Tecnoloxías de Entrega e Probas en Directo de Para-raios para un Funcionamento Confiábel da Rede Eléctrica

1. Panorámica da Tecnoloxía de Probas de Entrega de Pararraios

1.1 Necesidade das Probas de Entrega

A proba de entrega é un paso crucial para garantir o rendemento e a operación segura dos pararraios nos sistemas eléctricos. Para os sistemas eléctricos con niveis de tensión de 220 kV ou inferior, os pararraios desempeñan un papel central na protección do equipo eléctrico contra danos causados por sobretensións e golpes de raio. No entanto, durante o proceso desde que o pararraios sae da fábrica ata a súa efectiva operación despois da instalación, factores ambientais ou descuidos operativos durante o transporte, almacenamento e instalación poden afectar o seu rendemento. A través da proba de entrega, poden identificarse de forma rápida defectos de fabricación, danos de transporte e problemas de instalación, asegurando que o pararraios está en condición óptima antes de ser posto en funcionamento e evitando riscos de fallos durante a operación, mantendo así a estabilidade e fiabilidade da rede eléctrica.

1.2 Contidos Principais das Probas de Entrega

A proba de entrega centra-se en dous aspectos principais:

• Probas de Rendemento Eléctrico: Verifica se as características eléctricas do pararraios cumpren os requisitos de deseño en condicións específicas, asegurando a súa función protectora durante sobretensións e golpes de raio. As probas reais inclúen items como a tensión de referencia en corrente continua (que refleixa as características voltamperiométricas e non lineares), probas de corrente de fuga, así como a tensión de referencia en corrente alterna, corrente de fuga ao 0,75 da tensión de referencia en corrente continua, operación do contador de descargas, tensión residual, tensión de resistencia en corrente alterna e probas de tensión de impulso, avaliando comprehensivamente o rendemento eléctrico.

• Probas de Resistencia de Aislamento: Detecta o estado de aislamento do pararraios, identificando perigos ocultos como danos no aislamento e corrente de fuga excesiva durante a operación. Medindo a resistencia de aislamento, determina se o rendemento de aislamento cumple coas normas, prevenindo problemas do sistema causados por fallos de aislamento.

1.3 Normas e Especificacións para as Probas de Entrega

As probas de entrega deben aderirse estritamente ás normas e especificacións nacionais e internacionais para asegurar unha proba precisa e fiable. As normas definen claramente os métodos de proba e os requisitos técnicos para as características eléctricas e a adaptabilidade ambiental dos pararraios. Combinadas coa situación real do sistema eléctrico chinés, refinan os requisitos para o equipo de proba, o ambiente e os procedementos, asegurando a estandarización do proceso de proba e a credibilidade dos resultados. Durante a proba, debe usarse equipo e instrumentos que cumpran coas especificacións de precisión, operados por persoal profesional segundo procedementos estándar. Ao mesmo tempo, debe prestarse atención á temperatura ambiental, humidade e interferencia electromagnética para simular o ambiente de operación real e obter datos precisos.

2. Panorámica da Tecnoloxía de Probas en Servicio

2.1 Importancia das Probas en Servicio

As probas en servizo teñen unha amplia aplicación nos sistemas eléctricos, destacándose polas vantaxes de non ser intrusivas e permitir a monitorización en tempo real:

• Evitar perdas debido a cortes de corrente: A detección pode realizarse sen interrupción da corrente, asegurando a continuidade do suministro eléctrico e reducindo os impactos económicos e sociais.

• Monitorización en tempo real do estado: Detecta dinamicamente o aislamento, a conductividade e o estado térmico dos pararraios sen interferir coa operación normal, identificando de forma rápida posibles peligros de fallo e facilitando a manutención planificada, evitando cortes de corrente a gran escala e danos no equipo.

• Xestión do ciclo de vida completo: Mediante a detección do rendemento eléctrico e o estado de aislamento dos pararraios, avalía as súas condicións de saúde, asegurando a súa correcta operación durante golpes de raio e sobretensións. O análise dos datos de proba permite formular estratexias de manutención orientadas, alargando a vida útil do equipo e reducindo os riscos de fallos, proporcionando unha base para a manutención basada no estado e a manutención preventiva.

• Promover o desenvolvemento da rede inteligente: Melhora a fiabilidade operativa do equipo eléctrico, asegura a produción segura e os beneficios económicos das empresas eléctricas e facilita a actualización da xestión intelixente e modernizada dos sistemas eléctricos.

2.2 Principios Técnicos das Probas en Servicio

O principio técnico das probas en servizo basease principalmente en múltiples fenómenos físicos como a electromagnetismo, a termodinámica e a acústica. Mediante a medida e análise de parámetros como o campo electromagnético, o campo térmico e as ondas sonoras do equipo en servizo, xudga o estado de operación e a condición de saúde do equipo.

Os métodos comúns para as probas en servizo inclúen:

• Detección Infravermella: Utiliza a tecnoloxía de termografía infravermella para detectar a distribución de temperatura na superficie e a transferencia de calor do equipo, identificando áreas de alta temperatura anómala e diagnosticando problemas como sobrecalentamiento, contacto deficiente ou envellecemento do aislamento no equipo.

