Tecnologie di Consegna e Test in Linea per Parafulmini per un Funzionamento Affidabile della Rete Elettrica
1. Panoramica della Tecnologia di Prova alla Consegna dei Parafulgmine
1.1 Necessità della Prova alla Consegna
La prova alla consegna è un passo cruciale per garantire le prestazioni e il funzionamento sicuro dei parafulgmine all'interno dei sistemi elettrici. Per i sistemi elettrici con tensioni fino a 220 kV, i parafulgmine svolgono un ruolo centrale nella protezione delle attrezzature elettriche dai danni causati da sovratensioni e colpi di fulmine. Tuttavia, durante il processo che va dalla fabbricazione all'effettiva operatività dopo l'installazione, fattori ambientali o errori durante il trasporto, lo stoccaggio e l'installazione possono influenzare le loro prestazioni. Attraverso la prova alla consegna, è possibile identificare tempestivamente difetti di fabbricazione, danni durante il trasporto e problemi di installazione, assicurando che il parafulgmine sia in condizioni ottimali prima di essere messo in servizio e prevenendo rischi di guasti durante l'operatività, mantenendo così la stabilità e la affidabilità della rete elettrica.
1.2 Contenuti Principali della Prova alla Consegna
La prova alla consegna si concentra su due aspetti fondamentali:
Prove sulle Prestazioni Elettriche: Verificano se le caratteristiche elettriche del parafulgmine soddisfano i requisiti di progettazione in condizioni specifiche, assicurando la sua funzione protettiva durante sovratensioni e colpi di fulmine. Le prove effettive includono elementi come la tensione continua di riferimento (che riflette le caratteristiche volt-ampere e non lineari), la prova della corrente di fuga, nonché la tensione di riferimento a frequenza industriale, la corrente di fuga a 0,75 volte la tensione continua di riferimento, il funzionamento del contatore di scariche, la tensione residua, la tensione di resistenza a frequenza industriale e le prove di tensione impulso, valutando complessivamente le prestazioni elettriche.
Prove sulla Resistenza d'Isolamento: Rilevano lo stato di isolamento del parafulgmine, identificando pericoli nascosti come danni all'isolamento e correnti di fuga eccessive durante l'operatività. Misurando la resistenza d'isolamento, si determina se le prestazioni di isolamento sono conformi agli standard, prevenendo problemi al sistema causati da guasti di isolamento.
1.3 Standard e Specifiche per la Prova alla Consegna
La prova alla consegna deve rigorosamente aderire agli standard e alle specifiche nazionali e internazionali per garantire prove accurate e affidabili. Gli standard definiscono chiaramente i metodi di prova e i requisiti tecnici per le caratteristiche elettriche e l'adattabilità ambientale dei parafulgmine. In combinazione con la situazione effettiva del sistema elettrico cinese, essi raffinano i requisiti per l'attrezzatura di prova, l'ambiente e le procedure, assicurando la standardizzazione del processo di prova e la credibilità dei risultati. Durante le prove, dovrebbe essere utilizzata attrezzatura e strumenti che soddisfano i requisiti di precisione, manovrati da personale qualificato secondo procedure standard. Inoltre, si dovrebbe fare attenzione alla temperatura, all'umidità e all'interferenza elettromagnetica dell'ambiente per simulare l'ambiente operativo effettivo e ottenere dati accurati.
2. Panoramica della Tecnologia di Prova in Servizio
2.1 Importanza della Prova in Servizio
La prova in servizio è ampiamente applicata nei sistemi elettrici, presentando i vantaggi di non invasività e monitoraggio in tempo reale:
Evitare perdite dovute a interruzioni di energia: La verifica può essere eseguita senza interruzione del flusso di energia, garantendo la continuità dell'approvvigionamento e riducendo gli impatti economici e sociali.
Monitoraggio dello stato in tempo reale: Rileva dinamicamente l'isolamento, la conducibilità e lo stato termico dei parafulgmine senza interferire con l'operatività normale, identificando tempestivamente potenziali pericoli di guasto e facilitando la manutenzione pianificata, prevenendo interruzioni di energia su larga scala e danni all'attrezzatura.
Gestione del ciclo di vita: Rilevando le prestazioni elettriche e lo stato di isolamento dei parafulgmine, si valuta la loro condizione di salute, assicurando il funzionamento appropriato durante i colpi di fulmine e le sovratensioni. L'analisi dei dati di prova consente la formulazione di strategie di manutenzione mirate, prolungando la durata di vita dell'attrezzatura e riducendo i rischi di guasto, fornendo una base per la manutenzione basata sullo stato e la manutenzione preventiva.
Promuovere lo sviluppo della smart grid: Migliorare l'affidabilità operativa dell'attrezzatura elettrica, garantire la sicurezza produttiva e gli benefici economici delle imprese elettriche, e facilitare l'aggiornamento della gestione intelligente e moderna dei sistemi elettrici.
2.2 Principi Tecnici della Prova in Servizio
Il principio tecnico della prova in servizio si basa principalmente su fenomeni fisici come l'elettromagnetismo, la termodinamica e l'acustica. Misurando e analizzando parametri come il campo elettromagnetico, il campo termico e le onde sonore dell'attrezzatura in stato di servizio, si giudica lo stato di funzionamento e la condizione di salute dell'attrezzatura.
I metodi comuni per la prova in servizio includono:
Rilevamento Infrarosso: Utilizzando la tecnologia di imaging termico infrarosso per rilevare la distribuzione della temperatura superficiale e il trasferimento di calore dell'attrezzatura, identificando aree ad alta temperatura anomala e diagnosticando problemi come sovraccarichi, contatti poveri o invecchiamento dell'isolamento.
