Tecnologies de Recepta i Proves en Funcionament de Paratrius per a una Operació Fiable de la Xarxa Elèctrica
1. Panorama de la tecnologia de prova de recepció de paraigües de sobretensió
1.1 Necessitat de la prova de recepció
La prova de recepció és un pas crucial per assegurar el rendiment i la operació segura de les paraigües de sobretensió en els sistemes elèctrics. Per als sistemes elèctrics amb nivells de tensió de 220 kV i inferiors, les paraigües de sobretensió juguen un paper central en protegir l'equipament elèctric dels danys causats pels sobretensions i els impactes de llamps. No obstant això, durant el procés des que la paraigüa surt de la fàbrica fins a la seva operació real després de la instal·lació, factors ambientals o negligències operatives durant el transport, l'emmagatzematge i la instal·lació poden afectar el seu rendiment. A través de la prova de recepció, es poden identificar prontament els defectes de fabricació, els danys de transport i els problemes d'instal·lació, assegurant que la paraigüa estigui en condicions òptimes abans de ser posada en funcionament i evitant riscos de falles durant l'operació, així mantenint la estabilitat i fiabilitat de la xarxa elèctrica.
1.2 Continguts principals de la prova de recepció
La prova de recepció es centra en dos aspectes fonamentals:
Prova de rendiment elèctric: Verifica si les característiques elèctriques de la paraigüa de sobretensió compleixen els requisits de disseny en condicions específiques, assegurant la seva funció protectora durant els sobretensions i els impactes de llamps. Les proves reals cobreixen elements com la tensió de referència CC (que reflecteix les característiques volt-amper i no lineals), la prova de corrent de fuga, així com la tensió de referència de freqüència industrial, la corrent de fuga al 0,75 de la tensió de referència CC, l'operació del comptador de descàrregues, la tensió residual, la tensió de resistència de freqüència industrial i les proves de tensió d'impuls, avaluant de manera integral el rendiment elèctric.
Prova de resistència a l'aislament: Detecta l'estat d'aislament de la paraigüa de sobretensió, identificant perilloses ocultes com el dañament de l'aislament i la corrent de fuga excessiva durant l'operació. Mesurant la resistència a l'aislament, s'avalua si el rendiment de l'aislament compleix els estàndards, prevenint problemes del sistema causats per falles d'aislament.
1.3 Estàndards i especificacions per a la prova de recepció
La prova de recepció ha de seguir estrictament els estàndards i especificacions nacionals i internacionals per assegurar una prova precisa i fiable. Els estàndards defineixen clarament els mètodes de prova i els requisits tècnics per les característiques elèctriques i l'adaptabilitat ambiental de les paraigües de sobretensió. Combinats amb la situació real del sistema elèctric de la Xina, refinan els requisits per a l'equipament de prova, l'ambient i els procediments, assegurant la normalització del procés de prova i la credibilitat dels resultats. Durant la prova, s'han d'utilitzar equipaments i instruments que compleixin els requisits de precisió, operats per personal professional d'acord amb procediments estàndard. Alhora, s'ha de prestar atenció a la temperatura ambiental, l'humitat i la interferència electromagnètica per simular l'ambient operatiu real i obtenir dades precises.
2. Panorama de la tecnologia de prova en línia
2.1 Importància de la prova en línia
La prova en línia es pot aplicar ampliament en els sistemes elèctrics, destacant-se per les seves avantatges de no intrusivitat i monitorització en temps real:
Evitar pèrdues per avaries: La detecció es pot realitzar sense interrompre l'energia, assegurant la continuïtat del subministrament elèctric i reduint l'impacte econòmic i social.
Monitorització d'estat en temps real: Detecta dinàmicament l'aislament, la conductivitat i l'estat tèrmic de les paraigües de sobretensió sense interferir amb la seva operació normal, identificant prontament perilloses ocultes de falles i facilitant la manteniment planificat, prevenint avaries massives i danys a l'equipament.
Gestió de cicle de vida complet: Detectant el rendiment elèctric i l'estat d'aislament de les paraigües de sobretensió, s'avalua la seva condició de salut, assegurant la seva operació adequada durant els impactes de llamps i els sobretensions. L'anàlisi de les dades de prova permet formular estratègies de manteniment dirigides, allargant la vida útil de l'equipament i reduint els riscos de falles, proporcionant una base per al manteniment basat en la condició i el manteniment preventiu.
Promoure el desenvolupament de la xarxa intel·ligent: Millorar la fiabilitat operativa de l'equipament elèctric, assegurar la producció segura i els beneficis econòmics de les empreses elèctriques, i facilitar l'actualització de la gestió intel·ligent i moderna dels sistemes elèctrics.
2.2 Principis tècnics de la prova en línia
El principi tècnic de la prova en línia es basa principalment en diversos fenòmens físics com l'electromagnetisme, la termodinàmica i l'acústica. Mesurant i analitzant paràmetres com el camp electromagnètic, el camp tèrmic i les ones sonores de l'equipament en estat en línia, s'avalua l'estat operatiu i la condició de salut de l'equipament.
Els mètodes comuns de prova en línia inclouen:
Detecció infraroja: Utilitzant la tecnologia de termografia infraroja per detectar la distribució de la temperatura superficial i la transferència de calor de l'equipament, identificant àrees de temperatura anormalment alta i diagnosticant problemes com el sobrecalentament, el contacte deficient o el vellissement de l'aislament de l'equipament.