• Detección Ultrasonora: Captura sinais ultrasonoros xerados dentro e na superficie do equipo para avaliar o estado de aislamento do equipo.

• Detección de Tensión de Impulso: Mide os sinais de tensión de impulso dentro do equipo para determinar a localización e a gravidade dos defectos de aislamento, analizando simultaneamente características como a intensidade do sinal, a frecuencia e a forma de onda da tensión.

O principio básico das probas en servizo pode resumirse como:

Na fórmula, E(t) é o sinal detectado, A é a amplitud do sinal, φ é a frecuencia angular, ω é o ángulo de fase, e n(t) é o sinal de ruído.

2.3 Implementación das Probas en Servicio

Ao realizar probas en servizo, selecciona e configura o equipo/instrumentos en función do tipo de obxecto de proba e do ambiente de operación, combinando sensores e detectores apropiados. Para as probas en servizo de pararraios, as ferramentas comúns inclúen cámaras termográficas infravermellas, detectores ultrasonoros, detectores de tensión de impulso e probadores en servizo, que ofrecen alta sensibilidade/resolución para detección precisa en entornos electromagnéticos complexos.

Pre-proba: Calibra os instrumentos para asegurar a precisión/estabilidade da medida.
Durante a proba: Dispón científicamente as posicións/ángulos dos sensores para cubrir completamente as partes clave e recoller datos precisos, asegurando a fiabilidade da proba. O persoal de proba debe seguir estritamente os procedementos, priorizando a seguridade e evitando erros/accidentes debido a operacións incorrectas.

Post-proba: Realiza unha análise profunda dos datos, confirma/diagnostica os sinais anómalos e toma medidas de manutención/reparación orientadas para determinar de forma precisa o estado do equipo e os fallos ocultos.

3 Análise de Casos de Aplicación da Tecnoloxía

3.1 Caso de Prueba de Entrega

Para unha proba de entrega de pararraios de 220 kV, o persoal técnico realizou probas comprehensivas (rendemento eléctrico, resistencia de aislamento, etc.) en pararraios recén instalados.

• Proba de rendemento eléctrico: Os resultados da tensión de referencia en corrente continua mostraron que as características eléctricas cumprían as normas (curvas voltamperiométricas lisas, sen fluctuacións anómalas).

• Proba de resistencia de aislamento: Os pararraios exhibiron un bo aislamento (resistencia dentro dos rangos especificados).

• Proba de tensión de impulso: Un detector de alta sensibilidade confirmou que non había obvios defectos de aislamento interno.

Durante as probas de tensión en corrente alterna e tensión de impulso, os pararraios resistiron as tensións nominais e funcionaron normalmente. A operación estable despois da instalación verificou a precisión da proba, asegurando a puesta en marcha segura. O persoal técnico optimizou os procesos baseándose na experiencia, mellorando a eficiencia/precisión.

3.2 Caso de Prueba en Servicio

Durante unha proba en servizo nunha subestación, o persoal técnico realizou detección infravermella e probas de tensión de impulso en pararraios de 220 kV en funcionamento:

• Detección infravermella: Unha cámara termográfica detectou un aumento de temperatura anómalo de ~10 °C nunha posición superior.

• Proba de tensión de impulso: Unha detección adicional revelou sinais de tensión de impulso máis fortes nesta posición, indicando un defecto de aislamento—posteriormente confirmado por unha resistencia de aislamento inferior ao normal.

Reparos orientados restabeleceron a operación normal. Esta proba eliminou oportunamente os perigos ocultos, proporcionando valiosa experiencia para futuras monitorizacións e manutencións do equipo.

3.3 Resumo de Experiencias e Recomendacións

Nas probas de entrega de pararraios, asegurar que o rendemento eléctrico e a resistencia de aislamento cumpran as normas é a precondición central para a puesta en marcha fiable do equipo. Durante a operación real, debe prestarse atención á calibración e manutención do equipo de proba. A manutención regular asegura a precisión e estabilidade da medida. Ao mesmo tempo, fortalece a análise e xestión dos datos de detección: establece rexistros de saúde do equipo e constrói modelos de análise de tendencias para realizar a monitorización en tempo real do estado do equipo e a predicción de fallos. Os datos de proba en servizo dunha subestación específica están detallados na Táboa 1.

A partir da Táboa 1, pódese observar que as probas en servizo estandarizadas e a manutención oportuna son enfoques eficaces para mellorar a fiabilidade operativa do equipo, asegurando a operación estable do sistema eléctrico.

4. Conclusión

As tecnoloxías de proba de entrega e proba en servizo para pararraios de clase 220 kV ou inferior son altamente efectivas para asegurar a operación fiable dos pararraios. No futuro, a medida que as tecnoloxías de detección siguen innovando e desenvolvéndose, o nivel de xestión intelixente do sistema eléctrico será aínda máis mellorado, proporcionando así unha garantía técnica máis sólida para a operación segura e estable da rede eléctrica.