Рисунок Е.1а f =45 … 440 кГц, кратковременный входной импульс
Рисунок Е.1b f =45 … 440 кГц, удлиненный входной импульс
Рисунок Е.1с f =10 кГц, fm = 75 кГц
Рисунок Е.1 Сигналы выходного напряжения Uoutдля двух различных измерительных систем ЧР для кажущегося заряда (двойной импульс)
Приложение F
( Справочное)
Неэлектрические методы обнаружения ЧР
F.1 Общие положения
Неэлектрические методы обнаружения частичных разрядов включают звуковой, оптический и химический методы и также, где реально, последующее наблюдение последствий любых разрядов на испытываемом объекте.
В основном, эти методы не подходят для количественного измерения характеристик частичных разрядов, как определено в данном стандарте, но, по существу, они используются, чтобы обнаруживать и/или определять местонахождение разрядов.
F.2 Акустическое обнаружение
Слуховые наблюдения, сделанные в помещении с низким уровнем шумов могут использоваться как средства обнаружения частичных разрядов.
Не субъективные звуковые измерения, обычно сделанные микрофонами или другими акустическими датчиками в комбинации с усилителями и подходящими дисплейными блоками, могут также быть полезны, особенно для определения местонахождения разрядов. Направленно избирательные микрофоны высокой чувствительности, выше слышимого диапазона частот, полезны для определения местоположения коронного разряда в воздухе. Акустические датчики могут также использоваться для определения местоположения разрядов в газоизолированных распределительных устройствах или в погруженном в масло оборудовании, таком как трансформаторы; они могут быть или внутри или снаружи корпуса.
F.3 Визуальное или оптическое обнаружение
Визуальные наблюдения могут быть проведены в затемненном месте, после того, как глаза адаптировались к темноте и, в случае необходимости, при помощи бинокля большой апертуры. В качестве альтернативы, может быть сделана фотографическая запись, но обычно необходимы довольно длительные времена выдержки экспозиции. Для специальных целей, иногда используются фотоумножители или усилители яркости изображения.
F.4 Химическое обнаружение
Присутствие частичных разрядов в масло - или газоизолированном оборудовании может быть обнаружено в некоторых случаях анализом продуктов разложения, растворенных в масле или в газе. Эти продукты накапливаются в течение длительного воздействия, так что химический анализ может также использоваться, чтобы оценить ухудшение, которое было вызвано частичными разрядами.
F.5 Нормативные документы
Для дополнительной информации, смотри:
МЭК 60567:1992, Руководство по осуществлению выборки газов и масла из заполненного маслом электрооборудования и по анализу свободных и растворенных газов
МЭК 60599:1999, Электрооборудование, наполненное минеральным маслом, в эксплуатации Руководство по интерпретации анализа растворенных и свободных газов
МЭК 61181:1993, Пропитанные изоляционные материалы Применение анализа растворенных газов (DGA) в заводских испытаниях электрооборудования
ПРИЛОЖЕНИЕ G
(Справочное)
Помехи
G.1 Источники помех
Измерения количественных величин частичных разрядов часто затенены возмущениями, вызванными помехами, которые относятся к двум категориям:
Помехи, которые встречаются, даже если в испытательную схему не подается питание. Они могут быть вызваны, например, коммутационными операциями в других цепях, коммутациями в машинах, высоковольтными испытаниями поблизости, радиопередачами, и т.д., включая шум, свойственный непосредственно измерительному прибору. Они могут также возникать, когда источник высокого напряжения подсоединен, но напряжение равно нулю.
Помехи, которые возникают не в испытываемом объекте, но появляются только тогда, когда в испытательную схему подано питание. Эти помехи обычно возрастают с увеличением напряжения. Они могут включать, например, частичные разряды в испытательном трансформаторе, на проводниках высокого напряжения или во вводах (если они не являются частью испытываемого объекта). Помехи могут быть также вызваны искрением недостаточно хорошо заземленных объектов, расположенных поблизости или недостаточно хорошими контактами в области высокого напряжения, например, искровыми разрядами между экранами и другими высоковольтными проводниками, соединенными с экраном только в целях испытания. Помехи могут также быть вызваны высшими гармониками испытательного напряжения, частоты которых в пределах или близки к полосе пропускания измерительной системы. Такие высшие гармоники часто представлены в низковольтном питании, благодаря присутствию твердотельных коммутационных устройств (тиристоры, и т.д.) и передаются вместе с шумом от искрения контактов, через испытательный трансформатор или через другие соединения в испытательную и измерительную схему.
В случае помех при напряжении постоянного тока, смотри 11.5.2.
G.2 Обнаружение помех
Независящие от напряжения источники могут быть обнаружены по показаниям на приборе, когда в испытательную схему не подается питание, или / и высоковольтное питание подсоединено к испытательной схеме, но напряжение равно нулю. Показание на приборе является мерой этих помех.
Зависящие от напряжения источники помех могут быть обнаружены следующим образом: испытываемый объект удаляется или заменяется эквивалентным конденсатором, в котором отсутствуют значительные частичные разряды при указанном испытательном напряжении. Схема должна быть переградуирована по методике, приведенной в разделе 5. Затем схема должна возбуждаться до полного испытательного напряжения.
