Riċerka dwar it-teknoloġija u l-metodu ta’ analisi tal-idħol parzjalijar fiċ-ċasson ta’ tanqas ta’ għasfur SF6

Il-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus huwa dispożitiv importanti ta’ kontrol u protezzjoni fi sottostazzjonijiet u sustemi tal-enerġija. Huwa maħluq biex jinterromp, jisilġu, u jiġbor kurrenti normali tal-karrik fl-infrastrutturi, u biex jinġas kurrenti tal-kurtkit fl-istatji tan-negatività tas-sistema. Huma kkostitwiti minn komponenti bħal eleminti ta’ interruzzjoni, busetti insulanti, busetti ta’ transformaturi ta’ kurrenti, kammeri ta’ speġnu, mekanizmi operattivi, u involuti ta’ terża. Il-kamra ta’ speġnu tal-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus hija miftuħa fil-lanġas metalika mitlaqqa.

ISF₆ jgħadi wkoll bħala medium insulant u speġnu għal ċirkwit jarġenti tal-tanq. F’każ ta’ kamp elettriku unifiku, il-forza insulant ta’ dan hija waħda tiegħu tliet darbiet qishr il-forza tal-ħelu, u l-għallja speġnu ta’ dan hija waħda tiegħu mi’ darbiet qishr il-ħelu. B’hekk, il-ċirkwit jarġenti tal-SF₆ huma karatterizzati b’struttura kompakta u spazju żgħir. Fuq id-dak, il-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus joffru avantagi bħal puntu tal-gravità tal-materjal ta’ bass, struttura stabili, performanġa antisismika tajba, transformaturi tal-kurrenti interni, resistenza fortissima lil ftit, u manutenzjoni sovviegħa.

Imma, f’dawn il-passi ta’ manifattura, assiem, trasport, u operazzjoni ta’ ċirkwit jarġenti tal-tanq, jista’ jidher difetti insulanti għal raġunijiet bħal proċess mhux tajjeb, inċidenti, impatti, u operazzjonijiet ta’ speġnu. Id-defetti insulanti tipiċi inklużu objettiv metali kbir fuq ikkondutturi jew involuti, elektrodi flotanti, u partikoli metali liberi. Meta l-forza tal-kamp elettriku konċentrat fuq id-defett insulant tiġi l-istess bl-forza tal-speġnu tal-area taħt il-volttagġ tal-prova jew il-volttagġ nominali, jidher ispeġnu parzjal (PD). Ispeġnu parzjal huwa l-kausa prinċipali tad-degradazzjoni insulant f’ċirkwit jarġenti u prekursor ta’ falliment insulant. Għalhekk, it-tneħħija online tas-segnali ta’ ispeġnu parzjal tista’ tiddeżifdif id-defetti insulanti qabel li jidher falliment, li huwa mod importanti biex is-sigurtà u l-stabilità ta’ l-operazzjoni tal-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus u tas-sistema tal-enerġija jiġu assicurati.

Bazza fis-segnali fiżiċi mgħadda wara l-ispeġnu, il-metodi principali ta’ detezzjoni ta’ ispeġnu parzjal għal ċirkwit jarġenti huma metodu tal-kurrent pulsat, metodu ultrasoniku (AE), metodu tal-volttagġ transjent (TEV), u metodu tal-frekwenza ultra-alt (UHF) [2 - 3]. Din l-artiklu tikkombini l-esperjenza sperjmentali u fis-post biex tirrievoca diversi metodi ta’ detezzjoni u analisi ta’ ispeġnu parzjal għal ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus tal-SF₆ u tissemma s-sifat ta’ kull metodu.

Metodu tal-Kurrent Pulsat

Meta jidher ispeġnu parzjal, il-moviment tal-carigi jgħadil kurrent pulsat, li jista’ jiddetgħel mill-dispożitiv ta’ kopplament jew sensur tal-kurrent imqassam fl-assiem tal-prova. Il-metodu tal-kurrent pulsat huwa l-ewwel u l-unicu speċifikat fil-IEC 60270 u standards relevanti għal misurazzjoni kvantitativa ta’ ispeġnu parzjal. L-imetodijiet oħrajn huma użati ewlenin għad-detenzjoni jew lokazzjoni ta’ ispeġnu parzjal. Il-metodu tal-kurrent pulsat jofri sensitivitàalta, imma huwa susceptibbli ħafna lil interferenza elettromagnetika fis-post. Għalhekk, huwa neċessarju li nixxu l-qisem żgħir tas-segnali ta’ ispeġnu mid-dettazzjoni. Il-kwantità fiżika li tirrappreżenta s-saħħa ta’ ispeġnu parzjal hi l-cariga apparenti q, li tista’ tinfetaħ mill-formula sew.

Fl-formula, i(t ) jirrapreżenta l-kurrent pulsat ta’ ispeġnu parzjal, Um(t) huwa l-volttagġ pulsat, Rm huwa l-valur tal-impedanz tal-dettazzjoni, u q huwa l-cariga apparenti, b’unità ta’ pC (picocoulomb).

