Для проведения ПД-тестирования требуется слишком много устройств: распространенные проблемы и решения от экспертов.

При разработке плана диагностики электрооборудования (кабеля, двигателя, генератора и т. д.) на предмет частичных разрядов многие, вероятно, сталкивались с одной проблемой: список необходимых для проверки на частичные разряды устройств кажется чрезмерно длинным! В одном предложении может потребоваться УВЧ-зонд, в другом — зонд для измерения переходного напряжения заземления.

А где-то наверняка есть зажим HFCT. Мы также можем рассмотреть вариант взять с собой комплект для измерения заряда со специальным калибратором. Тестирование частичного разряда Это больше похоже не на единое мероприятие, а на постоянно расширяющийся список покупок. В этой статье рассматривается, почему у нас оказался такой обширный каталог оборудования, истинная причина этой фрагментации и шаги, необходимые для приобретения оборудования для тестирования частичных разрядов, которое соответствует реальным потребностям и областям применения электрооборудования, а не для избыточного оснащения всей вашей команды.

Почему для проведения теста на частичный разряд требуется так много приборов?

Частичный разряд — это явление, которое может возникнуть, когда электрическое поле локально концентрируется и превышает допустимую электрическую нагрузку изоляционного материала, инициируя небольшой локальный электрический пробой в изоляционной системе, который, однако, все еще не полностью перекрывает зазор между проводниками. Каждое из этих начальных разрядов добавляет небольшое дополнительное напряжение и способствует постепенному разрушению электрической изоляции.

Таким образом, это свидетельствует о том, что оборудование изнашивается и приближается к полному разрушению изоляции. Подробнее см. в нашем пояснительном материале. Что такое частичный разряд на самом деле? В данной статье основное внимание уделяется не столько физическим процессам и механизму разряда, сколько проблемам, связанным с оборудованием.

Множество взаимодействующих факторов обуславливают увеличение количества необходимых устройств. Во-первых, частичные разряды проявляются в виде нескольких различных физических эффектов — радиочастотной волны, импульса тока, акустического сигнала — ни один из которых не может быть полностью измерен одним типом датчика. Во-вторых, разнообразие оцениваемых элементов — кабельные наконечники, изоляторы и распределительные устройства — по-разному влияют на связь и передачу частичных разрядов в электрической цепи.

Наконец, стандарты могут быть фрагментированы в зависимости от методов измерения, типов детекторов и категорий активов, что еще больше усложняет ситуацию. Если мы умножим пять типов технологий обнаружения на четыре типа активов, а затем включим стандарты, применимые к этим категориям, мы получим каталог, который кажется бесконечным. Далее мы рассмотрим эти три множителя по отдельности.

Четыре типа болезни Паркинсона и методы их выявления.

Разумно разделить частичные разряды (ЧР) на четыре категории в зависимости от их происхождения: внутри внутренних полостей изолятора, вдоль границы раздела или поверхности (трекинг), ионизация воздуха из-за острых металлических краев и кабельные соединения или клеммы. Каждый тип концентрирует электрическое напряжение в разных местах, и каждый метод обнаружения предназначен для выявления различных физических характеристик — поэтому ни один отдельный метод не является достаточным.

Традиционная электрическая методика, определяемая IEC 60270 Измеряет импульс тока и предоставляет значение кажущегося заряда в пикокулонах, работая в полосе пропускания ниже приблизительно 1 МГц. В стандарте IEC TS 62478 содержится список нетрадиционных методов измерения, вместо этого, радиочастотной и акустической энергии. TEV (переходное напряжение заземления) — старый неинвазивный диагностический метод, измеряющий переходное напряжение на внешней стороне корпуса распределительного устройства (если оно имеет металлическую оболочку).

Ультрачастотные (УВЧ) зонды улавливают излучение в диапазоне 300 МГц-3 ГГц и хорошо подходят для газоизолированных распределительных устройств; акустические датчики «слышат» в ультразвуковом диапазоне, часто от 20 кГц до 100 кГц. Высокочастотный трансформатор тока (ВЧТ) с зажимным креплением считывает импульс частичного разряда как импульс тока, который подается в заземляющий кабель. Опубликована сравнительная оценка датчиков HFCT и UHF для онлайн-измерения ПД. Было показано, что УВЧ-диапазон обеспечивает большую чувствительность к малым частичным разрядам, тогда как показания, полученные с помощью непосредственно подключенного ВЧ-преобразователя, указывают на более крупные импульсы, поэтому эти две методики выполняют отдельные, но взаимодополняющие функции.

