Zaawansowane pomiary i diagnostyka kabli w działaniu: Diagnostyka wyładowań niezupełnych
Dokładne i niezawodne pomiary wyładowań niezupełnych (WNZ) są niezbędne do identyfikacji słabych punktów w kablach zasilających, zanim doprowadzą one do kosztownych awarii. Niespójności w wynikach pomiarów mogą jednak powodować niepewność, utrudniając menedżerom aktywów podejmowanie świadomych decyzji dotyczących konserwacji. To studium przypadku, stanowiące część naszej serii Pomiary i diagnostyka kabli średniego napięcia, podkreśla, w jaki sposób stosowanie właściwej metodologii pomiarowej ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wiarygodnych wyników.
W krytycznym zakładzie klienta wielu dostawców usług przeprowadziło pomiary wyładowań WNZ na podstawowym kablu, jednak uzyskane wyniki były sprzeczne. Aby rozwiązać ten problem, przeprowadzono kolejny pomiar przy użyciu najnowocześniejszego rozwiązania Megger typu „wszystko w jednym”. Dzięki wykorzystaniu pełnego zakresu napięć wzbudzenia — napięcia oscylacyjno-tłumionego AC (DAC), przebiegu kosinusoidalnego-prostokątnego o bardzo niskiej częstotliwości (VLF CR / technologia nachylenia) oraz przebiegu sinusoidalnego VLF 0,1 Hz — mogliśmy przedstawić kompleksową i spójną ocenę stanu kabla.
Wyniki nie tylko ujawniły krytyczne słabe punkty, ale także wykazały ograniczenia niektórych metod pomiaru, zwiększając znaczenie wyboru właściwego podejścia diagnostycznego.
Diagnostyka wyładowań niezupełnych przy 3 napięciach wzbudzenia
Badany kabel to kabel XLPE 12/20 kV, zainstalowany w 2004 roku, o łącznej długości 1 200 metrów. Dokładna liczba złączy i ich pozycje były nieznane. W ramach oceny jako źródło napięcia pomiarowego wykorzystano montowaną w furgonie wersję TDM4540 wyposażoną w wewnętrzny sprzęgacz do pomiarów wyładowań niezupełnych, aby zapewnić precyzyjną i niezawodną diagnostykę.
Przeprowadzono trzy kompleksowe pomiary instalacji kablowej, wykorzystując wszystkie dostępne napięcia wzbudzenia. W przypadku starzejących się kabli zaleca się stosowanie napięcia oscylacyjno-tłumionego (DAC) ze względu na jego lepszą wydajność, podczas gdy napięcie VLF CR / technologia nachylenia jest optymalnym wyborem w przypadku nowych kabli, np. podczas pomiarów w ramach przekazania do eksploatacji.
Choć napięcie sinusoidalne VLF 0,1 Hz stanowi podstawową opcję dla początkujących, to nie zapewnia ono tak szczegółowych informacji, jakie dostarcza napięcie DAC i VLF CR / technologia nachylenia, jak wykazano w tym przypadku.
Na serii wykresów 1 przedstawiono mapowanie wyładowań niezupełnych przy napięciu roboczym, podkreślając stan kabla podczas normalnej pracy. W szczególności dwie luki — w odległości około 175 m i 650 m — zostały wyraźnie zidentyfikowane zarówno przy użyciu napięcia wzbudzenia DAC, jak i napięcia VLF CR / technologii nachylenia. Te słabe punkty są aktywne podczas normalnej pracy, pogarszają izolację i ostatecznie spowodują uszkodzenie kabla.
W przypadku napięcia sinusoidalnego VLF 0,1 Hz te krytyczne problemy nie zostały wykryte.
Przy podwyższonym napięciu probierczym 1,7 U0 różnice stają się jeszcze wyraźniejsze, co widać na kolejnych seriach wykresów. Łącznie zidentyfikowano siedem krytycznych usterek za pomocą napięcia DAC i VLF CR / technologii nachylenia, natomiast tylko cztery z wykorzystaniem napięcia sinusoidalnego VLF 0,1 Hz.
Szczególnie ważne jest jednak to, że napięcia początkowego (napięcia, przy którym zaczynają się wyładowania niezupełne) z przebiegiem sinusoidalnym VLF 0,1 Hz nie da się porównać z wynikami uzyskanymi za pomocą napięcia DAC lub VLF CR / technologii nachylenia w żadnym ze zidentyfikowanych przypadków.
Na podstawie zaleceń przedstawionych przez inżynierów Megger klient usunął usterki i skontrolował połączenie w odległości 650 m.
Stwierdzono kilka krytycznych problemów montażowych, w tym zanieczyszczenia (piasek) w izolującej obudowie termokurczliwej oraz niewłaściwe wymiary montażowe złącza. Ponadto brązowe odbarwienie było wyraźną oznaką wyładowań niezupełnych podczas normalnej pracy.
Wnioski
W tym studium przypadku podkreśla się znaczący wpływ wyboru odpowiedniego napięcia wzbudzenia do pomiarów wyładowań niezupełnych. Możliwości przetwornika DAC i napięcia VLF CR / technologii nachylenia do wykrywania wielu krytycznych usterek — w tym niewykrywanych przy użyciu przebiegu sinusoidalnego VLF 0,1 Hz — podkreślają wyjątkową czułość i niezawodność tych zaawansowanych metod pomiaru.
Postępując zgodnie z zaleceniami Megger, klient był w stanie zidentyfikować i sprawdzić wadliwe połączenie, odkrywając poważne problemy z montażem, które doprowadziły do uszkodzenia izolacji. Wyraźne wizualne dowody dotyczące wyładowań niezupełnych potwierdziły dokładność naszych pomiarów, a klientowi dały pewność w zakresie podejmowanych proaktywnych działań konserwacyjnych.
Ten rzeczywisty przykład potwierdza znaczenie stosowania zaawansowanych technik pomiarów wyładowań WNZ w celu zapewnienia precyzyjnego wykrywania usterek, zwiększenia niezawodności systemu i zapobiegania nieoczekiwanym awariom kabli.
