基于WinTech®局部放电的绝缘系统“预测智能”,消除了电源故障的风险。
局部放电的引入
局部放电(PD)是由于制造过程中的故障,机械应力或绝缘老化导致的空隙,杂质或裂纹的存在,在高压(HV)设备的绝缘材料内部发生的放电过程。仅部分桥接导体之间绝缘的PD会在一个小区域内反复出现,因此被称为局部放电。
局部放电表现为持续时间约为几纳秒的脉冲,导致频率范围高于1GHz。PD破坏了由于绝缘退化而导致的局部绝缘结构,最终,从长远来看,它会扩散到整个结构中绝缘并导致高压设备故障。高压设备的故障是十次突发性灾难性事故,造成巨大的经济损失和危险。
已知PD在电介质材料内产生物理现象和化学变化。具体而言,PD活动会产生声音,光,热,电磁信号和化学反应。根据高压设备的类型, 集成了特定传感器和技术的 PD监控系统可以成功检测PD活动的特征。它提供“初期”绝缘故障的“早期警告”,提醒客户采取预防措施,以有效地减少因高压设备绝缘故障而引起的故障和损坏。
什么是局部放电?
电力设备的绝缘劣化源自于设备的绝缘介质部分放电,因电力设备在使用中承受高电压,而设备本身存在一些潜在的缺失在强电场下会产生放电现象。放电有很多种情况,如:突出物的尖端放电,接地间距不足引起的放电,连接处不紧密引起的放电,沿面爬电距离不足或者表面脏污的爬电以及介电材料的内部局部放电。不论何种放电均会促使电力设备的绝缘破坏,进而轻者供电中断;重者造成事故甚至引起火灾。不论何种状况发生均可能造成严重的财产损失,甚至影响生命安全。
任何一种放电都是能量由能量转换与释放的结果,是故放电发生时一定会伴随发生光、声、电场及电磁波等自然现象,这些现象在发生的初期所产生的的讯号极其微弱,相较于电力设备所处环境的各种杂讯,将更显渺小。为侦测出这些现象,可以通过使用高灵敏度的传感器以及高速的信号采集设备,将这些现象显现于示波器上。然而波形通常杂乱无章,即使有任何的放电信号也可能埋藏在各种干扰讯号中,为分辨出是否有放电现象,当发电现象存在时它又属于何种放电,可以通过统计软件根据它与电力相位间的关系而逐一分离出来。
为什么局部放电的讯息可以减少电力故障的风险?
由于局部放电是绝缘破坏的起始原因,早期检出的部分放电是一项有效讯息可供发展可预测资讯,来保护绝缘故障。有鉴于此, WinTech®设立了局部放电的实验室,聚焦局部放电的监测和测试技术研究及建立其检测及分析系统产品,来发展绝缘系统的"预测智慧",从而提升电力系统的安全性和可靠性。
局部放电会产生如何的状态?
每当发生局部放电时,局部放电将以以下形式释放能量:
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电磁辐射,以无线电波,光和热的形式。
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声音范围,在听觉和超声范围内。
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臭氧和氮氧化物。
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瞬态电流和瞬态接地电压(TEV)排放。
当局部放电发生时,局部放电的能量将利用以下形式散拨于环境中:
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以电磁波、光、热等无线电波的型式散拨。
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以声音和超声波等声发射的型式散拨。
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以臭氧和氮等气体氧化物的型式散拨。
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以暂态电流和暂态接地电压(TEV)的型式散拨。
可以通过特定的传感器和相关的分析系统来检测和分析各种形式的排放物,例如:
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电源线,变压器或任何MV / HV电源设备。
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超高频(UHF)传感器。
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高频电流互感器(HFCT)传感器。
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超声波麦克风传感器。
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声接触传感器。
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TEV传感器或耦合电容器。
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相分辨分析系统,可将脉冲时序与交流频率进行比较。
这些不同形式的能量散拨于环境中,可藉由特定的感测器及其分析系统加以侦测与分析:
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适用于电缆,变压器,或任何MV / HV电力设备。
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超高频(UHF)感测器。
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高频电流(HFCT)感测器。
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超音波麦克风感测器。
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声学接触式感测器。
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TEV感测器或耦合电容。
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比较交流频率与脉冲时序的相位辨识与分析系统。
局放系统的"预测智慧"
WinTech® 开发各种感应器和配接器,以及特殊的分析系统,成功地建立了一系列精确、尖端、以局部放电为基础的绝缘系统"预测智慧"来因应各种电力设施维护及诊断的需求。