Если уровень помех превышает 50 % от максимально допустимого уровня частичных разрядов, нормируемого для испытываемого объекта, значит должны быть приняты меры для уменьшения помех. Один или более методов, описанных здесь, могут использоваться для снижения помех. Неправильно вычитать уровень помех от величины измеренного частичного разряда.
Использование осциллографа в качестве указательного прибора или оценка в цифровой форме измеренных величин ЧР могут помочь наблюдателю различать частичные разряды в испытываемом объекте от внешних помех, типа фонового шума, и дает возможность определить тип помех или распознать тип частичных разрядов.
Другие электрические или неэлектрические методы обнаружения (приложение F) часто полезны для определения местоположения короны на высоковольтных проводниках или разрядов в других местах на испытательном поле. Они могут также давать независимое подтверждение помех и частичных разрядов в испытываемом объекте.
G.3 Снижение уровня помех
G.3.1 Экранирование и фильтрование
Снижение помех может быть достигнуто соответствующим заземлением всех проводящих конструкций, которые должны быть также без острых выступов в окрестности испытаний, и фильтрованием источников питания для испытательных и измерительных схем. Хорошее снижение достигается испытанием в экранированном помещении, где все электрические соединения, входящие в помещение выполнены через фильтры, что подавляет помехи.
G.3.2 Балансные схемы
Балансная схема, как показано на рисунке 1с, может подавлять помехи, как упомянуто выше, и часто позволяет наблюдателю отличить разряды в испытываемом объекте, несмотря на разряды в других частях испытательной схемы.
G.3.3 Электронная обработка и восстановление сигналов
Обычно и, особенно в промышленных условиях, чувствительность ограничена присутствием помех. Существуют различные электронные методы, которые могут использоваться индивидуально или в комбинации, чтобы отделить действительный сигнал частичного разряда от помех. Только они должны использоваться с осторожностью и никогда не должны устранять или скрывать значительные сигналы ЧР. Некоторые из этих методов описаны ниже.
G.3.3.1 Метод временного окна
Прибор может быть обеспечен стробирующей схемой, которая может быть открыта или закрыта в выбранные моменты, таким образом, или пропуская входной сигнал, или блокируя его. Если помехи возникают в течение регулярных интервалов, стробирующая схема может запираться на время этих интервалов. При испытаниях переменным напряжением, истинные сигналы разрядов часто возникают только через регулярно повторяющиеся интервалы в течение циклов испытательного напряжения. Временное окно может быть фазно-закрывающимся, чтобы открывать стробирующую схему только в эти интервалы.
G.3.3.2 Методы дискриминирования полярности
Сигналы частичных разрядов, возникающие внутри испытываемого объекта, можно отличать от помех, возникающих в наружной части испытательной схемы, сравнивая относительную полярность импульсов на выходе двух соединительных устройств, как показано на рисунке 1d. Логическая система делает сравнение и управляет стробирующей схемой прибора, как описано выше, для импульсов правильной полярности. Следовательно, регистрируются только те импульсы, которые исходят от испытываемого объекта.
Однако, помехи, которые электромагнитно индуктируются в петле, сформированной Сa и Сk,не могут быть отделены от частичных разрядов, если не применяются дополнительные средства.
G.3.3.3 Усреднение импульса
Многие помехи в промышленной окружающей среде случайны, в то время как частичные разряды часто повторяются приблизительно в тот же самый период в каждом цикле прикладываемого напряжения. Следовательно, возможно значительно снизить относительный уровень беспорядочно возникающих помех, используя методы усреднения сигнала.
G.3.3.4 Частотная селекция
Радиопомехи ограничены дискретными полосами частот, но все же будут влиять на широкополосные детекторы частичных разрядов, если частота передачи попадает в полосу частот чувствительности прибора. Чтобы снизить этот вид помех, коэффициент усиления усилителя измерительного прибора может быть уменьшен с помощью заграждающих фильтров, настроенных на частоты, где встречаются помехи. В качестве альтернативы могут использоваться узкополосные измерительные приборы, которые настроены на частоту, при которой уровень помех незначителен.
G.4 Уровни помех
Точные значения для величин помех установить невозможно, но как общий принцип, помехи, эквивалентные отдельным величинам кажущегося заряда порядка нескольких сотен пикокулон, могут встречаться в неэкранированных промышленных испытательных полях, особенно в случае испытательных схем больших физических размеров. При помощи методов, описанных в этом приложении, уровень таких помех может быть значительно снижен.
В экранированных испытательных помещениях с эффективным применением всех методов по снижению помех, описанных в данном приложении, и с соответствующими предосторожностями, чтобы подавить помехи от источника питания и от других электрических систем, окончательный уровень помех при измерениях равен уровню помех самой измерительной системы непосредственно или уровню, определяемому незначительными искажениями при экранировании, заземлении или фильтровании; обычно достижим предел, определенный количественно кажущимся зарядом q приблизительно 1пКл.
