Jak bezpiecznie monitorować częściowe wyładowania w RMU?

Zanik izolacji w sprzęcie elektrycznym jest zazwyczaj spowodowany wieloma czynnikami. W trakcie eksploatacji materiały izolacyjne (takie jak żywice epoksydowe i końcówki kablowe) stopniowo ulegają degradacji z powodu oddziaływania cieplnego, elektrycznego i mechanicznego, co prowadzi do powstania pustek lub szczelin. Alternatywnie, zanieczyszczenia i wilgoć – takie jak osad pyłu czy soli lub środowiska o wysokiej wilgotności – mogą zwiększać przewodność powierzchniową, wywołując rozładowania koronowe lub ścieżki powierzchniowe. Ponadto, impulsy piorunowe, przełączane napięcia nadmiarowe lub rezonansowe napięcia nadmiarowe mogą również indukować rozładowania w słabych punktach izolacji. Dodatkowo, długotrwała eksploatacja przy dużym obciążeniu i nadmiernym prądzie może powodować nagrzewanie przewodników, co przyspiesza proces starzenia termicznego materiałów izolacyjnych.

Dla jednostek pierścieniowych (RMU), te czynniki są nieuniknione podczas normalnej eksploatacji. W krótkim okresie energia z rozładowań częściowych jest stosunkowo niewielka i może nie bezpośrednio powodować przepuklenia izolacji, ale może generować zakłócenia elektromagnetyczne (np. zakłócenia radiowe). Jednakże, jeśli pozostawione bez interwencji, długotrwałe występowanie takich rozładowań może prowadzić do bardziej poważnych konsekwencji: zanik izolacji i efekty termiczne znacząco zwiększają ryzyko systemu, a w skrajnych przypadkach rozładowania częściowe mogą ewoluować w przepuklenie przez całą grubość, prowadząc do awarii sprzętu, lokalnych przestojów, a nawet pożarów i eksplozji. Dlatego skuteczne wykrywanie i techniczne środki zapobiegające rozładowaniom częściowym w RMU są niezbędne do zapewnienia bezpiecznej i stabilnej eksploatacji.

Inteligentne monitorowanie i wczesne ostrzeganie reprezentują bardzo skuteczną techniczną metodę. Systemy monitorowania online wykorzystują czujniki ultra-wysokiej częstotliwości (UHF) i emisji akustycznej (AE) do natychmiastowego przechwytywania sygnałów rozładowań. Edge computing służy do filtrowania i redukcji szumów, łącząc się z algorytmami AI do identyfikacji typów rozładowań – takich jak rozładowania koronowe lub w pustkach – umożliwiając analizę danych i diagnostykę. Mechanizm ostrzegania jest tworzony poprzez ustawienie progów, które inicjują alarmy i lokalizują źródło rozładowań.

Ponadto, podczas eksploatacji i konserwacji, okresowe kontrole za pomocą przenośnych detektorów mogą sprawdzać połączenia kablowe i łącza szynowe. Termografia infraczerwona może być również wykorzystywana do pośredniego identyfikowania obszarów rozładowań poprzez nietypowe wzorce temperatury. Łączenie technik UHF, AE i TEV (Tymczasowe Napięcie Ziemi) umożliwia kompleksową diagnostykę, znacznie zwiększając dokładność i niezawodność wykrywania.

Rozładowania częściowe w jednostkach pierścieniowych są wczesnym wskaźnikiem degradacji systemu izolacji. Zapobieganie i kontrola powinny być realizowane poprzez wielowymiarowy ramowy ochrony obejmujący projektowanie sprzętu, zarządzanie środowiskiem, technologie monitorowania i praktyki konserwacji. Poprzez kontrolę środowiska, inteligentne monitorowanie i regularne kontrole można znacznie zmniejszyć prawdopodobieństwo awari spowodowanych rozładowaniami częściowymi, zapewniając bezpieczną i stabilną pracę sieci energetycznej.