развития технологий тестирования фармакодинамических свойств (2025–2026 гг.)
Три основные тенденции влияют на то, как коммунальные предприятия и промышленные операторы подходят к принятию решений о приобретении оборудования для испытаний на частичные сбросы в 2025 и 2026 годах.
1. Стандарт IEC 60270: 2025 вводит в действие проверки и замену оборудования. Первое крупное обновление IEC 60270 с 2000 года (публикация в июне 2025 года) предусматривает добавление нормативных требований к калибраторам (Приложение А), которым старые калибраторы могут не соответствовать без повторной сертификации. Группы по аудиту закупок в испытательных лабораториях и инспекционных агентствах коммунальных предприятий, рассматривающие эту редакцию, в настоящее время проводят аудит своих существующих парков оборудования для испытаний на частичные разряды. Производители оборудования сообщают об увеличении количества запросов на калибраторы и детекторы с момента публикации редакции.
2. Мировой рынок онлайн-систем мониторинга частичных разрядов оценивался примерно в 1.24 млрд долларов США в 2025 году и, как ожидается, достигнет 2.87 млрд долларов США к 2032 году со среднегодовым темпом роста в 11.02%. Основными глобальными факторами роста являются старение высоковольтной сетевой инфраструктуры в Северной Америке и Европе, расширение использования высоковольтных систем постоянного тока, интегрирующих совместимые с постоянным током решения для обнаружения частичных разрядов, и изменение графика технического обслуживания с плановых отключений на онлайн-управление энергетическими активами в энергетическом секторе. Ведущие операторы передающих сетей Европейского союза начали предварительный структурный переход к постоянному внедрению УВЧ-датчиков с 2023 года на основе новых предложений исследовательской группы CIGRE D1;
3. Классификация паттернов фазово-разрешенных частичных разрядов с помощью ИИ — это коммерческий продукт. Анализ паттернов фазово-разрешенных частичных разрядов долгое время страдал от необходимости привлечения высококвалифицированных инженеров для интерпретации паттернов, обеспечивающих качественную идентификацию того, указывает ли паттерн на разряд в пустоте, коронный разряд или поверхностное отслеживание. Автоматизация идентификации типов дефектов по данным фазово-разрешенных частичных разрядов с помощью программного обеспечения для классификации паттернов с помощью ИИ стала доступна в рамках исследовательского проекта в 2020-2022 годах и поступила в коммерческую продажу в 2024-2025 годах. Эта эволюция обеспечивает естественную интеграцию обновлений руководства по цифровой обработке, включенных в Приложение E стандарта IEC 60270:2025 и другие новые нормативные акты, для рабочего процесса анализа частичных разрядов с помощью ИИ.
💡 Контрольный список для обеспечения перспективности — что нужно уточнить у поставщика оборудования
- Имеет ли детектор частичных разрядов маркировку соответствия стандарту IEC 60270:2025 (а не просто 2015)?
- Существует ли специальный путь обновления программного обеспечения для классификации паттернов PRPD с помощью ИИ?
- Может ли система принимать дополнительные аксессуары для УВЧ-датчиков для интеграции в систему онлайн-мониторинга в будущем?
- Соответствует ли калибратор нормативным требованиям Приложения А к испытаниям на работоспособность, изложенным в стандарте IEC 60270:2025?
- Поддерживает ли детектор синхронизацию испытаний постоянным напряжением для применения в высоковольтных кабелях постоянного тока?
Часто задаваемые вопросы
Что такое тестирование электрооборудования методом частичных разрядов (ЧР)?
Испытание на частичные разряды (ЧР) обеспечивает подачу регулируемого высокого напряжения на электрооборудование – трансформатор, кабель, распределительное устройство, двигатель или генератор – и измеряет кажущийся заряд небольших локализованных разрядов внутри изоляционной системы оборудования в пикокулонах (пКл). Эти небольшие разряды возникают как индикаторы ухудшения состояния изоляционной системы, предшествующие отказу, что необходимо для предотвращения неожиданных катастрофических отказов электрической системы. Испытание на частичные разряды определено в стандарте IEC 60270 для электрических измерений на основе заряда и используется для характеристики оборудования при приемочных испытаниях, вводе в эксплуатацию и оценке состояния на месте эксплуатации.
