Мониторинг состояния ускорения всплеска: обнаружение потенциальных сбоев с помощью анализа тока утечки и инфракрасной термографии

1. Введение

Остановщики всплесков , в частности, арестователи типа металлического варистора (MOV) играют жизненно важную роль в защите систем энергосистемы от мощных ударов и скачков переключения. Хотя эти устройства, как правило, являются надежными, они подвержены старению и различным стрессам окружающей среды, которые могут поставить под угрозу их эффективность. Традиционные подходы к техническому обслуживанию часто зависят от периодических визуальных осмотров и запланированных замены, которые могут либо пропустить разработку разломов, либо привести к преждевременной замене. Расширенные диагностические методы, такие как измерение тока утечки и инфракрасная термография, предлагают более научный подход к обслуживанию на основе состояния, позволяют коммунальным предприятиям и отраслям оптимизировать свои стратегии обслуживания.

2. Важность диагностики ареста всплеска

Неудачный арест может вызвать короткий замыкание, что приведет к повреждению оборудования, отключениям электроэнергии и даже угрозам безопасности. Диагностическое тестирование помогает в:

· Прогнозирование неудач: идентификация арестователей, которые приближаются к концу их срока службы.

· Предотвращение перебоев: избегание незапланированного времени простоя путем планирования замен во время запланированного технического обслуживания.

· Снижение затрат: минимизация стоимости, связанных с повреждением оборудования и ремонтом чрезвычайных ситуаций.

· Повышение безопасности: смягчение рисков взрывов или пожаров, вызванных сбоями ареста.

Полем Текущий анализ утечки

3.1. Принцип работы

Старевщики с оксидом металла демонстрируют небольшой проводящий ток при нормальном рабочем напряжении, известный как ток утечки. Этот ток состоит из двух компонентов:

· Резистивный ток (IR): это находится на фазе с напряжением и является ключевым показателем здоровья ареста. Увеличение IR означает деградацию дисков MOV.

· Емкостный ток (IC): это приводит к напряжению на 90 градусов и, как правило, стабилен в течение жизни Ареста.

Общий ток утечки (IT) - это векторная сумма IR и IC. В качестве возраста ареста резистивный компонент обычно увеличивается из -за ухудшения зерен оксида цинка, что приводит к нагреванию и потенциально термическому бегству.

3.2. Методы измерения

Ток утечки может быть измерен с использованием специализированных инструментов, часто называемых тестерами ареста или анализаторами тока утечки. Эти устройства обычно используют следующие методы:

· Анализ третьей гармоники: использует нелинейную характеристику движения для извлечения резистивного компонента из общего тока утечки.

· Метод компенсации: использует эталонный конденсатор для отмены емкостного тока, оставляя резистивный компонент для анализа.

Измерение в режиме онлайн и автономного производства: измерение в режиме онлайн выполняется с помощью ареста под напряжением и является наиболее распространенным подходом, поскольку он не требует отключения системы. Офтезовое тестирование применяет испытательное напряжение к дегрессетеру.

3.3. Интерпретация результатов

Диагностический фокус связан с резистивным током (IR) и его изменением с течением времени.

· Абсолютное значение: сравнение измеренного IR с указанными ограничениями производителя или типичных значений для аналогичных арестователей (часто в диапазоне десятков до нескольких сотен микроампер).

· Анализ трендов: отслеживание постепенного увеличения IR по сравнению с последовательными измерениями является более надежным показателем прогрессивной деградации, чем единственное абсолютное значение. Внезапное или резкое увеличение является явным предупреждающим знаком.

· Угол фаз: разность фаз между фундаментальной частотой напряжения и током также может использоваться для оценки состояния.

Критерии принятия: Несмотря на то, что руководящие принципы производителя являются первичными, общее правило состоит в том, что ИК -значение, которое удвоилось от его первоначального чтения или превысило предопределенный порог (например, 500 мкА), требует дальнейшего изучения или замены.

4. Инфракрасная термография (тепловая визуализация)

4.1. Принцип работы

Инфракрасная термография обнаруживает тепло, генерируемое потери мощности в рамках ареста. Здоровый арест имеет очень низкие потери и, следовательно, минимальный повышение температуры над окружающей средой. Когда резистивный ток утечки увеличивается из -за деградации, потери мощности (I²R) увеличиваются, что приводит к измеримому повышению температуры корпуса ареста.

4.2. Процедура измерения

1. Оборудование: используйте высококачественную теплопроводительную камеру, предпочтительно с точностью измерения температуры ± 2 ° C или лучше.

2. Обеспечить четкую линию зрения на ареста.

3. Настройки излучения: правильно установите значение излучения фарфорового или полимерного корпуса в настройках камеры для точных показаний температуры.

4. Нагрузка и окружающие факторы: рассмотрим ток нагрузки и температуру окружающей среды, поскольку они могут влиять на результаты. Часто лучше всего выполнить сканы в аналогичных условиях для сравнительного анализа.

5. Справочная точка: всегда включайте контрольную точку (например, шин или точку подключения) в изображение для сравнения.

4.3. Интерпретация результатов

· Здоровый арест: покажет равномерное распределение температуры по ее длине, причем температурный повышение всего на несколько градусов по Цельсию выше окружающей среды.

· Неисправность/разлагающий арест: будет иметь заметную горячую точку, обычно в одном из модулей или сараев. Значительная разница в температуре между неисправным участком и остальной частью корпуса или смежного оборудования является критическим показателем.

· Тяжелая внутренняя разлома: может показать очень выраженный повышение температуры, легко идентифицируемый на фоне.

Примечание. Чистая поверхность имеет решающее значение для точной термографии, так как грязь или влага могут создать вводящие в заблуждение горячие или холодные пятна.

5. Интегрированный диагностический подход

Наиболее эффективная стратегия объединяет оба метода:

1. Скрининг с инфракрасной термографией: Используйте ИК-сканирование для быстрого, безконтактного скрининга всех арестователей в подстанции. Это помогает быстро идентифицировать единицы с кажущимися тепловыми аномалиями.

2. Подробный анализ с током утечки: для арестователей, которые показывают тепловые аномалии или находятся в критических приложениях, выполните подробный анализ тока утечки, чтобы количественно определить уровень деградации и подтвердить результаты.

Этот комбинированный подход обеспечивает комплексную оценку, используя сильные стороны обоих методов для повышения диагностической уверенности.

6. Заключение

Проактивное мониторинг условий арестователей всплеска больше не является роскошью, а необходимостью обеспечения надежности и безопасности современных энергетических систем. Анализ тока утечки и инфракрасная термография представляют собой два мощных, дополнительных метода, которые обеспечивают глубокое понимание здоровья арестователей-оксида металла. Регулярно применяя эту диагностику и в тренде результатов, команды по техническому обслуживанию могут переходить от реактивной или основанной на времени модели технического обслуживания к прогнозной, в конечном итоге снижение затрат и предотвращение неожиданных сбоев.