IDAX serisi izolasyon tanılama analizörleri

DFR, Dielektrik Frekans Yanıtı anlamına gelir. Test, FDS (Frekans Bölgesi Spektroskopisi) olarak da bilinir. DFR; güç transformatörleri, geçit izolatörleri ve cihaz transformatörleri gibi test nesnelerindeki izolasyon durumunu değerlendirmek için kapasitans ve kayıpların (dağılma faktörü/tan delta veya güç faktörü olarak ifade edilir) birden fazla frekans üzerinden ölçüldüğü bir ölçüm tekniğidir.  DFR teknolojisi, Megger'in yenilikçi çabalarıyla IDAX cihaz yelpazesiyle saha kullanımı için uyarlanmış, laboratuvarlarda yerleşik bir test prosedürüdür. Transformatörlerde, geçit izolatörlerinde ve cihaz transformatörlerinde sorunlar, yalnızca bazen tanılama testlerinin kolayca gerçekleştirilebileceği koşullarda (genellikle ortam sıcaklığında ve hat frekansında) görülebilir. Bunun yerine, sorunlar genellikle daha yüksek sıcaklıklarda veya nesnelerin çalışma sınırlarına daha yakın noktalarda ortaya çıkar.  Ne yazık ki sıcaklık, bir saha testi ortamında kolay veya verimli şekilde kontrol edilemez. Bir DFR testinin gücü, ölçümlerinin temelinin tan delta veya güç faktörü olmasıdır. Tan delta veya güç faktörü; esas olarak izolasyon sistemi geometrisinin, eskiyen yan ürünlerin, nemin, sıvı izolasyon iletkenliğinin, frekansın ve sıcaklığın bir fonksiyonudur. Bu ilişkilerle ilgili bilgileri uygulayarak, çok daha zor kontrol edilen sıcaklık etkeni yerine DFR aracılığıyla frekans bölgesindeki eskiyen yan ürünleri, nemi ve iletkenliği değerlendirebiliriz.  Bu nedenle DFR, sahada rahatlıkla ulaşılan koşullar altında izolasyondaki sorunları bulmayı kolaylaştırır.

Tüm ölçümler için DFR test eğrileri sağlanmaktadır. Varlığa bağlı olarak ilave, ayrı test sonuçları rapor edilir. Örneğin bir transformatör raporunda transformatörün katı izolasyonunun nem içeriği, sıvı DFR testi iletkenliği ve transformatörün genel izolasyonunun 50/60 Hz tan delta veya güç faktörü değeri bulunur. Bir geçit izolatörünü test ederken yüzde dağılma faktörü veya güç faktörü değeri üç farklı frekansta rapor edilir. 

Hayır, çok farklıdır. DFR testi, bir dizi frekans aralığında gerçekleştirilen bir tan delta testleri serisidir. Kullanılan frekanslar SFRA için kullanılanlardan çok daha düşüktür; tipik olarak 1 mHz (milihertz!) ila 1 kHz. Sonuçlar genellikle kapasitans ve/veya dağılma faktörü/güç faktörü eğrisi olarak sunulur. Bu sonuçlar izolasyon modellemesiyle birlikte kullanıldığında transformatörün izolasyon sisteminin durumu, özellikle de selüloz izolasyonunun nem içeriği ve yağ iletkenliği hakkında değerli bilgiler sağlar.  

Kullanılan ölçüm teknikleri benzerdir ancak adından da anlaşılacağı gibi dar bant DFR, genellikle yaklaşık 1 Hz ile 500 Hz arasında çok daha kısıtlı bir frekans kademesi kullanır. Ayrıca sonuçlar, modelleme teknikleri kullanmak yerine doğrudan analiz edilir. Dar bantlı bir DFR testi yapmak tam DFR testinden çok daha kısa (yirmi dakika veya üstünde bir süreye karşılık yaklaşık iki dakika) sürer ancak dar bant testi, selüloz izolasyonu için tahmini nem içeriğini sağlamaz. Ancak dar bantlı bir DFR testi, sorunları, yalnızca güç frekansında gerçekleştirilen geleneksel güç faktörü/tan delta testlerinden daha erken gösterir. Ayrıca iyi görünen güç faktörü/tan delta değerlerinin gerçekten iyi olduğunu da doğrular ve transformatörün bireysel sıcaklık düzeltme (ITC) faktörünün belirlenmesini mümkün kılar. 

