Способ диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования Российский патент 2019 года по МПК G01R31/02 G01R19/00 

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для диагностики состояния изоляции электрического оборудования, в частности, асинхронных электродвигателей.

Из уровня техники известен способ [1] определения места локализации и вида дефектов в активной части электрической машины, находящейся в рабочем режиме, заключающийся в том, что на разные стороны наружной поверхности корпуса контролируемого объекта (электрической машины) устанавливают не менее 4-х измерительных датчиков частичных разрядов, подключенных к регистрирующей аппаратуре. Поочередно перемещают каждый из датчиков в пределах границ поверхности корпуса, на которую он установлен, до получения на выходе датчика максимального сигнала, после чего фиксируют датчик на поверхности корпуса в этом положении. Запоминают с помощью регистрирующей аппаратуры форму выходного сигнала датчика. После фиксации первого датчика, следующие датчики фиксируют при условии совпадения формы их выходных сигналов с формой выходного сигнала первого датчика. Измеряют время запаздывания принятых датчикам сигналов относительно первого принятого сигнала. По их величине определяют место локализации дефектного узла. По форме выходного сигнала датчика судят о виде разрядного явления.

Недостатком указанного способа является необходимость проведения вручную большого количества работ по поиску дефектов на электродвигателе, находящемся в эксплуатации, и выполнения ручного анализа полученных сигналов с целью определения предполагаемого типа дефекта. Соответственно, снижается достоверность диагностики из-за влияния человеческого фактора.

Также из уровня техники известен способ [2] измерения характеристик частичных разрядов электрическим методом при испытаниях и/или эксплуатации высоковольтного оборудования в трехфазной системе, находящейся под воздействием напряжения промышленной частоты, позволяющий определить максимальное значение кажущегося заряда частичного разряда.

Недостатками указанного способа являются отсутствие возможности определения типов дефектов изоляции высоковольтного оборудования, инициировавших возникновение частичных разрядов, места их локализации и степени опасности, которую они представляют для изоляции.

Также из уровня техники известен метод оценки технического состояния изоляции [3] по параметрам импульсов высокочастотных сигналов, порождаемых возникновением частичных разрядов в изоляции электрического оборудования в процессе его эксплуатации, основанный на периодическом измерении амплитудных и количественных параметров частичных разрядов, например, частоты их повторения, и сравнении полученных значений с пороговыми значениями, определенными предварительно эмпирическим путем в виде базы данных, содержащей пороговые значения параметров частичных разрядов.

Известный способ применяется для оценки риска отказа электрического оборудования, в частности, распределительных устройств высокого и среднего напряжения, и заключается в измерении таких параметров частичных разрядов, как амплитуда импульсов и количество импульсов за один период питающего напряжения, при этом риск отказа оборудования оценивается в зависимости от значений измеренных параметров, которые сравниваются с пороговыми величинами. Пороговые величины берутся из базы данных о значениях измеряемых параметров частичных разрядов для оборудования, однотипного с испытываемым.

Указанный способ имеет следующие недостатки:

- предусматривает не все возможные риски отказа, так как анализируется неполный набор комбинаций значений параметров частичных разрядов и не учитывается возможность превышения только одним из параметров частичных разрядов соответствующего порогового значения;

- не позволяет по результатам диагностирования разделить дефекты изоляции по типам и месту их локализации.

Наиболее близким к предлагаемому способу является устройство и способ дистанционного контроля частичных разрядов в электрическом приборе [4], включающее в себя один или более датчиков для детектирования частичных разрядов разряда в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии в устройство, программируемый компьютер, анализирующий измеренные импульсы и различающий сигналы, исходящие от контролируемого устройства и из других мест. Различение достигается путем анализа формы импульса и путем сравнения импульсов с событиями частичного разряда, измеренными локально на датчиках. Устройство позволяет осуществлять мониторинг частичных разрядов в электрическом устройстве без необходимости установки датчиков на самом оборудовании.

Указанные устройство и способ, принятый за прототип, имеет следующие недостатки:

- отсутствует автоматическая экспертная система, что обуславливает необходимость внешнего дополнительного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации;

- отсутствует возможность оперативной индивидуальной адаптации алгоритмов диагностирования, что затрудняет настройку процесса для использования на конкретной единице электрооборудования;

- используются раздельные акустические и емкостные датчики, что увеличивает число измерительных каналов, необходимых для диагностики единицы электрооборудования;

- отсутствует возможность одновременного измерения параметров частичных разрядов более чем по шести измерительным каналам, что ограничивает возможности применения устройства и способа.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа и датчика, направленных на снижение трудоемкости, повышение достоверности и оперативности процесса диагностирования в процессе эксплуатации в реальном времени состояния электрической изоляции технологического оборудования, например, асинхронных электродвигателей насосов или компрессоров, их кабельных линий и питающих ячеек, снижение количества используемых при этом измерительных каналов и интеграция указанной процедуры диагностирования в систему компьютерного мониторинга технологического оборудования, объединяющую различные методы технической диагностики, например, методы вибродиагностики или сигнатурного анализа токов потребления.

