Asemakohtien johdonpäästövian analyysi ja niiden ratkaisut

1. Menetelmät johdon purkauksen havaitsemiseksi

1.1 Erityydytysvastustesti

Erityydytysvastustesti on yksinkertainen ja yleisesti käytetty menetelmä sähköisen eristämisen testaamiseen. Se on erittäin herkkä läpäiseville eristyshavaintoille, kokonaisvaltaiselle kostumiselle ja pinnan saastumiselle – olosuhteissa, jotka tyypillisesti johtavat huomattavan pieneneviin vastusarvoihin. Kuitenkin se on vähemmän tehokas paikallisen ikääntymisen tai osittaisen purkauksen havaitsemisessa.

Laitteen eristämisluokan ja testausvaatimusten mukaan yleisiä erityydytysvastustestereitä käytetään 500 V, 1 000 V, 2 500 V tai 5 000 V ulostulovoltteina.

1.2 Verkkotaajuuden vaihtojännitekestävyystesti

Vaihtojännitekestävyystesti soveltaa korkeaa vaihtojännitetta – korkeampaa kuin laitteen suunniteltu jännite – eristykseen tietyn ajan (yleensä 1 minuutti, ellei toisin mainita). Tämä testi havaitsee tehokkaasti paikallisia eristyshavaintoja ja arvioi erityydyksen kykyä kestää ylijännitteitä todellisissa käyttöolosuhteissa. Se on realistisin ja ratkaisevin eristystesti, joka estää erityydyksen epäonnistumista.

Kuitenkin se on tuhoisa testi, joka voi kiihdyttää olemassa olevia eristyshavaintoja ja aiheuttaa kumulatiivista heikentymistä. Siksi testijännitearvojen on valittava huolellisesti GB 50150–2006 Sähkölaiteiden hyväksyntätestausmenettelysäännöt -standardin mukaisesti. Sieni- ja kiinteän orgaanisen eristämisen testistandardit näkyvät taulukossa 1.

Taulukko 1: Vaihtojännitekestävyystestistandardit sieni- ja kiinteälle orgaaniselle eristämiselle

Eristämiskestävyystesteissä käytetään useita vaihtoehtoisia menetelmiä, kuten verkkotaajuudentestaus, sarjaresonanssi, rinnakkaistestaus ja sarja-rinnakkaistestaus. Johdon purkauksen testauksessa riittää perinteinen verkkotaajuuden vaihtojännitekestävyystesti. Testiasetelma määritellään testijännitteen, kapasiteetin ja saatavilla olevan laitteen mukaan, yleensä käyttäen täydellistä vaihtojännitteistä korkeajänniteasetelmaa.

1.3 Infrapunatestaus

Kaikki nollan absoluuttitemperatuuresta lämpimämmät kohteet säteilevät jatkuvasti infrapunasaatetta. Infrapunan energiamäärä ja sen aaltopituuden jakautuminen liittyvät tiiviisti kohteen pintalämpötilaan. Mittaamalla tätä säteilyä infrapunaradiografia voi tarkasti määrittää pintalämpötilan – mikä muodostaa infrapunalämpömittauksen tieteellisen perustan.

Infrapunavalvonnan ja diagnostiikan näkökulmasta korkeajännitevarusteiden virhetilanteet voidaan yleisesti luokitella kahteen ryhmään: ulkoisiin ja sisäisiin. Ulkoiset virheet tapahtuvat altistuneilla osilla ja niitä voidaan suoraan havaita infrapuna-apuineen. Sisäiset virheet taas piiloutuvat kiinteässä eristyksessä, öljyssä tai muodostuksissa ja ovat vaikeasti havaittavissa suoraan eristyksen materiaalien estäessä.

Johdon purkauksen infrapunadiagnostiikka käsittää lämpötilan mittaamisen, suhteellisen lämpöerän laskemisen (ottamalla huomioon ympäristön lämpötilan) ja vertailun normaalisti toimiviin johdoihin. Tämä mahdollistaa suoraviivaisen ylikuumenemisen ja purkauksen sijainnin tunnistamisen.

