Analys av utsläppsfel i kraftstationsbussar och deras lösningar

1. Metoder för att upptäcka busbarutsläpp

1.1 Isolationsmotståndstest

Isolationsmotståndstestet är en enkel och vanligt förekommande metod inom elektriska isoleringsprov. Det är mycket känsligt för genomgående isolationsdefekter, allmän fuktupptagning och ytkontamination - tillstånd som vanligtvis resulterar i betydligt sänkta motståndsvärden. Men det är mindre effektivt för att upptäcka lokaliserad åldring eller partiella utsläppsfel.

Beroende på utrustningens isolationsklass och provningskrav använder vanliga isolationsmotståndsmätare utgångsspänningar på 500 V, 1 000 V, 2 500 V eller 5 000 V.

1.2 Nätspännings-AC-tålighetstest

AC-tålighetstestet applicerar ett högspännings-AC-signal - högre än utrustningens spänningsbeteckning - till isoleringen under en angiven tidsperiod (vanligtvis 1 minut om inte annat anges). Detta test identifierar effektivt lokala isolationsdefekter och utvärderar isoleringens förmåga att stå ut överspänningar under verkliga driftförhållanden. Det är det mest realistiska och avgörande isoleringstestet för att förhindra isoleringsfel.

Det är dock ett destruktivt test som kan förvärra existerande isolationsdefekter och orsaka ackumulerad nedbrytning. Därför måste provspänningsnivåer noggrant väljas i enlighet med GB 50150–2006 Standard för godkännandeprov av elektrisk utrustning i elektriska installationsprojekt. Provstandarder för porcelan och solid organisk isolering visas i tabell 1.

Tabell 1: AC-tålighetsstandarder för porcelan och solid organisk isolering

Flera metoder för AC-tålighet finns, inklusive nätspänningsprov, serie-resonans, parallell resonans och serie-parallell resonans. För busbarutsläppstestning räcker det med standard nätspännings-AC-tålighetstest. Testinstallationen bör fastställas baserat på provspänning, kapacitet och tillgänglig utrustning, vanligtvis med en komplett AC-högspänningsprovningssats.

1.3 Infraröd provning

Alla objekt med en temperatur över absolut noll kontinuerligt emitterar infraröd strålning. Mängden infraröd energi och dess våglängdsfördelning är nära relaterade till objektets ytemperatur. Genom att mäta denna strålning kan infraröd termografi korrekt fastställa ytemperaturen - vilket bildar den vetenskapliga grunden för infraröda temperaturmätningar.

Ur perspektivet av infraröd övervakning och diagnostik kan fel på högspänningsutrustning bredvidläggas i två kategorier: externa och interna. Externa fel inträffar på exponerade delar och kan direkt upptäckas med infraröda instrument. Interna fel däremot är dolda inuti solid isolering, olja eller bockar och är svåra att direkt upptäcka på grund av blockering av isoleringsmaterial.

Infraröd diagnos av busbarutsläpp innefattar temperaturmätning, beräkning av relativ temperatur skillnad (med hänsyn till omgivande temperatur) och jämförelse med normalt fungerande busbars. Detta gör det möjligt att intuitivt identifiera överhettade och utsläppsplatser.

2. Tillämpning av nya teknologier

2.1 Ultraviolett (UV) bildteknik

När den lokala elektriska spänningen på energiförsedda enheter överskrider ett kritiskt tröskelvärde uppstår luftionisering, vilket leder till korona-utsläpp. Högspänningsutrustning upplever ofta utsläpp på grund av dålig design, tillverkning, installation eller underhåll. Beroende på elektriska fälts styrka kan detta resultera i korona, flashover eller båge. Under utsläpp vinner och frigör elektroner i luften energi - ultraviolett (UV) ljus emitts när energi frigörs.

UV-bildteknik upptäcker denna UV-strålning, bearbetar signalen och överlagrar den på en synlig ljusbild som visas på en skärm. Detta möjliggör precis platsbestämning och intensitetsbedömning av korona, vilket ger tillförlitliga data för att utvärdera utrustningens tillstånd.

2.2 Ultrasounddetektion (UT)

Ultrasounddetektion (UT) är en portabel, icke-destruktiv industriinspektionsteknik. Den möjliggör snabb, korrekt och icke-invasiv upptäckt, lokaliserings-, utvärderings- och diagnostik av interna defekter såsom sprickor, hål, porositet och föroreningar - både i laboratoriemiljö och fältmiljö.

Ultrasoundvågor är elastiska vågor som propagerar genom gaser, vätskor och fasta material. De kategoriseras efter frekvens: infraljud (<20 Hz), hörbart ljud (20–20 000 Hz), ultraljud (>20 000 Hz) och hypersoniska vågor. Ultraljud beter sig likt ljus i termer av reflektion och brytning.

När ultraljudvågor passerar genom ett material påverkar förändringar i akustiska egenskaper och intern struktur vågens propagation. Genom att analysera dessa förändringar utvärderar ultrasounddetektion materialegenskaper och strukturell integritet. Vanliga metoder inkluderar genomtransmission, pulsekko och tandemtekniker.

Digitala ultraljudsflawdetektorer emitterar ultraljudsvågor in i provobjektet och analyserar reflektioner, Dopplereffekt eller transmission för att få intern information, vilket sedan bearbetas till bilder. Denna teknik är mycket effektiv för att bedöma isoleringsförhållandena hos driftande högspänningsbusbars.

3. Specifika lösningar för högspänningsbusbarutsläpp

Om oregelbundna utsläpp i högspänningsbusbars inte hanteras snabbt kan det leda till överhettning av isolering, eventuellt isoleringsfel och till och med stora elavbrott. Därför måste utsläppsproblem lösas snabbt och förebyggas proaktivt.

3.1 Strikt kommissionering och godkännandeprovning

Många busbarutsläppsproblem beror på dålig arbetsgöring eller brist på ansvar vid konstruktion. Provningspersonal måste strikt följa standarder och normer under godkännandeprovning av ny utrustning, identifiera potentiella utsläppsrisken tidigt och rätta till dem innan kommissionering.

3.2 Ersätt åldrade busbarisolatorer

De flesta driftande busbarutsläpp orsakas av åldrande av stödisolatorer. En detaljerad inventering bör hållas, och isolatorer ska ersättas baserat på tjänsteliv för att säkerställa tillräcklig isoleringsstyrka.

3.3 Omfattande analys med hjälp av isolerings- och diagnostiska tester

Isoleringsprov kan effektivt upptäcka allvarliga utsläppsproblem. Men för tidiga eller dolda utsläpp krävs avancerade diagnostiska metoder som infraröd bildning, UV-bildning och ultrasounddetektion för tidig upptäckt och ingripande. Därför är en omfattande analys som kombinerar både isoleringsprov och diagnostiska tester nödvändig för att effektivt förhindra och mildra busbarutsläppsproblem.