СТЭЛЛ-301А - акустическая система анализа частичных разрядов

СТЭЛЛ-301А – акустическая система анализа частичных разрядов

Назначение системы СТЭЛЛ 301 А

Система СТЭЛЛ-301A предназначена для регистрации акустических сигналов от частичных разрядов различного оборудования высокого напряжения класса 110 кВ и выше - электрических станций, подстанций и т.д., в том числе:

• силовых трансформаторов и вводов высокого напряжения,
• концевых и других муфт кабелей с полиэтиленовой и масляной изоляцией,
• элементов распределительных устройств, в том числе элегазовых (КРУЭ).

Система СТЭЛЛ-301A может использоваться как при эксплуатации оборудования под рабочим напряжением, так и при заводских испытаниях.

Примечания:

• В зависимости от решаемых задач число используемых датчиков может быть от 1 до 32 штук.
• При использовании системы для контроля изоляции силовых трансформаторов с решением задачи определения места положения дефекта по глубине используется специальное устройство установки четырех акустических датчиков (антенна).

Принцип действия системы

Принцип действия системы СТЭЛЛ-301А основан на регистрации сигналов частичных разрядов, сопровождающих дефекты изоляции оборудования высокого напряжения.

Частичные разряды регистрируются акустическими датчиками, устанавливаемыми на контролируемом оборудовании.

Электрические сигналы с акустических датчиков анализируются в устройстве сбора и обработки информации по программе, установленной в переносном компьютере.

На экране компьютера отображается временная и спектральная формы сигналов с акустических датчиков (параллельно по четырем каналам), с указанием всех основных параметров сигналов и их спектров.

На рисунке приведен пример сигналов частичных разрядов с акустических датчиков, установленных на концевой муфте кабеля 110 кВ с полиэтиленовой изоляцией - (Луч 1, красный) и на участке этого кабеля - (Луч 2, зеленый). Запись сделана за время около 30 дней до пробоя этой муфты.

На рисунке показана форма сигнала на концевой муфте другого типа (Луч 1, красный - на опорной муфте, Луч 2, зеленый - на "хвостовике"). По результатам диагностики муфта была заменена.

На рисунке представлен спектр сигнала частичного разряда.

По отображаемым сигналам и их параметрам можно сделать вывод о наличии сигналов частичных разрядов, степени их опасности, и выдать соответствующие рекомендации, например: о возможности эксплуатации при периодическом контроле изоляции, необходимости проведения ремонта или срочного отключения.

Преимущества системы

В отличие от систем измерения частичных разрядов электрическими методами данная акустическая система свободна от влияния индустриальных и естественных электромагнитных полей, часто затрудняющих проведение регистрации частичных разрядов в процессе эксплуатации оборудования.

Кроме того, в отличие от систем контроля электрическими методами система позволяет проводить локализацию места положения дефекта изоляции.

Акустические помехи звукового диапазона устраняются использованием акустических датчиков, работающих в диапазоне ультразвуковых частот - порядка 100 кГц.

Особенным преимуществом системы является возможность устранения влияния помех за счет использования заложенных в систему алгоритмов анализа спектра.

Зарегистрированные сигналы от частичных разрядов сохраняются в памяти компьютера, что позволяет, при необходимости, выявлять тенденцию развития дефекта изоляции во времени.

Способ применения

Применение системы в большинстве случаев достаточно простое.

Оно заключается в установке акустического датчика на заземленную часть оборудования высокого напряжения, подключении к датчику устройства сбора и обработки информации и переносного компьютера, включении программы обработки и анализа формы сигнала (а при необходимости и спектра) на экране компьютера.

В отдельных случаях (например при контроле вводов силовых трансформаторов) установка датчиков и вывод от них кабелей должна проводиться при отключении оборудования.

А контроль частичных разрядов осуществляется при последующем включении.

Для определения места положения дефекта изоляции силового трансформатора целесообразно осуществлять последовательную установку датчика с магнитным креплением по поверхности трансформатора. Этим определяются точки с максимальным акустическим сигналом.

По алгоритмам анализа спектра сигналы частичных разрядов отделяются от помех, вызванных магнитопроводом в ультразвуковом диапазоне частот (в звуковой области сигналы не воспринимаются используемыми акустическими датчиками).

В ряде случаев возможно определение места положения дефекта и по глубине.

Для этого используется специальное устройство установки четырех датчиков (антенна), которое размещается на баке трансформатора в точках максимального акустического сигнала, и запускается специальная программа автоматического вычисления координат расположения дефекта изоляции.

Примеры практического использования

Образцы системы СТЭЛЛ-301А используются в течение ряда лет в МОСЭНЕРГО (г. Москва, РОССИЯ) при контроле изоляции силовых трансформаторов класса напряжения 110-500 кВ, элементов КРУЭ, концевых муфт кабелей с полиэтиленовой изоляцией 110 кВ и др.

Применение данных систем позволило обнаружить целый ряд дефектов изоляции концевых муфт, элементов КРУЭ, силовых трансформаторов на предприятиях МОСЭНЕРГО, предотвратив тем самым возможность появления аварийных ситуаций.