Просмотрите любой отдельный столбец, и сообщение станет совершенно ясным: полагаясь только на TEV, вы не сможете отслеживать поверхность; полагаясь только на HFCT, вы ускользнете от внимания коронного разряда. Именно поэтому в авторитетной системе тестирования ПД используется более одного датчика — и, как показывает наш анализ... различные типы частичного разряда Как видно, каждый тип дефекта отображается на отдельный детектор.

Онлайн и офлайн тестирование профессиональной компетентности: два отдельных набора инструментов.

В режиме онлайн-тестирования измеряется частичные разряды (ЧР), пока устройство находится под напряжением, соответствующим его нормальному рабочему напряжению. В режиме офлайн-тестирования устройство обесточивается и снова включается от отдельного высоковольтного источника, что позволяет повысить и поддерживать тестовое напряжение на тестируемом объекте. Такое разделение имеет значение для количества устройств, поскольку для каждого варианта тестирования требуется различное оборудование.

Можно ли проверить наличие частичного разряда, не отключая оборудование?

Конечно, можно. Онлайн-тесты на частичные разряды (ЧР) существуют, так что вам не нужно отключать свет. Вы можете «провести сканирование TEV или UHF» в распределительном щите, пока он «еще находится в эксплуатации, и, по словам специалистов, каждый раунд онлайн-тестирования на ЧР на каждой из их роторных машин занимает менее 15 минут в год». Этот «контроль», то есть частичные разряды при рабочем напряжении (плохое место не разрядится, пока напряжение не повысится и проблема не скроется), имеет свои ограничения.

Есть один небольшой нюанс: это касается именно экранированных силовых кабелей. IEEE 400.3 В нем онлайн-тестирование и тестирование на основе внешних источников рассматриваются как единое диагностическое руководство, поэтому разделение на «две цепочки инструментов» скорее является инструментом планирования, чем четким разделением.

Проведение испытаний на частичные разряды (ЧР) кабелей, трансформаторов и распределительных устройств.

Вторым множителем при подсчете количества устройств является само оборудование. Различные разряды по-разному взаимодействуют в зависимости от того, что именно выходит из строя, поэтому предпочтительный метод меняется в зависимости от типа оборудования.

Кабельные системы и комплектующие

Для кабелей среднего и высокого напряжения частичные разряды почти всегда возникают в местах соединения и концевых муфтах кабеля, где точность контроля изоляции кабеля в полевых условиях наименее высока. Высокочастотный трансформатор тока (ВЧТТ), установленный на заземляющем кольце экрана кабеля, является повсеместно используемым инструментом для тестирования кабелей — обычно он применяется вместе с системой СНЧ для автономного измерения частичных разрядов при вводе в эксплуатацию. В полевых условиях отмечаются две практические трудности: доступ к заземлению экрана и шум, передаваемый по кабелю. См. наши примечания по этому поводу. процедуры высоковольтных испытаний если вы планируете включить тестирование на частичные разряды в более широкий план приемки кабелей.

Трансформаторы и вращающиеся машины

Для трансформаторов с жидкостным заполнением используется другой стандарт. IEEE C57.113, который определяет измерительные цепи, соответствующие стандарту IEC 60270, и калибровку по тестируемому устройству для трансформаторов и шунтирующих реакторов. Это также относится к вращающимся машинам, где набор стандартов IEC 60034-27 описывает автономное и онлайн-тестирование как двигателей, так и генераторов, а более новый стандарт IEC TS 60034-27-6 теперь вводит онлайн-измерение частичных разрядов для машин, подключенных к частотно-регулируемым приводам, что имеет значение для всех предприятий с большим парком частотно-регулируемых приводов.

Распределительные устройства и КРУЭ

Для распределительных устройств в металлическом корпусе стандартным неинвазивным методом проверки является термоэлектрический контроль (ТЭВ). Однако для газонаполненных распределительных устройств используется метод УВЧ. Простой, но иногда бесценный совет: можно также проверять шкафы, просто приложив датчик ТЭВ к кабелю в месте его ввода в шкаф, который соединяется с экраном внутри распределительного щита. Это часто дает более точные показания, чем прямая проверка щита. Именно поэтому существуют специализированные распределительные щиты. оборудование для испытаний частичных разрядов как правило, они объединяют несколько методов ввода, а не поставляются в виде устройства с одной единственной функцией.

Можно ли обнаружить частичные разряды внутри распределительного устройства, проверив кабель?