В чём разница между онлайн- и офлайн-тестированием на болезнь Паркинсона?
Автономный режим: обесточить, подать внешнее высоковольтное напряжение, измерить калиброванный пикоктановый заряд в соответствии с IEC 60270. Требуется отключение электроэнергии. Онлайн-режим: УВЧ, термоэлектрический датчик или акустические датчики на подключенном оборудовании, без внешнего напряжения, без отключения электроэнергии — но выходные данные являются полуколичественными (относительные уровни и характер изменения частоты разряда, а не калиброванный пикоктановый заряд). Автономный режим используется для приемочных испытаний; онлайн-режим — для отслеживания изменений состояния между плановыми отключениями электроэнергии. Полное сравнение приведено в разделе выше.
Какова требуемая чувствительность оборудования для измерения фотодиодов, соответствующего стандарту IEC 60270?
Стандарт IEC 60270 устанавливает, что уровень фонового шума измерительной цепи (до включения тестируемого устройства) должен быть достаточно низким для обнаружения интересующих сигналов частичных разрядов. На практике требуемая чувствительность зависит от области применения: ≤1 пКл фонового шума для испытаний трансформаторов и генераторов сверхвысокого напряжения (где критерии приемлемости могут быть всего 100–300 пКл кажущегося заряда); ≤5 пКл для высоковольтного оборудования; ≤10 пКл для испытаний распределительных устройств среднего напряжения и кабелей. Стандарт IEC 60270:2025 не устанавливает абсолютных пределов чувствительности — они определены в стандартах на продукцию, специфичных для конкретного оборудования (например, IEC 60076-3 для трансформаторов).
Можно ли проверить наличие частичного разряда на оборудовании, находящемся под напряжением?
Да — используются нетрадиционные датчики. Датчики UHF (для КРУЭ и трансформаторов), TEV (для распределительных устройств в металлическом корпусе) и акустические датчики работают при потенциале земли на находящемся под напряжением оборудовании без необходимости высоковольтной связи. Выходные сигналы являются полуколичественными (относительные уровни, диаграммы PRPD), а не калиброванными в пикоканитрах. Стандарт IEC 60270 для традиционных испытаний всегда требует предварительного обесточивания оборудования.
Что такое разделительный конденсатор и зачем он нужен для тестирования частичных разрядов?
Разделительный конденсатор (Ck) обеспечивает низкоимпедансный путь, по которому высокочастотные импульсные токи частичных разрядов проходят от тестируемого устройства к измерительному импедансу Zm. Высоковольтный источник питания передает сигналы высокой частоты с высоким импедансом — его выходная цепь пропускает только напряжение промышленной частоты и блокирует импульсы в диапазоне МГц. Без Ck импульсные токи частичных разрядов закорочиваются через импеданс источника и никогда не достигают измерительной системы. Ck должен быть рассчитан на полное пиковое испытательное напряжение, чтобы предотвратить пробой во время испытания. Также требуется низкая остаточная индуктивность, чтобы избежать саморезонанса на частотах измерения. Для силовых трансформаторов с емкостными изоляторами отвод изолятора обеспечивает встроенную точку связи, которая полностью исключает необходимость во внешнем Ck.
Как часто следует проверять силовые трансформаторы на наличие частичных разрядов?
Стандарт IEC 60076-3 устанавливает требования к испытаниям на частичные разряды (ЧР) при заводской приемке для всех силовых трансформаторов, превышающих применимый пороговый уровень Um. Для трансформаторов, находящихся в эксплуатации, интервал испытаний определяется критичностью актива, его возрастом и историей эксплуатации. Типичные программы энергоснабжения предусматривают испытания критически важных трансформаторов сверхвысокого напряжения (≥220 кВ) каждые 5–10 лет во время плановых остановок. Трансформаторы с известными проблемами изоляции или работающие в сложных условиях могут проходить испытания чаще. Онлайн-мониторинг ЧР в диапазоне УВЧ позволяет непрерывно отслеживать состояние между этими периодическими автономными испытаниями, что быстро внедряется для критически важных объектов энергосистемы, где длительные остановки обходятся дорого.