Rilevamento Ultrasonico: Cattura i segnali ultrasonici generati all'interno e sulla superficie dell'attrezzatura per valutare lo stato di isolamento dell'attrezzatura.
Rilevamento della Tensione Impulso: Misura i segnali di tensione impulso all'interno dell'attrezzatura per determinare la posizione e la gravità dei difetti di isolamento, analizzando contemporaneamente caratteristiche come l'intensità del segnale, la frequenza e la forma d'onda della tensione.
Il principio fondamentale della prova in servizio può essere riassunto come:
Nella formula, E(t) è il segnale rilevato, A è l'ampiezza del segnale, φ è la frequenza angolare, ω è l'angolo di fase, e n(t) è il segnale di rumore.
2.3 Implementazione della Prova in Servizio
Quando si esegue una prova in servizio, selezionare e configurare l'attrezzatura/strumenti in base al tipo di oggetto da testare e all'ambiente operativo, abbinando sensori e rilevatori appropriati. Per la prova in servizio dei parafulgmine, gli strumenti comuni includono immagini termiche infrarosse, rilevatori ultrasonici, rilevatori di tensione impulso e tester in servizio—questi offrono alta sensibilità/risoluzione per un rilevamento accurato in ambienti elettromagnetici complessi.
Pre-test: Tarare gli strumenti per garantire l'accuratezza/stabilità delle misurazioni.
Durante il test: Disporre scientificamente i sensori nelle posizioni/angolazioni appropriate per coprire completamente le parti chiave e raccogliere dati accurati, assicurando l'affidabilità del test. Il personale di prova deve seguire rigorosamente le procedure, priorizzare la sicurezza e evitare errori/incidenti dovuti a manovre errate.
Post-test: Eseguire un'analisi approfondita dei dati, confermare/diagnosticare segnali anomali e adottare misure di manutenzione/riparazione mirate per determinare con precisione lo stato dell'attrezzatura e i guasti nascosti.
3 Analisi dei Casi di Applicazione Tecnologica
3.1 Caso di Prova alla Consegna
Per una prova alla consegna di un parafulgmine a 220 kV, il personale tecnico ha eseguito prove complete (prestazioni elettriche, resistenza d'isolamento, ecc.) su arrestatori appena installati.
Prova sulle prestazioni elettriche: I risultati della tensione continua di riferimento hanno mostrato che le caratteristiche elettriche erano conformi agli standard (curve volt-ampere lisce, senza fluttuazioni anormali).
Prova sulla resistenza d'isolamento: Gli arrestatori hanno dimostrato un buon isolamento (resistenza entro i limiti specificati).
Prova di tensione impulso: Un rilevatore ad alta sensibilità ha confermato l'assenza di anomalie interne di isolamento evidenti.
Durante le prove a frequenza industriale/tensione impulso, gli arrestatori hanno sopportato le tensioni nominali e funzionato normalmente. L'operatività stabile post-installazione ha verificato l'accuratezza del test, assicurando una messa in servizio sicura. Il personale tecnico ha ottimizzato i processi in base all'esperienza, migliorando l'efficienza/precisione.
3.2 Caso di Prova in Servizio
Durante un test in servizio in una sottostazione, il personale tecnico ha eseguito rilevamenti infrarossi e prove di tensione impulso su arrestatori a 220 kV in funzione:
Rilevamento infrarosso: Un immagine termico ha rilevato un aumento di temperatura anomalo di circa 10 °C in una posizione superiore.
Prova di tensione impulso: Ulteriori rilevamenti hanno rivelato segnali di tensione impulso più forti in questa posizione, indicando un difetto di isolamento—successivamente confermato da una resistenza d'isolamento inferiore al normale.
Riparazioni mirate hanno ripristinato l'operatività normale. Questo test ha eliminato tempestivamente i pericoli nascosti, fornendo un'esperienza preziosa per il monitoraggio e la manutenzione futuri dell'attrezzatura.
3.3 Sintesi dell'Esperienza e Raccomandazioni
Nella prova alla consegna dei parafulgmine, assicurare che le prestazioni elettriche e la resistenza d'isolamento siano conformi agli standard è la premessa fondamentale per una messa in servizio affidabile dell'attrezzatura. Durante le operazioni effettive, si dovrebbe prestare attenzione alla taratura e alla manutenzione degli strumenti di prova. La manutenzione regolare garantisce l'accuratezza e la stabilità delle misurazioni. Nel frattempo, rafforzare l'analisi e la gestione dei dati di rilevamento: stabilire registri sanitari dell'attrezzatura e costruire modelli di analisi delle tendenze per realizzare il monitoraggio in tempo reale dello stato dell'attrezzatura e la previsione dei guasti. I dati di prova in servizio in una certa sottostazione sono dettagliati nella Tabella 1.
Dalla Tabella 1, si può vedere che le prove in servizio standardizzate e la manutenzione tempestiva sono approcci efficaci per migliorare l'affidabilità operativa dell'attrezzatura, assicurando il funzionamento stabile del sistema elettrico.
4. Conclusione
Le tecnologie di prova alla consegna e di prova in servizio per i parafulgmine di classe fino a 220 kV sono estremamente efficaci per garantire il funzionamento affidabile dei parafulgmine. In futuro, con il continuo innovazione e sviluppo delle tecnologie di rilevamento, il livello di gestione intelligente del sistema elettrico sarà ulteriormente migliorato, fornendo una garanzia tecnica ancora più solida per il funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica.