2. Uusien teknologioiden soveltaminen

2.1 Ultraviolettikuvantekniikka (UV)

Kun varusteen paikallinen sähköstressi ylittää kriittisen rajan, ilma ionisoituu, mikä johtaa koronapurkaukseen. Korkeajännitevarusteet kokevat usein purkauksia huonon suunnittelun, valmistuksen, asennuksen tai ylläpidon vuoksi. Sähkökentän voiman mukaan tämä voi johtaa koronaan, välähdökseen tai kaareutumaan. Purkauksessa ilmaan olevat elektronit saavat ja vapauttavat energiaa – ultraviolettia (UV) valoa, kun energia vapautetaan.

Ultraviolettikuvantekniikka havaitsee tämän UV-säteilyn, käsittelee signaalin ja päällystää sen näkyvän valon kuvalle, joka näytetään näytölle. Tämä mahdollistaa koronan sijainnin ja intensiteetin tarkan arvioinnin, tarjoten luotettavia tietoja varusteen tilan arvioimiseen.

2.2 Ultrasointitestaus (UT)

Ultrasointitestaus (UT) on siirrettävä, ei-tuhoinen teollinen inspektion metodi. Se mahdollistaa nopean, tarkan ja ei-invasiivisen havaitsemisen, sijaintiarvioinnin, arvioinnin ja diagnostiikan sisäisistä epäkohtista, kuten naarmuista, tyhjiöistä, porouduista ja epäpuhtauksista – sekä laboratoriossa että kenttäolosuhteissa.

Ultrasoitteet ovat joustavat aallot, jotka leviävät kaasujen, nestemäisten ja kiinteiden aineiden kautta. Ne luokitellaan taajuuden mukaan: infrasuoni (<20 Hz), kuuloalue (20–20 000 Hz), ultrasuoni (>20 000 Hz) ja hypersoniset aallot. Ultrasoitteet käyttäytyvät samankaltaisesti kuin valo heijastuksen ja sirontan kannalta.

Kun ultrasoitteet kulkevat aineen läpi, akustisten ominaisuuksien ja sisäisen rakenteen muutokset vaikuttavat aallon leviämiseen. Näiden muutosten analysointi avulla ultrasointitestaus arvioi aineen ominaisuuksia ja rakenteellista eheyttä. Yleisiä menetelmiä ovat läpäisevä, pulssi-echo- ja tandem-teknologiat.

Digitaaliset ultrasointiflawdetektorit lähettävät ultrasoitteita testattavaan kohteeseen ja analysoivat heijastuksia, Doppler-efektejä tai läpäisyä, jotta saadaan sisäisiä tietoja, jotka sitten käsitellään kuviksi. Tämä teknologia on erittäin tehokas toimivien korkeajännitejohdojen eristystilan arvioinnissa.

3. Spesifiset ratkaisut korkeajännitejohdon purkaukselle

Jos korkeajännitejohdon poikkeava purkauksia ei käsitellä nopeasti, se voi johtaa erityydyksen ylikuumenemiseen, lopulta erityydyksen epäonnistumiseen ja jopa suuriin sähkökatkoksiin. Siksi purkauksia on käsiteltävä nopeasti ja ehkäistävä proaktiivisesti.

3.1 Tiukka otto- ja hyväksyntätestaus

Monet johdon purkauksia johtavat huonosta työsuorituksesta tai vastuuttomuudesta rakennuksen aikana. Testihenkilöstön on noudatettava tiukasti kodeksia ja standardeja uuden laitteen hyväksyntätestauksessa, jotta potentiaaliset purkauksen riskit havaitaan ajoissa ja ne korjataan ennen ottamista käyttöön.

3.2 Vanhojen johdon eristäjien korvaaminen

Useimmat toimivat johdon purkaukset johtuvat tukieristäjien vanhenemisesta. Pitäisi ylläpitää yksityiskohtaista inventaariota, ja eristäjiä tulisi korvata käyttöajan mukaan, jotta taattaisiin riittävä erityydyksen vahvuus.

3.3 Kokonaisvaltainen analyysi eristystesteillä ja diagnostiikkatekniikoilla

Eristystestit voivat tehokkaasti havaita vakavia purkauksen virheitä. Kuitenkin varhaisvaiheisiin tai piilossa oleviin purkauksiin tarvitaan edistyneitä diagnostiikkamenetelmiä, kuten infrapunakuvantamista, ultraviolettikuvantamista ja ultrasointitestaus, jotta voidaan havaita ja puuttua nopeasti. Siksi on olennaista yhdistää eristystestit ja diagnostiikkatekniikat kokonaisvaltaiseen analyysiin, jotta voidaan tehokkaasti ehkäistä ja lievittää johdon purkauksen virheitä.