Geleneksel bir yanıt, transformatörlerdeki yağdan örnek almak ve çözünmüş gaz analizi (DGA) veya Karl Fischer titrasyon yöntemiyle örneğin nem içeriğini belirlemek olabilir. Ancak bu yaklaşımın bazı eksiklikleri vardır. Bunlardan biri tipik bir HV CT'nin yağ içeriğinin az olmasıdır; bu nedenle bir süre boyunca CT'ye nem girişini izlemek için tekrarla numune alma işlemi pratik değildir. Diğer bir sınırlama da, DGA ve Karl Fischer testlerinin yağın nem içeriğini belirlemesi ancak CT'de katı izolasyonun (genellikle kâğıt) nem içeriği hakkında doğru bilgi sağlamak için bunlara güvenilmemesidir; ki bu bilgi ısıl sürüklenmeden anlaşılıp genellikle feci bir arızaya neden olur. HV CT'lerin nem içeriğini belirlemek için daha iyi bir seçenek, Dielektrik Frekans Yanıtını (DFR) kullanmaktır. 

IDAX için en kritik uygulamalardan biri, transformatör izolasyonundaki nem içeriğini belirlemektir. İzolasyondaki nem, eskime sürecini önemli ölçüde hızlandırır. Nem, sargılar arasında kabarcıklara neden olarak feci arızalara yol açabilir. IDAX, tek bir testte güvenilir nem değerlendirmeleri sağlar. Testi birçok sıcaklıkta gerçekleştirebilirsiniz. Test, test nesnesinin durumuna ve sıcaklığına bağlı olarak 20 dakika veya daha fazla sürebilir. 

Bir transformatörle ilgili bakım (veya değiştirme) kararları, ünitenin izolasyon durumuna ve beklenen yüke göre belirlenmelidir. Bir transformatörün (veya jeneratör ya da kablonun) çalışma koşulunu güvenilir tanılama verilerine göre optimize ederek tahmini kullanım ömrüne yalnızca birkaç yıl eklemek, ekipman sahibi için önemli ölçüde maliyet tasarrufu anlamına gelir.Bir transformatör sahibi; geçit izolatörleri, CT'ler, VT'ler ve diğer bileşenlerdeki izolasyonun durumunu ve eskimesini değerlendirmek için FDS teknolojisini de kullanabilir. Dünya çapındaki enstitülerde ve üniversitelerde devam eden çok sayıda araştırma projesi, IDAX kullanıcılarına deneyim ve değer katmaktadır.

Bir güç transformatörünün izolasyon sisteminde biriken nem çeşitli özellikleri etkiler:

• Daha yüksek nem seviyeleri, kabarcıklanma başlangıç sıcaklığını düşürdüğünden yükleme kapasitesini sınırlar
• Yağın dielektrik gücünü düşürür ve bu da izolasyon özellikleri üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir
• Selüloz izolasyonunu eskiterek bunun sonucunda mekanik mukavemetini azaltır

IDAX tarafından sağlanan DFR, güç transformatörlerindeki nemi, devreden çıkarma veya parçalarına ayırma işlemi yapmadan belirlemek için tek güvenilir yöntemdir. Tipik olarak, tek frekanslı tan delta/güç faktörü testleri sıcaklık etkileri nedeniyle yanlış sonuçlar verebilir ve nem, temel olarak katı izolasyonda bulunduğu için yağ analizi güvenilir değildir. IDAX, bir güç transformatörü uygulamasında nemi, yağ iletkenliğini ve tan delta/güç faktörünü doğru şekilde hesaplamak için iki malzemeli benzersiz bir model ve ITC kullanır. 

