Akustisk avbildning för förlokalisering av partiell urladdning

Inledning

Partiell urladdning (PD) är ett fenomen som uppstår i många typer av elektriska isoleringssystem när lokal elektrisk belastning överskrider isoleringsmaterialets dielektriska hållfasthet. Det handlar i princip om små elektriska urladdningar som, om de inte åtgärdas, gradvis minskar isoleringens integritet. Den här försämringen kan leda till minskad livslängd för tillgångarna och potentiellt katastrofala haverier, vilket gör det väsentligt att tidigt upptäcka och lokalisera partiella urladdningar för att minimera dessa risker och säkerställa tillförlitligheten hos kritiska elektriska tillgångar.

Partiell urladdning producerar flera olika typer av strålning bland vilka radiofrekvensstrålning (RF) och akustiska vågor kan användas för att identifiera och lokalisera PD-källor. Om de akustiska vågorna är tillräckligt kraftfulla kan akustisk avbildning, som förlitar sig på det akustiska brus som förknippas med partiell urladdning, erbjuda ett attraktivt alternativ för att hitta PD-källan på ett säkert och effektivt sätt.

Utmaningar med att hitta källor till partiella urladdningar

Att lokalisera den exakta källan till partiella urladdningar är en utmaning med traditionella punkttestmetoder på grund av komplexiteten hos de instrument som används och den förmåga och utbildning som krävs av teknikern. Dessa metoder kräver ofta att tekniker fysiskt avsöker utrustningsytor eller utför kontaktmätningar, vilket är arbetsintensivt och potentiellt farligt på grund av högspänningsmiljöer eller trånga utrymmen.  

Akustisk avbildning för förlokalisering av partiell urladdning

Akustisk avbildningsteknik erbjuder en attraktiv, initial lösning på utmaningarna med förlokalisering av partiella urladdningar. Med hjälp av en uppsättning mikrofoner fångar en akustisk avbildare upp hörbart brus och ultraljudsbrus som genereras av partiella urladdningar. Signalerna från mikrofonerna bearbetas sedan för att minimera effekten av annat sporadiskt brus och fastställa den partiella urladdningens riktning och ungefärliga intensitet. Med hjälp av en teknik som kallas ”strålformning” används den här informationen för att skapa en bild där de partiella urladdningarna representeras av en färglagd ”molnkarta” överlagrad på en vanlig digital bild av den utrustning som undersöks. Moderna lösningar för akustisk avbildning ger all denna funktionalitet i ett kompakt, fristående handhållet instrument.

En av de viktigaste fördelarna med akustisk avbildning är dess förmåga att upptäcka partiella urladdningar på ett stort avstånd, upp till 120 meter, med Meggers MPAC-kameror. Den här kapaciteten gör det enkelt att snabbt undersöka stora delar av anläggningen när man letar efter partiella urladdningar, vilket eliminerar behovet av att komma nära inpå strömförande utrustning eller att kämpa för att nå tillgångar på hög höjd som luftledningar. Den visuella karaktären hos akustisk avbildning möjliggör även exakt lokalisering av PD-källor, även i komplexa eller svåråtkomliga områden, vilket underlättar riktade reparationer och minimerar behovet av omfattande manuell inspektion.

Avancerade system för akustisk avbildning kan också klassificera PD-feltyper. De gör detta främst genom att använda fasupplösning, som korrelerar ljudet från den partiella urladdningen med vågformen för den applicerade spänningen. Olika typer av partiell urladdning har olika fasupplösningsmönster. Meggers akustiska kameror skiljer på tre typer av partiell urladdning: yturladdning, som ofta kallas spårning; avbrottsurladdning, som normalt inträffar över ett litet luftgap; och coronaurladdning, som ofta är en urladdning från en vass punkt eller kant direkt ut i luften. Denna extra information om typen av PD kan vara mycket användbar för att identifiera källan och fastställa den mest lämpliga korrigeringsåtgärden.

Fördelar med tidig upptäckt och åtgärdande av partiell urladdning

Tidig upptäckt av partiella urladdningar, inklusive genom akustisk avbildning, möjliggör snabba åtgärder, vilket förhindrar små problem från att eskalera till katastrofala haverier och oplanerade avbrott. Genom att identifiera och hantera isoleringsdefekter innan de orsakar irreversibla skador kan proaktiv PD-hantering avsevärt förlänga livslängden på elektriska tillgångar, optimera underhållsrutinerna och minska de totala kostnaderna.

Förutom att förhindra haverier och förlänga tillgångens livslängd ökar den akustiska avbildningen säkerheten genom att minimera behovet av att personal arbetar nära högspänningsutrustning under PD-inspektioner. Möjligheten att upptäcka och lokalisera partiella urladdningar på ett säkert avstånd minskar risken för elektriska olyckor och möjliggör effektivare och mer riktade underhållsåtgärder.

Genom att tidigt upptäcka och korrigera isoleringsproblem kan anläggningar undvika kostsamma reparationer, byten och driftstopp förknippade med katastrofala fel. Regelbunden övervakning av partiella urladdningar möjliggör också mer välgrundade underhållsbeslut, vilket gör att resurser kan tilldelas baserat på tillgångarnas faktiska tillstånd i stället för fasta scheman.

Slutsats

I takt med att branscher alltmer inser värdet av skickbaserat underhåll och prediktiva strategier blir användningen av akustisk avbildning för förlokalisering av partiella urladdningar en viktig del av det moderna underhållet. Akustisk avbildningsteknik erbjuder en icke-invasiv metod med lång räckvidd för att detektera och förlokalisera partiella urladdningar i elektrisk högspänningsutrustning. Genom ”förhandsbesked” om framväxande fel kan isoleringsdefekter hanteras proaktivt, tid och pengar sparas, haverier förebyggas och tillgångsprestanda optimeras.