Investigatio de Technologia Detectionis Dischargei Partialis pro Unitatibus Ring Main Solid-Insulated
Cum progressione reticulorum urbanorum electricitatis, numerus installationum unitatum ring main solid-insulated (RMU) continuo crescit. Status operativus earum significanter impactat fidem approvisionationis systematis electrici. Consequuntur defectus gravis: damnum directum includit laesionem lineis et apparaturis tectis, etiam cum amissione electricitatis; consequentia indirecta causant interruptiones amplas clientium, perturbantes vitam cotidianam, productionem, etiam stabilimentum sociale.
Praesentia, insufficienciae methodorum probandi in agro RMU solid-insulated et frequentia defectuum insulationis in apparatu switchgear operante serium periculum ad operationem securam systematis electrici ponunt. Detectio partial discharge (PD) est methodus effectiva ad iudicandum status insulationis switchgear et focus investigationis huius temporis. Faciendo detectionem PD et diagnosin defectuum in apparatu high-voltage, data status crucialia pro maintenance condition-based praebentur, quae claves sunt ad securitatem et fidem operationis apparatorum. In apparatu high-voltage, degradatio insulationis ducens ad defectus non solum ab electricis campis, sed etiam ex viribus mechanicis, calore, vel actione combinata eorum cum electricis campis, ultime impactat qualitatem et fidem approvisionationis. Ad standardizandam et efficaciter implementandam probationem viva apparatorum electricorum, et referendo ad relevantes standards domesticos et internationales—praecipue basati in Notitia Production Substation Societatis State Grid [2011] No. 11 "Notitia de Emissione 'Specificationis Technicae pro Probatione Viva Apparatorum Electricorum (Experimentali)'"—hanc investigationem in detectione PD RMU foci.
II. Methodi Detectionis Partial Discharge pro Unitatibus Ring Main
1. Formae Energiae PD
Partial discharge est emissio pulsatilis. Praeter transferentiam charge et dissipationem potentiae, processus PD etiam generat radiationem electromagneticam, undas ultrasonicas, lucem, calorem, et novos byproducta chemica. Methodi detectionis haec phaenomena spectant, includentes detectionem electricam, acusticam, opticam, et chemicam. Inter has, methodi electrici et acustici sunt maxime communiter usi, sed effectivitas practica saepe limitatur, praecipue ob strepitum on-site significantem, qui facit difficile distinguere signa vera PD. Eliminare effectualiter interference est cruciale ad meliorandam performance detectionis apparatorum PD.
Phaenomena Sensus Detectionis:
- Electricus: (sensors TEV, UHF, HFCT)
- Acusticus: (sensors ultrasonic)
- Opticus: (visibilis per fenestras viewing in locis specificis durante emissionem)
- Thermicus: (infrared, licet effectivitas detectionis limitetur structura RMU tota clausa)
- Chemicus/Gas: (odor ozone, etc.)
2. Technologiae Detectionis
Numerous technologiae detectionis PD praesenter usi sunt pro switchgear, generaliter categorizati ut Methodi Directi (detectionem quantitatis apparentis discharge) et Methodi Indirecti (TEV, ultrasonic, UHF, detectionem acousto-electricam combinatam). Methodus directa est relativa; implicat injectionem quantitatis charge notae inter terminales test objecti ad creandum mutationem tensionis terminalis equivalentem illi causata per eventum PD. Haec injecta charge deinde refertur ut Quantitas Apparentis Discharge (Q) PD, mensurata in picocoulombs (pC). In praxi, quantitas apparentis discharge non est aequalis quantitati charge emittente in loco discharge intra test objectum; haec ultima non potest directe mensurari. Licet forma waveform tensionis generata trans impedentiam mensurandi ab PD current pulse possit differre ab illa causata per pulsus calibrationis, lecturas responsionis instrumentorum generaliter considerantur aequivalentes. Infra sunt duae technologiae detectionis RMU mainstream.
1) Detectionem Ultrasonicam pro RMU Solid-Insulated
Per receptionem signorum ultrasonicorum transmissorum per aerem et mensurationem pressionis acusticae signi PD, intensitas discharge inferri potest. Durante probationem ultrasonicam, sensor debet scannificari secundum suturas/gaps super superficie switchgear. Diagrammata reference praebent directionem in locis typicalibus detectionis.
2) Principium Detectionis Transient Earth Voltage (TEV)
Quando PD occurrit intra cabinetum high-voltage switchgear, pulsed current extrema brevitate durans fluit per canalem discharge, excitans waves electromagneticas transitorias. Celeritas processus discharge resultat in pulsum currentis abruptum cum capacitate fortis radiationis electromagneticae altae frequentiae. Haec radiatio potest propagari per aperturas in enclosure metallica, sicut gaskets sealing vel gaps circa insulation. Quando haec waves electromagneticae altae frequentiae propagantur extra cabinetum, inducunt voltage transientem super superficie externa relative ad earth ground. Hoc voltage transientem super earth (TEV) variat a millivolts ad volts cum tempore ascensionis paucis nanosecondis. Sensor TEV dedicatus positus extra cabinetum potest detectare hoc signum non-invasivo.
Loca Principalia Detectionis TEV (super parietibus oppositis):
- Busbars (connections, wall bushings, support insulators)
- Circuit Breakers
- Current Transformers (CT)
- Voltage Transformers (PT)
- Cable Terminations
Hae componentes sunt typice locatae in sectionibus media et inferioribus panelis frontalis, superioribus, mediis, et inferioribus panelis posterioris, et superioribus, mediis, et inferioribus panelis lateralis.
III. Localizatio et Identificatio Phasalis PD
Cum signa sensorum confirmata sint origine intra apparatum, Time Difference Of Arrival (TDOA) localization ad ulterius analysis positionalem usatur. Duo sensus ponuntur super superficie apparati; differentia temporis inter signa recepta (t2 - t1) analysatur ad determinandam locum PD, usualiter intra spatium unius metri a fonte.
1. Methodus Differentiae Temporis:
Assume PD source sit distantia X a sensu 1, velocitas wave electromagneticae = c (velocitas lucis), et differentia temporis t2 - t1 mensuratur per oscilloscopium.
X = (t2 - t1) * c / 2
Usando hanc formulam et regula, positio X determinari potest.
2. Methodus Bisectionis Planalis:
- Move duo sensus in spatio donec tempus adventus signi PD idem sit utroque. Hoc locat punctum discharge super plano bisectori perpendiculari inter duos sensus (Locating the Plane).
- Move sensus intra hoc planum bisectori donec tempus adventus iterum idem sit. Hoc locat punctum discharge super linea bisectori perpendiculari intra illud planum (Locating the Line).
- Move sensus secundum hanc lineam bisectoriam donec tempus adventus iterum idem sit. Hoc exacte locat locum discharge (Locating the Point).
Ad identificandam phase specificam experientem PD, methodus HFCT usatur ad detectandum signa in conductis ground (vel corpore) trium phase outgoing cables adjacentium. Signum currentis a phase defectiva exhibet amplitudinem maiorem et polaritatem oppositam comparata signis in aliis duabus phases, permittens identificationem simplicem phase defectivae.