Nem girişi, geçit izolatörlerinde ve akım transformatörlerinde nispeten yaygın olan ve ciddi sonuçlar doğurabilecek bir sorundur; geçit izolatörü arızası tüm transformatör arızalarının %17'sinin ve tüm transformatör yangınlarının %70 ila %80'inin nedenidir. Arızalı bir geçit izolatörü patlayarak potansiyel olarak tüm alt istasyona zarar verebilir.Hat frekansında geleneksel tan delta veya güç faktörü testleri yapmak yeterli değildir çünkü bu testler yanlış pozitif sonuçlar verebilir; yalnızca DFR aracılığıyla bir geçit izolatörünün veya cihaz transformatörünün gerçek durumuna erişebilirsiniz. DFR, yüksek nem seviyelerini yakalamanın yanı sıra HV ve EHV geçit izolatörlerinde kısmi deşarj izlerini başarıyla tespit etmiştir. 

Tüm ölçümü yalnızca FDS (frekans bölgesi spektroskopisi) modunda gerçekleştirebileceğiniz her durumda, daha iyi ve daha güvenilir bir ölçümünüz olur. Ölçüm süresini hızlandıran gerçek frekans bölgesi yöntemi, aynı anda birkaç frekans uygulanarak ve uygulanan frekanslardan ölçüm verileri aynı anda çıkarılarak elde edilir. Her frekansın gerilim seviyesinin azaltılması gerektiğinden ölçümler AC parazitine biraz daha duyarlıdır ancak DC akım paraziti ölçümleri etkilemez. Bu çok frekanslı yaklaşım, daha eski, FDS'yi PDC ile birleştirme yaklaşımından daha gelişmiş bir yaklaşımdır. Eski yaklaşım AC parazitine daha duyarlı olup DC parazitine de oldukça duyarlıdır.Çok frekanslı yöntemin zaman tasarrufu büyüktür. Örneğin aynı anda üç frekans kullanmak ölçüm süresini yaklaşık %40 azaltır.

Geçit izolatörleri ve akım transformatörleri gibi düşük kapasitanslı nesneleri test ederken VAX020 ile kullanılan IDAX, 2 kV'ye kadar test gerilimi sağlayarak mükemmel bir sinyal-gürültü oranı ve 1 kHz'ye kadar ölçüm sağlar. ITC'nin benzersiz tek malzemeli versiyonu, test nesnesi sıcaklığından bağımsız olarak test sonuçlarını referans sıcaklığa getirir. IDAX; OIP, RIP, RBP, OIP CT ve kullanıcı tanımlı malzemeleri destekler.20/30 kV amplifikatörlerle (VAX220) IDAX, XLPE kablolarının durumunu değerlendirmek için kullanılabilir. Frekans taramaları, servis fazından toprağa gerilimin %25, %50, %75 ve %100'ünde yapılır ve DFR eğrileri karşılaştırılarak su ağaçlanması algılanabilir. DFR, su ağaçlarının karakteristik tepkisini, aksesuarların ve sürünme akımlarının etkisinden ayırmayı mümkün kılar. 

En yaygın kullanılan gerilim seviyesi 140 V RMS'dir ve bu, çoğu durumda bir transformatörün CHL izolasyonunu ölçmek için yeterlidir. Ancak yüksek seviyede parazitin olduğu durumlarda veya CH ya da CL (bir transformatörde), reaktörler, geçit izolatörleri ve akım transformatörleri (CTS) ölçülürken 140 V RMS sinyali anlamlı sonuçlar elde etmek için yeterince yüksek bir ölçüm sinyal-gürültü oranı sağlamamaktadır. IDAX 322'nin 1400 V RMS/2000 V tepe noktası gibi daha yüksek bir test gerilimi, ölçüm doğruluğunu artırır ve bu durumlarda önerilir. 

Tek bir cihazda iki ölçüm sistemine sahip olmanın faydası, iki kapasitansı aynı anda test etmenin benzersiz avantajıdır. Örneğin IDAX iki HV geçit izolatörünü aynı anda test edebilir. Aynı zamanda üç sargılı bir transformatörün birbirine sarılı izolasyon sistemlerinin her ikisini de (örneğin CLH ve CLT) aynı anda ölçebilir.Başka hiçbir cihaz frekans bölgesinde eş zamanlı ölçüm yapamaz. Bazı çift kanallı cihazlarda, her iki kanal da tek bir ampermetreyi paylaşır. Bu cihazlarla, iki ayrı test gerçekleştirilmesine kıyasla ya yarısı kadar ölçüm yapılır (yani daha az doğruluk) ya da hiç zaman tasarrufu yapılmaz.