Да, в целом это возможно. Поскольку экран заземлен и подключен к распределительному щиту, термоэлектрический измеритель напряжения (TEV) может взаимодействовать с любыми процессами внутри распределительного щита, измеряя напряжение непосредственно на экране кабеля в месте его подключения к щиту. Это может быть полезным способом быстрого сканирования участков, но ни в коем случае не заменяет прямое измерение на щите, поскольку лишь подтверждает наличие чего-либо внутри подключенной системы и не обязательно точно определяет, что именно и где находится. Я часто говорю пользователям, что важно подтвердить необходимость детального исследования и оценить соотношение затрат и выгод с точки зрения продолжительности простоя, прежде чем использовать набор инструментов для детального исследования.

Сколько приборов для перитонеального диализа вам действительно нужно?

Самый простой ответ на главную дилемму – и да, для большинства коммунальных предприятий это действительно дилемма – это не покупать одно устройство, которое, как утверждается, «делает все», и не следовать простому рецепту вроде «каждое коммунальное предприятие должно иметь 3 устройства». В этом руководстве простая модель принятия решений – «Оценка приборов PD по 4 вопросам» – сводит проблему к четырем вопросам, а следовательно, и к четырем решениям, избегая необходимости просмотра каталога.

Большинство покупателей совершают избыточные покупки, когда одновременно отвечают на три вопроса (и то, и другое) и один (все, и другое). Разделите ваши ключевые активы, и вы быстро сократите список. Наше руководство по этому вопросу: как выбрать оборудование для проверки частичных разрядов и контрольный список Характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе анализатора частичных разрядов Внимательно изучите все детали спецификации.

Тестирование частичных разрядов довольно простое — 15 минут на прибор — но для правильной интерпретации результатов требуется опытный инженер. Сам прибор стоит копейки.

6 ошибок, которые увеличивают количество ваших устройств для перитонеального диализа.

В ходе практического применения были выявлены шесть распространенных ошибок при закупке избыточного количества комплектов инструментов для повышения квалификации.

• 1. Метод поштучного анализа. При добавлении нового оборудования указывается еще один автономный блок. Приобретение одного многоканального анализатора обойдется дешевле, чем покупка трех отдельных однорежимных устройств в течение 3 лет.
• 2. Недостаточное подавление шума. Неуловимые сигналы частичного разряда могут теряться в шуме от оборудования, работающего с уровнем шума, превышающим измеренный уровень частичного разряда более чем на 60 дБ. Замена устройства с плохой фильтрацией ничего не решит; требуется улучшенная фильтрация шума.
• 3. Схема калибровки отсутствует. Измерение заряда в условиях... Стандарт IEC 60270 Это зависит от калибровочного коэффициента, или k-фактора, и калибратора, которые необходимо подтверждать каждый раз при изменении конфигурации тестовой установки. Без калибровки показания прибора становятся бессмысленными, и для подтверждения необходимо приобрести второй прибор.
• 4. Недостаточный диапазон чувствительности датчика. Например, датчик, подходящий для ГИС, не подойдет для оконечного устройства кабеля. Предварительно установленная чувствительность, соответствующая требованиям оборудования, позволяет избежать выбрасывания множества некачественных датчиков.
• 5. Неправильный расчет стоимости аутсорсинга. Если проверяется лишь небольшое количество устройств примерно раз в два года, стоимость привлечения стороннего специалиста будет меньше, чем общая стоимость содержания собственного отдела, использующего оборудование, не говоря уже о расходах на обучение и калибровку.
• 6. Ловушка зависимости от поставщика. Зонды, взаимодействующие только с прибором, предоставленным поставщиком, потребуют замены всего оборудования при модернизации. Однако устройство вывода должно, по крайней мере, соответствовать стандартам и иметь калибруемые характеристики.

Стандарты, определяющие, какой инструмент вам нужен.

Так почему же тестирование частичных разрядов (ЧР) так широко применяется во многих устройствах? Потому что ни один орган по стандартизации не регулирует этот вопрос. Стандарты классифицируются либо по предмету измерения (что именно измеряется), либо по классу оборудования; поэтому, какой бы стандарт ни был установлен, он определяет, к какому классу приборов вы будете принадлежать.

Каковы стандарты проведения испытаний на частичный разряд?

Единого стандарта не существует. IEC 60270 — это основной стандарт для измерения частичных разрядов на основе заряда, и его четвертое издание было опубликовано в 2025 году, заменив давно существующее издание 2000 года. Он не является единственным: сам IEC 60270 относит работу с более высокими частотами к IEC TS 62478, а оттуда вступают в силу стандарты, специфичные для конкретного оборудования. IEEE 400.3 Для кабелей используется стандарт IEEE C57.113, для трансформаторов — серия стандартов IEC 60034-27 для вращающихся машин. Казалось бы, основной вопрос: «Какому стандарту следует придерживаться?», затем превращается в вопрос: «Какое устройство измеряется и каким образом?». И ответ на ЭТОТ вопрос определяет ваш список стандартов. Различия в стандартах означают различия в инструментах, которые вам понадобятся.