Что такое кажущийся заряд (пКл) при измерении частичного разряда?
Кажущаяся величина заряда — это заряд, который в момент введения между клеммами исследуемого объекта в измерительной цепи дал бы на детекторе частичных разрядов (ЧР) такое же показание, как и фактический импульс тока ЧР, наблюдаемый в цепи. Она выражается в пикокулонах (пКл) и является стандартной единицей измерения выходного сигнала в соответствии со стандартом IEC 60270 для измерения ЧР. «Кажущаяся» означает, что прямое измерение в источниках разряда внутри изоляции невозможно — измерительная цепь регистрирует только индуцированный заряд на клеммах исследуемого объекта, который всегда меньше фактического заряда в источнике разряда. Калибровка с известным введенным зарядом позволяет преобразовать показания детектора в шкалу кажущегося заряда.
Вам нужна спецификация системы тестирования ПД-регулирования для вашего проекта?
Инженеры DEMIKS предоставляют экспертные консультации по выбору оптимальной схемы тестирования на частичные разряды для вашего типа оборудования, класса напряжения и требований стандарта, от автоматических систем IEC 60270 для трансформаторов сверхвысокого напряжения до систем VLF для приемки кабелей высокого напряжения.
Сопутствующие технические ресурсы
- Детектор частичных разрядов DEMIKS — технические характеристики и области применения
- Основные характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе анализатора частичного разряда для тестирования
- Как выбрать лучшее оборудование для испытаний на частичные разряды
- Распространенные ошибки при проведении экспресс-тестирования на фармакодинамику (и как их избежать)
Об этом анализе
Произведено компанией DEMIKS, поставщиком и производителем высоковольтного испытательного оборудования. Продукция DEMIKS, на которую имеются ссылки, имеет соответствующую маркировку. Техническая информация предоставлена в соответствии со стандартами IEC 60270:2005, IEC 60076-3, CIGRE TB 793 WG D1.37 и отраслевыми спецификациями компонентов (HV Technologies, BASEC, IPEC UK). Для обоснования прогнозов рынка используются данные сторонних рыночных исследований (reportprime.com, 2026). Последнее обновление информации произведено в июне 2025 года, и представленная информация соответствует спецификациям IEC 60270:2005, издание 4.
Референсы
- IEC 60270:2005 – Методы испытаний при высоком напряжении – Измерение частичных разрядов на основе заряда. IEC TC 42, издание 4.0, опубликовано 01.07.2005. webstore.iec.ch
- Рабочая группа CIGRE D1.37 – Руководство по обнаружению частичных разрядов с использованием традиционных и нетрадиционных методов. Технический бюллетень 793, 2020.
- IEC 60076-3:2011 – Силовые трансформаторы – Уровни изоляции, диэлектрические испытания и внешние зазоры в воздухе. IEC TC 14.
- К числу документов, доступных для продажи или покупки, относятся, помимо прочего:
IEC TS 62478:2016 – Методы испытаний высоким напряжением – Измерение частичных разрядов электромагнитными и акустическими методами. IEC TC 42. - BASEC – Технические рекомендации по тестированию кабелей. Британская служба сертификации кабелей. (Пороговое значение частичных разрядов в кабелях среднего напряжения 10 пКл при 1.73 мкФ согласно IEC 60840.)
- IPEC UK – Применение датчиков частичного разряда в газоизолированных распределительных устройствах (ГИРУ) – УВЧ. ipecuk.com, 2022.
- Высоковольтные технологии – Основы испытаний на частичный разряд. hvtechnologies.com, последнее обновление 2026 г.
- Reportprime – Отчет о рынке систем мониторинга частичных разрядов 2025-2032 гг. reportprime.com, последнее посещение в мае 2026 г. (Независимое исследование рынка, цифры являются ориентировочными.)