Технический результат в предлагаемом способе диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования, заключающемся в использовании одного или более датчиков для детектирования сигналов от частичных разрядов, происходящих в электрической изоляции устройств технологического оборудования, в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии в электрическое устройство технологического оборудования без установки на самих электрических устройствах датчиков частичных разрядов, применении автоматической системы компьютерного мониторинга технологического оборудования для определения характеристик электроразрядной активности в изоляции, например, скорости повторения частичных разрядов, определении на их основе зон с наличием дефектов изоляции, достигается тем, что используют устойчивый к воздействию сетевых токов значительной величины, например, со среднеквадратическим значением (СКЗ) более 1100 А, датчик частичных разрядов, представляющий собой высокочастотный трансформатор тока, и пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии, который устанавливают непосредственно пьезокристаллом на металлические конструктивные элементы электрообрудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта, и используют его сигнал для одновременной регистрации акустических колебаний, вызываемых частичными разрядами, а также переходных напряжений, возникающих вследствие воздействия электромагнитных полей от частичных разрядов на заземленные элементы электрических устройств, при этом конфигурирование алгоритмов обработки сигналов частичных разрядов, обработку сигналов частичных разрядов, расчет их характеристик, например скорости повторения разрядов, осуществляют с учетом индивидуальных технических особенностей диагностируемых электрических устройств технологического оборудования и любых используемых датчиков частичных разрядов, вносят результаты предварительной обработки сигналов в автоматическую экспертную систему компьютерного мониторинга, которая выдает информацию о техническом состоянии: изоляции, месте, типе и уровне развития дефектов изоляции по критериям «Допустимо», «Требует принятия мер», «Недопустимо», а также выдает целеуказующие предписания обслуживающему персоналу.

Технический результат достигается также тем, что датчик частичных разрядов содержит: трансформатор тока, при этом магнитопровод трансформатора тока выполнен из нанокристаллического материала, например, из ленты магнитомягкого нанокристаллического сплава на основе железа, и обмотки трансформатора, включенные совместно с конденсатором, образующие фильтр высоких частот для уменьшения влияния амплитуды тока сетевой частоты при выделении импульсов частичных разрядов.

Анализ отличительных признаков предлагаемых способа и датчика показал, что:

- использование устойчивого к воздействию токов сетевой частоты значительной величины, например, с СКЗ более 1100 А, датчика частичных разрядов, в котором магнитопровод выполнен из нанокристаллического материала, представляющего собой высокочастотный трансформатор тока, позволяет повысить достоверность диагностирования за счет высокого значения магнитной индукции насыщения, которое в несколько раз превышает аналогичное значение для ферритов;

- установка пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии непосредственно пьезокристаллом на металлические элементы позволяет использовать датчик акустической эмиссии для одновременной регистрации как акустических колебаний, производимых частичными разрядами, так и электромагнитных, что позволяет использовать для диагностики электрооборудования вместо традиционно используемых двух - «TEV-датчика» и акустического, один. Это сокращает трудоемкость монтажа датчиков и реализации предлагаемого способа;

- конфигурирование алгоритмов обработки сигналов частичных разрядов и обработка сигналов частичных разрядов, расчета их характеристик с учетом индивидуальных технических особенностей диагностируемых электрических устройств технологического оборудования и любых используемых датчиков частичных разрядов позволяет оперативно адаптировать алгоритмы диагностирования, что позволяет осуществить более точную настройку диагностической системы для учета особенностей конкретной единицы электрооборудования;

- наличие автоматической экспертной системы реализованной с помощью диагностического контроллера (ЭВМ) исключает необходимость ручного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации. Такая экспертная система на основе встроенной базы знаний позволяет выдавать предписания эксплуатирующему персоналу в режиме on-line, без необходимости привлечения диагностов;

- предлагаемая конструкция датчика на основе трансформатора тока с магнитопроводом, а также с применением фильтра высоких частот, выполненного на обмотках трансформатора совместно с конденсатором, повышает устойчивость датчика к воздействию токов сетевой частоты, потребляемых диагностируемым электрооборудованием за счет фильтрации сигналов частичных разрядов от сигналов тока, потребляемого технологическим оборудованием.

Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая полученный результат, представляется новой на существующем этапе развития науки и техники. Изобретение соответствует изобретательскому уровню, поскольку достигаемый результат определяется не только суммой отличительных признаков, но и синергетическим эффектом их тесного взаимодействия между собой.

Сущность заявляемого изобретения поясняется фиг. 1-12.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого высокочастотного трансформаторного датчика частичных разрядов (ЧР).

На фиг. 2 показан эффект от воздействия тока сетевой частоты с СКЗ 150 А на ферритовый токовый датчик ЧР модели RFCT-4 типовой конструкции.

