Способ измерения частичных разрядов Российский патент 2018 года по МПК G01R31/12 

Изобретение относится к области высоковольтной электротехники и электроэнергетики. Широко известный /1/ способ измерения частичных разрядов, состоящий в подаче на испытуемый объект высокого переменного напряжения и фиксации сигналов от датчиков с последующей математической обработкой (дифференцирование, высокочастотная фильтрация, усиление, интегрирование). Недостатком способа является сложность операций с возможными ошибками при определении коэффициентов преобразования, отсутствием возможности сравнения с методами прямого измерения.

Наиболее близким по сути (прототипом) является /2/ способ измерения частичных разрядов, состоящий в подаче на испытуемый объект высокого переменного напряжения и временной фиксации сигналов от датчиков. Недостаток такого способа состоит в его относительно низкой разрешающей способности, ибо в сигналах датчиков содержатся значительные помехи: внутренние - от источника испытательного напряжения (чаще всего это статический преобразователь частоты), внешние - от другого электрооборудования. При подаче синусоидального напряжения, кривая волны которого имеет переменную величину, участки проявления частичных разрядов соседствуют с участками, на которых разрядов нет. В ряде случаев (генераторы /3/) для выявления дефектов изоляции приходится подавать повышенное напряжение.

Техническая задача, решаемая в предложении, состоит в повышении точности.

Техническая задача решается за счет того, что форму высокого напряжения формируют с пологим фронтом нарастания по абсолютной величине в оба полупериода напряжения.

Дополнительно формируют крутой фронт спада (скачок) напряжения от максимальной величины до нулевого значения.

Еще одно дополнение состоит в том, что формируют крутой фронт изменения полярности напряжения в моменты достижения им максимальной величины.

На фиг. 1 приведена схема для реализации способа. Испытуемый объект 1 (например, высоковольтный мощный трансформатор) подключен к статическому преобразователю частоты (СПЧ) 2, снабженному задающим генератором 3, присоединенным к его входу. На объекте 1 установлен датчик 4 частичных разрядов любой из известных конструкций (например, ПИН датчик), который присоединен к измерителю 5. Задающий генератор 3 может формировать напряжение в виде трапеции (фиг. 2) или треугольной (фиг. 3) формы, со скачком в амплитуде формы. Также может быть представлена другая форма суммы треугольного или трапецеидального и прямоугольного меандра (фиг. 4 и 5 соответственно). СПЧ 2 представляет собой высоковольтный инвертор с выходным фильтром. Инвертор выполнен на транзисторах и питается от выпрямителя с фильтром (конденсатор). Известным образом, путем широтно-импульсной модуляции на выходе СПЧ 2 формируются указанные формы (фиг. 2, 3, 4, 5) напряжений. Под воздействием таких напряжений в изоляции объекта 1 возникают частичные разряды, заряд которых является показателем прочности изоляции объекта 1. Эти разряды улавливаются датчиком 4 и фиксируются измерителем 5. Частичные разряды представляют собой пробои мелких пузырьков внутри изоляции. При малых мгновенных значениях разряды не возникают.

Обоснованием полезности и эффективности предложенных форм напряжения является известный факт о том, что частичные разряды при синусоидальном напряжении возникают на пологой нарастающей части волны напряжения, т.е. по времени они занимают менее 40% времени. При использовании же предложенных форм напряжения разряды возникают почти на всей продолжительности волн напряжения. Скачки от амплитуды к промежуточному значению (фиг. 3, 4) обеспечивают большую крутизну фронта напряжения, т.е минимизируют время перехода из одной активной зоны (активной по частоте разрядов) в другую активную зону. Различные формы волны напряжения позволяют более четко выявлять разряды в разных участках изоляции. Из сравнения видно, что предложенные формы напряжения обеспечивают большее количество разрядов. Отсутствие «мертвых зон» (промежутки времени, в которые разрядов нет) позволяет с большой очевидностью выявить слабые места в изоляции, которые проявляются при нарастающем или максимальном напряжении. Величина скачка (фиг. 4, 5) выбирается из опыта на 10-20% ниже напряжения начала разрядов.

Источники информации

1. Патент РФ №2019850, кл. G01R 31/12, 1991.

2. ГОСТ 20074-83. Методы измерения частичных разрядов.

3. Алексеев Б.А. Определение состояния (диагностика) крупных гидрогенераторов. М.: ЭНАС, 1998, стр. 28.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Предложены новые формы испытательного напряжения треугольного, трапецеидального типа или их суммы с прямоугольным меандром для выявления частичных разрядов. Техническим результатом, наблюдаемым при реализации заявленного решения, является повышение точности обнаружения слабых мест изоляции. 2 з.п. ф -лы, 5 ил.

1. Способ измерения частичных разрядов, состоящий в подаче на испытуемый объект высокого переменного напряжения и фиксации сигналов от датчиков, отличающийся тем, что форму высокого напряжения формируют с пологим линейным фронтом нарастания по абсолютной величине в оба полупериода напряжения.

2. Способ измерения частичных разрядов по п. 1, отличающийся тем, что формируют крутой фронт спада (скачок) напряжения от максимальной величины до нулевого значения.

3. Способ измерения частичных разрядов по п. 1, отличающийся тем, что формируют крутой фронт спада (скачок) напряжения от максимальной величины до значения другой полярности.