Il-metodu tal-kurrent pulsat bażat fuq sensuri tal-kurrent huwa adattat għad-detenzjoni online ta’ ispeġnu parzjal. Is-sensuri tal-kurrent tal-frekwenza alta solitament joperaw f’ranġ ta’ frekwenza bejn 16 kHz u 30 MHz u jinkludu struttura ta’ clamp-on, li jgħin lilhom jinstaljaw fis-silġ tal-terża tal-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus.

Metodu Ultrasoniku

Ispeġnu parzjal jagħmel kolliżjon intens mill-molekoli, bl-għoljien tal-ultrasuoni li jispandu fit-ċirkwit jarġenti. Is-sensuri ultrasoniki installati fuq l-involut tal-ċirkwit jarġenti jistgħu jiddetgħelu s-segnali ta’ ispeġnu parzjal. Il-elementi piezoeletriči f’is-sensuri ultrasoniki jiekku l-ultrasuoni mgħadda wara l-ispeġnu parzjal f’segnali ta’ volttagġ, li jmissu lura l-assiem tal-dettazzjoni. L-assiem tal-dettazzjoni għal metodu ultrasoniku jinkludi prinsipalment decoupler (użat biex tiffrakka l-segnali tal-alimentazzjoni mill-ultrasuoni), amplifikatur tas-segnali, u filtru.

It-segnali ta’ ultrasuoni fit-tdom u fit-tfulija ta’ ispeġnu parzjal fit-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus huma mostrati f’Figura 2, bil-ranġ ta’ frekwenza distribwat bejn 50 u 250 kHz. Il-metodu ultrasoniku joffri avantagi bħal kos rivelt, installazzjoni sovviegħa, resistenza fortissima lil interferenza elettromagnetika, u adattabilità għal lokazzjoni ta’ ispeġnu parzjal. Imma, l-struttura insulant interna tal-ċirkwit jarġenti hi komplikata, u r-ultrasuoni jispandu bagħal u jkunu suġġetti għal attenuazzjoni signifikanti fis-gas SF₆, li jgħadil li jkun hemm identifikazzjoni ta’ post optimali ta’ detenzjoni.

Metodu tal-Frekwenza Ultra-Alt (UHF)

It-temps ta’ rise u durata ta’ l-impulsi tal-kurrent mgħadda wara l-ispeġnu parzjal huma fuq skala nanosekonda, li jstimulaw ondijiet elettromagnetici b’frekwenzji ekvivalenti fil-ranġ ultra-alt ta’ 300 MHz sal-3 GHz. Fil-preżent, ir-ranġ ta’ frekwenza tal-dettazzjoni ta’ l-ebdom senzor UHF fuq is-suq huwa bejn 300 MHz u 1.5 GHz. Għalhekk, għal l-ħsara tal-signali, il-metodu UHF jirequire kondizzjoni ta’ l-input tal-signali permezz ta’ sirki filtri, sirki tal-amplifikazzjoni, u sirki tal-integrazzjoni qabel l-ippassagġ għal karta ta’ aċquisizzjoni ta’ data għal l-analiżi sussegwenti.

Nelħad, meta tuża l-metodu UHF, huwa neċessarju li nelimina l-bżugħ bħal segnali ta’ komunikazzjoni u l-illuminazzjoni mill-aspetti tal-software u hardware. Il-metodu UHF jofri sensitività alta, forti resistanza għal interferenza, u huwa adattat għal lokazzjoni ta’ ispeġnu parzjal. Il-pattern PRPD (Phase Resolved Partial Discharge) ta’ is-segnali UHF ta’ ispeġnu parzjal ta’ potenzjal flotanti huwa mostrat f’Figura 3, li jinkludu informazzjoni dwar l-amplitud, l-faża, u l-numru ta’ oċkorrenzi.

Metodu tal-Volttagġ Transjent tal-Terża (TEV)

Meta l-ondijiet elettromagnetici mgħadda wara l-ispeġnu parzjal jispandu fil-lanġas metalika tal-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus, jingħadil kurrent induttiv fuq is-silġ tal-lanġas, li jgħadil volttagġ transjent tal-terża mal-aħħar tal-impedanza tal-terża. Il-prinċipju ta’ funzjonament tas-sensur TEV jista’ jkun ekvivalenti għal diviżur ta’ volttagġ kapasittiv. Huwa jdedded l-oċkorrenza ta’ ispeġnu parzjal permezz tal-dettazzjoni tal-volttagġ fuq il-kapasituri ekvivalenti bejn l-elettroda tas-sensur u l-strata insulant. Is-segnali tal-volttagġ transjent tal-terża ta’ ispeġnu parzjal fit-ċirkwit jarġenti tal-SF₆ huma mostrati f’Figura 4, bil-ranġ ta’ frekwenza primarja bejn 1 u 100 MHz. Il-metodu TEV jkaratterizza b’użu sovviegħ u mhux neċessarju l-ħsara ta’ assiem tal-dettazzjoni addizzjonali.