Detecció ultrasonora: Captura senyals ultrasonors generats a l'interior i a la superfície de l'equipament per avaluar l'estat d'aislament de l'equipament.
Detecció de tensió d'impuls: Mesura els senyals de tensió d'impuls a l'interior de l'equipament per determinar la ubicació i la severitat de les imperfeccions d'aislament, i simultàniament analitza característiques com la intensitat del senyal, la freqüència i la forma de la ona de tensió.
El principi bàsic de la prova en línia es pot resumir com:
En la fórmula, E(t) és el senyal detectat, A és l'amplitud del senyal, φ és la freqüència angular, ω és l'angle de fase, i n(t) és el senyal de soroll.
2.3 Implementació de la prova en línia
Quan es realitza la prova en línia, s'han de seleccionar i configurar l'equipament/instruments basant-se en el tipus d'objecte de prova i l'ambient operatiu, ajustant sensors i detectors adequats. Per a la prova en línia de paraigües de sobretensió, els eines comunes inclouen càmeres termogràfiques infrarojes, detectors ultrasonors, detectors de tensió d'impuls i testers en línia—que ofereixen alta sensibilitat/resolució per a una detecció precisa en entorns electromagnètics complexos.
Pre-prova: Calibrar els instruments per assegurar la precisió/estabilitat de la mesura.
Durant la prova: Disposar científicament les posicions/angles dels sensors per cobrir plenament les parts clau i recopilar dades precises, assegurant la fiabilitat de la prova. El personal de prova ha de seguir estrictament els procediments, prioritizar la seguretat i evitar errors/accidents deguts a operacions inadequades.
Post-prova: Realitzar una anàlisi en profunditat de les dades, confirmar/diagnosticar senyals anormals, i prendre mesures de manteniment/repàratura dirigit per determinar amb precisió l'estat de l'equipament i les perilloses ocultes.
3 Anàlisi de casos d'aplicació de la tecnologia
3.1 Cas de prova de recepció
Per a una prova de recepció de paraigües de sobretensió de 220 kV, el personal tècnic va realitzar proves completes (rendiment elèctric, resistència a l'aislament, etc.) en les paraigües novament instal·lades.
Prova de rendiment elèctric: Els resultats de la tensió de referència CC van mostrar que les característiques elèctriques compleixien els estàndards (corbes volt-amper suaus, sense fluctuacions anormals).
Prova de resistència a l'aislament: Les paraigües van mostrar un bon aislamiento (resistència dins dels rangs especificats).
Prova de tensió d'impuls: Un detector de alta sensibilitat va confirmar que no hi havia cap anomalia interna d'aislament evident.
Durant les proves de tensió de freqüència industrial i d'impuls, les paraigües van resistir les tensions nominals i van operar normalment. L'operació estable post-instal·lació va verificar la precisió de la prova, assegurant la comissió segura. El personal tècnic va optimitzar els processos basant-se en l'experiència, millorant l'eficiència/precisió.
3.2 Cas de prova en línia
Durant una prova en línia en una subestació, el personal tècnic va realitzar deteccions infrarojes i proves de tensió d'impuls en paraigües de 220 kV en operació:
Detecció infraroja: Una càmera termogràfica va detectar un increment de temperatura anormal d'aproximadament 10 °C en una posició superior.
Prova de tensió d'impuls: La detecció posterior va revelar senyals de tensió d'impuls més forts en aquesta posició, indicant un defecte d'aislament—posteriorment confirmat per una resistència a l'aislament inferior a la normal.
Repairs dirigits van restablir l'operació normal. Aquesta prova va eliminar prontament les perilloses ocultes, proporcionant experiència valuosa per a futurs monitorejos/manteniments de l'equipament.
3.3 Resum d'experiència i recomanacions
En la prova de recepció de paraigües de sobretensió, assegurar que el rendiment elèctric i la resistència a l'aislament compleixen els estàndards és la precondició fonamental per a la comissió fiable de l'equipament. Durant les operacions reals, s'ha de prestar atenció a la calibració i manteniment dels equips de prova. El manteniment regular assegura la precisió i estabilitat de la mesura. Alhora, s'ha de reforçar l'anàlisi i gestió de les dades de detecció: establir registres de salut de l'equipament i construir models d'anàlisi de tendències per realitzar un seguiment en temps real de l'estat de l'equipament i la predicció de falles. Les dades de prova en línia d'una certa subestació es detallen a la Taula 1.
A partir de la Taula 1, es pot veure que les proves en línia estandarditzades i el manteniment oportú són aproximacions eficients per a millorar la fiabilitat operativa de l'equipament, assegurant la operació estable del sistema elèctric.
4. Conclusió
Les tecnologies de prova de recepció i prova en línia per a paraigües de sobretensió de classe 220 kV són altament efectives per assegurar la operació fiable de les paraigües de sobretensió. En el futur, a mesura que les tecnologies de detecció continuen innovant i desenvolupant, el nivell de gestió intel·ligent del sistema elèctric es veurà més aviat reforçat, proporcionant una garantia tècnica més sólida per a la operació segura i estable de la xarxa elèctrica.
