GIS-eszközök belső izolációs hibáinak elemzése és izolációs tesztelési módszerek

Magfeszültségi vezeték szúnyegjei

A magfeszültségi vezetékek telepítése során véletlen ütközések vagy rácsapások okozhatják a vezeték felületén fém szúnyegjeinek kialakulását, ahogy az ábra 1. mutatja. A hálózati frekvenciájú feszültség hatására a szúnyegvégű nagy elektromos mezők ionizáló hatása töltött részecskéket generál, amelyek elnyelhetik a parciális discer (PD) vagy a végleges lebukást. Azonban impulzusfeszültség esetén a nagy elektromos mező által indukált ionizálási folyamatnak nincs elegendő ideje fejlődni, ami valószínűbbé teszi a PD és a végleges lebukást.

Szennyeződés az izolátor felületén

A GIS szerkezet összeállítása során a helyszíni tisztítás gyakran nem elegendő, így por bekerülhet a GIS-be és lerakódhat az izolátor felületeire. Néhány esetben a rossz gyártási folyamatok gumi maradékot hagynak az izolátorokon. Ezek a hibák gyakran okozzák a lebukást a helyszíni tartósíthatósági vizsgálatok során. A lebukás során kiadott energia általában eltávolítja a szennyeződést, ami nehézzé teszi bármilyen nyomok megtalálását az izolátor felületén vagy más alkatrészekön a lebukás utáni elemzés során. Az ábra 2. egy olyan izolátort mutat, amely helyszínen lebukott, anélkül, hogy felületről látható anomáliákat találtunk volna rajta.

Ruházódó fém alkatrészek

A szállítás vagy működés során a mechanikai rezgés okozhatja, hogy a vízszintű fedőlapok, más fém alkatrészek és rögzítő csavarak ruházódjanak. Ilyen esetekben a rossz elektrikai kapcsolat parciális discert (PD) okoz, ami idővel végleges lebukásba is átfejlődhet. Az ábra 3. egy olyan vízszintű fedőlap telepítési szerkezetét mutatja, amelyre ezek a problémák jellemzőek.

Fém por a burkolóban

A szállítás vagy működés során a mechanikai rezgés okozhatja, hogy a fém alkatrészek között súrlódás keletkezzen, ami fém porokat eredményez. A telepítés során elégtelen helyszíni higiénia por vagy fém részecskéket hagyhat a burkoló belső felületén. Ezenfelül a rossz elektrikai kapcsolattól eredő parciális diszerek fém vagy fémötvözet részecskéket is előállíthatnak. Az ábra 3. a rossz kapcsolattól eredő diszerek által előidézett porokat mutatja. A működés során a fém porok ugrása végleges lebukásokhoz vezethet.

GIS izoláció hibák vizsgálati módszerei
Tartósíthatósági vizsgálat

A tartósíthatósági vizsgálatok szükségesek a kézbesítés és a nagyobb karbantartások után. A DL/T 555-2004 Útmutató a gázizolált, fémburkolatú váltókészülékek helyszíni tartósíthatósági és izoláció vizsgálatához előírja a helyszíni vizsgálatok követelményeit és módszereit [4]. A váltófrekvenciás feszültség érzékeny a szabadon mozgó vezető részecskékre és más vegyületekre, ami alkalmas a szennyeződés, ruházódó fém alkatrészek és a burkolóban lévő fém porok detektálására. Az impulzusfeszültség hatékony a szennyeződés és a rendellenes elektromos mezőstruktúrák detektálására, így ideális a fém szúnyegjeinek és a belső fém porok detektálására.

Parciális diszerek (PD) vizsgálata

A helyszíni tartósíthatósági vizsgálatok során a PD mérésnek egyszerre kellene végrehajtani. Jelenleg a pulszipáram-módszer a PD jel mérése hálózati frekvenciájú vizsgálati feszültség mellett leggyakrabban használt. Ugyanakkor ez a módszer gyakran nem képes detektálni a fém szúnyegjeit és a belső fém porokat. Ezért szükséges a PD mérés impulzusfeszültség mellett. Az impulzusfeszültség hatására a vizsgálati áramkörben fellépő zavarok elkerüléséhez magas frekvenciájú, ultra-magass frekvenciájú (UHF) vagy ultrahang detektálási módszereket lehet használni.

Élő PD detektálás és online monitorozás

A ruházódó fém alkatrészek és a működés során keletkező fém porok ilyen hibái esetén aktívan kell végrehajtani az élő PD detektálást és az online monitorozást. A szenzorok működési elvétől függően az élő detektálási módszerek közé tartozik az UHF és az ultrahang technika. Az élő detektálás alkalmas a rendszeres ellenőrzésekhez, míg az online monitorozás ideális a ismert hibák követésére.

Következtetések és kilátások

A GIS belső izoláció hibái főként négy típusba oszthatók: magfeszültségi vezeték szúnyegjei, izolátor felületi szennyeződések, ruházódó fém alkatrészek és belső fém porok. Ahhoz, hogy ezek a hibák ne fejlődhessenek végleges hibákká, izoláció vizsgálatokat és PD detektálást kell végrehajtani a kézbesítés és a működés során. A kézbesítési vizsgálatok során a fém szúnyegjei és porok ilyen hibái esetén az impulzusfeszültség mellett végzett PD detektálást kell prioritásként kezelni.