Тестирование на частичные разряды в сравнении с высоковольтным тестированием, тангенсом угла диэлектрических потерь и сопротивлением изоляции.

Однако часть случаев кажущегося взрыва устройств происходит из-за путаницы с другими основными стандартами испытаний высоковольтной изоляции. Они НЕ эквивалентны, и знание того, как частичные дыры соотносятся с ними, может предотвратить ненужное дублирование инвестиций.

Единственным из четырех методов высоковольтного тестирования, который фактически определяет физическую точку активного повреждения И дает тенденцию изменения характеристик, указывающую на скорость ухудшения состояния, является тестирование на частичные разряды (ЧР). Высоковольтное тестирование с помощью импульсного датчика напряжения (ВНН), с другой стороны, измеряет совершенно другое: выдерживает ли оно перегрузку и повреждает ли при этом целостную изоляцию. Программа, уже использующая ВНН и тангенс угла диэлектрических потерь (ТУДН), не исключает тестирование на ЧР, а добавляет его для обеспечения возможностей предупреждения, оценки рисков и диагностики, которые недоступны при использовании других типов тестирования. Подробнее о том, как эти методы взаимодействуют, см. в нашем описании. Методы высоковольтных испытаний и их применение.

Экспресс-тестирование против постоянного мониторинга перитонеального диализа

Последнее решение, касающееся выбора оборудования, сводится к тому, будете ли вы брать с собой измерительное оборудование к объекту или оставите прибор постоянно установленным на нем. Разовые проверки на частичные разряды редко принимают значимые решения без сравнения с предыдущими измерениями. Большинство специалистов делают акцент на тенденции изменения активности частичных разрядов, а не на изолированной проверке при обнаружении возникновения неисправностей, что меняет подход к проблеме.

Хотя это может быть еще один прибор в вашем арсенале, концепция непрерывного мониторинга частичных разрядов эффективно заменяет потенциально дорогостоящую серию постоянных проверок одним прибором и позволяет надежно обнаруживать внезапные и быстро развивающиеся неисправности между плановыми визитами. Как правило, затраты на один стационарный прибор мониторинга на особо важном оборудовании, таком как трансформатор, будут значительно ниже, чем затраты, связанные с рутинными периодическими проверками, требующими поездок на объект и времени работы техника. Это не противостояние «мы против них»: в рамках программы тестирования и мониторинга частичных разрядов точечные приборы и стационарные мониторы фактически работают вместе. Подробнее высоковольтное испытательное оборудование чтобы определить, к какому диапазону относится каждый вариант.

Перспективы развития отрасли: причины консолидации компаний, производящих приборы для измерения частичных разрядов.

К счастью для всех, кто устал считать устройства, рынок согласен с идеей минимизации их количества. Рынок оборудования для тестирования частичных разрядов, оцениваемый примерно в 1.05 миллиарда долларов в 2025 году, по прогнозам, превысит 1.85 миллиарда долларов к 2034 году при среднегодовом темпе роста почти 6.7%, хотя прогнозы разных компаний различаются. В настоящее время большая часть выручки поступает от настольного и лабораторного оборудования, но исследователи рынка прогнозируют значительный рост портативных и многофункциональных систем.

Если вы планируете совершать покупки в 2026 году, вас ждут два важных изменения. Во-первых: мы наблюдаем рост числа многоканальных приборов с входами TEV, UHF, HFCT и акустическими входами, объединенными в одном анализаторе, своего рода «универсальных» диагностических инструментов, что фактически сводит к нулю количество устройств, рассматриваемых в этой статье! Во-вторых: происходит переход от нечастого ручного тестирования к непрерывному онлайн-мониторингу, а уменьшение размеров датчиков в сочетании с распознаванием образов с помощью ИИ/машинного обучения, наконец, делает постоянный мониторинг более целесообразным.

Не волнуйтесь, специалисты по контролю за стандартами тоже не отстают – выход 4-й редакции IEC 60270, ключевого стандарта IEC для измерения заряда, запланирован на 2025 год, поэтому ваш следующий анализатор, который вы приобретете сейчас, должен соответствовать 4-й редакции. Если вы покупаете прибор или приборы в 2026 году: выбирайте соответствующие стандартам многофункциональные приборы, а не однофункциональные. В этом и заключается решение проблемы с количеством устройств.

Часто задаваемые вопросы