Metodi ta’ Analiżi ta’ Ispeġnu Parzjal

Il-metodi ta’ analiżi ta’ ispeġnu parzjal huma użati biex jasseġwano l-livell tal-risku tal-ispeġnu, jiżbilu l-bżugħ mil-segnali, u jiekku l-karatteristiċi tal-ispeġnu għal klassifikazzjoni ta’ tip ta’ falliment. Dawn il-metodi inklużu l-metodu tal-waveform tal-puls, metodu tal-pattern PRPD (Phase Resolved Partial Discharge), metodu tal-relationship amplitud tri-fażi, metodu tal-pattern ta’ tfalwa u ta’ tfulija, u metodu tal-karatteristiċi statistika bsieġa.

Il-metodu tal-waveform tal-puls jianaliżi l-waveform singuljar tal-ispeġnu permezz parametri bħal temps ta’ rise, temps ta’ fall, ampiezza tal-puls, curtosis, u skewness. Il-metodu PRPD jaċċumula l-segnali ta’ ispeġnu parzjal taħt il-volttagġ ta’ potenz AC biex jilġu l-distribuzzjoni ta’ l-faża, l-ampiezza, u l-numru ta’ oċkorrenzi tal-ispeġnu. Permezz dawn, huwa ukoll magħruf bħal metodu \(\varphi -q -n\). Il-metodu tal-relationship amplitud tri-fażi huwa użat għal l-analiżi ta’ ispeġnu parzjal taħt il-volttagġ tri-fażi.

Huwa iġġibu l-karatteristiċi tal-distribuzzjoni tal-ispeġnu permezz ta’ l-ġbir tal-ampiezza tal-ispeġnu singuljar taħt volttaggi tri-fażi differenti. Il-metodu tal-pattern ta’ tfalwa u ta’ tfulija jaċċumula l-pulsijiet tal-ispeġnu, jikkelkulaw l-temps ekvivalent u l-frekwenza ekvivalent, u jiplotta l-pattern tal-distribuzzjoni tal-ispeġnu fil-temps ekvivalent u l-frekwenza ekvivalent. Il-metodu tal-karatteristiċi statistika bsieġa huwa adattat għal l-analiżi ta’ ispeġnu parzjal taħt il-volttagġ dirett tant. Huwa janaliza statistikament l-karatteristiċi tal-distribuzzjoni tal-ispeġnu permezz tal-ammonta tal-ispeġnu u t-tempi ta’ differenzi bejn l-pulsijiet tal-ispeġnu.

Għal l-lokazzjoni ta’ ispeġnu parzjal fit-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus tal-SF₆, tista’ tuża l-metodu ta’ differenzi tal-ħin assolut jew relativ. Il-metodu ta’ differenzi tal-ħin assolut jista’mmxelli l-segnali tal-puls tal-kurrent tal-ispeġnu jew l-segnali UHF bħala punt tal-bidu tal-ispeġnu. Wara l-iktarjatura tal-differenzi tal-ħin bejn is-sensur ultrasoniku u l-segnali tal-bidu, huwa jlokkja l-orċin tal-ispeġnu. Il-metodu ta’ differenzi tal-ħin relativ jista’mmxelli l-iktar senzuri ultrasoniki installati f’post differenti fuq l-involut tal-ċirkwit jarġenti. Huwa jdedded l-lokazzjoni tal-difetti insulanti permezz l-iktarjatura tal-differenzi tal-ħin bejn kull segnal ultrasoniku u l-segnali referenziali.

Konklussjoni

It-tneħħija online ta’ ispeġnu parzjal tista’ tasseġwa effiċjentement l-prestazzjoni insulant tal-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus tal-SF₆ qabel li jidher falliment, u hija waħda mill-modi importanti biex is-sigurtà u l-stabilità tal-operazzjoni tagħhom jiġu assicurati. Din l-artiklu tikkombini l-analiżi u l-metodi ta’ detenzjoni ta’ ispeġnu parzjal fit-ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus, permezz esperjenza sperjmentali u fis-post.

F’applikazzjonijiet fis-post, għandhom jituttilizzaw diversi mezzi ta’ detenzjoni u metodi ta’ analiżi biex jiżbilu l-akkuratessa u r-relibilità tal-tneħħija online. Nelħad, fil-ħsieb tal-ebdom ta’ l-Internet ta’ l-enerġija ubiqua, l-implementazzjoni ta’ teknoloġiji importanti bħal sensing passiv wireless, reġistri tal-komunikazzjoni wireless ta’ bass konsum, computing edge, u big data tintwera bħala tendenza futura ta’ detenzjoni ta’ ispeġnu parzjal għal ċirkwit jarġenti tal-tanq fil-flus.