На фиг. 3 показан график тестовых сигналов ЧР, зарегистрированных с помощью токового датчика ЧР предлагаемой конструкции при воздействии на него тока сетевой частоты и с СКЗ 1100 А.

На фиг. 4 показана схема установки пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии (АЭ) в высоковольтной ячейке для одновременной регистрации как акустических, так и электромагнитных колебаний, производимых частичными разрядами.

На фиг. 5а) и б) показаны акустические сигналы ЧР, зарегистрированные пьезоэлектрическим датчиком АЭ.

На фиг. 6 показана условная схема локализации дефектов изоляции диагностируемого асинхронного электродвигателя, его кабельной линии и высоковольтной ячейки.

На фиг. 7 в табличном виде показаны возможные комбинации сигналов с датчиков ЧР, позволяющие локализовать место их возникновения

На фиг. 8 в табличном виде показан пример описания параметров базы знаний экспертной системы дефектов изоляции на примере электродвигателя.

На фиг. 9 показан пример установки комплекта из трех предложенных заявителем токовых датчиков ЧР и пьезоэлектрического датчика АЭ в высоковольтной ячейке.

На фиг. 10 показаны примеры графиков исходного и обработанного сигналов с токового датчика ЧР и амплитудно-фазового распределения импульсов ЧР.

На фиг. 11 показаны амплитудно-фазовые распределения ЧР, зарегистрированные для трех фаз питания электродвигателя.

На фиг. 12 показаны следы поверхностных разрядов, обнаруженные на изоляции кабельной линии при визуальном осмотре.

Реализация предлагаемого изобретения представлена на примере использования датчика ЧР модели 5902 и пьезоэлектрического датчика модели 5703.

В настоящее время в качестве токовых датчиков ЧР используются, как правило, трансформаторы тока с ферритовыми магнитопроводами. Недостатком таких датчиков является высокая чувствительность к токам сетевой частоты, которые могут протекать по проводнику, на котором устанавливаются эти датчики. Высокая чувствительность обусловлена низким значением магнитной индукции насыщения, свойственным ферритам. На практике производители таких датчиков предусматривают немагнитные зазоры, разделяющие магнитопровод на части и уменьшающие его насыщение. Тем не менее, эта мера недостаточна для применения токовых датчиков ЧР на проводниках питания электрооборудования, поэтому такие датчики устанавливаются, как правило, на проводниках заземления электрооборудования непосредственно на месте его установки. Такой способ установки может быть недопустим в условиях размещения электрического оборудования во взрывоопасных зонах.

На фиг. 1 представлена условная схема предлагаемого заявителем датчика ЧР, устойчивого к воздействию токов сетевой частоты с СКЗ более 1100 А, например модели 5902, в котором магнитопровод 1 выполнен из ленты магнитомягкого нанокристаллического сплава ГМ24ДС на основе железа, значение магнитной индукции насыщения которого в несколько раз превышает аналогичное для ферритов. Обмотки трансформатора 2, включенные совместно с конденсатором 5, образуют фильтр высоких частот, что также уменьшает амплитуду гармоник тока сетевой частоты для выделения импульсов частичных разрядов. Резистор 4 и конденсатор 5 образуют делитель, используемый для коррекции амплитуды измерительного сигнала и амплитудно-частотной характеристики предлагаемого датчика частичных разрядов.

Параметры элементов 1, 2, 3, 4 и 5 выбираются исходя из требуемых частотного диапазона и амплитуды импульсов частичных разрядов, регистрируемых измерительной системой. Блок 6 на фиг. 1 служит для обеспечения требований взрывозащиты и согласования линии связи.

Показанные на фиг. 2 и 3 иллюстрации демонстрируют преимущество применения предлагаемой конструкции датчика над конструкцией типового трансформаторного датчика частичных разрядов, например модели RFCT-4 с ферритовым магнитопроводом с немагнитным зазором рекомендованной производителем величины.

Так, на фиг. 2 показано амплитудно-фазовое распределение тестовых импульсов эффект от воздействия тока сетевой частоты с СКЗ 150 А на ферритовый токовый датчик частичных разрядов типовой конструкции. На амплитудно-фазовом распределении по горизонтальной оси откладывается фазовый угол одного периода тока потребления электрооборудования, относительно которого отмечаются амплитуды зарегистрированных импульсов частичных разрядов (вертикальная ось). При этом интенсивность окраски отметки означает количество импульсов, зарегистрированных в данный момент. Участки 7 и 8 диаграммы соответствуют моментам, когда датчиком RFCT-4 регистрируются тестовые импульсы частичных разрядов, не подверженные искажениям, так как значения тока сетевой частоты вблизи фазных углов 0° и 180° малы. Участки 9 и 10 диаграммы соответствуют моментам, когда значения СКЗ тока сетевой частоты достигают 150 А в окрестностях фазных углов 90° и 270°. Как видно из фиг. 2, воздействие этого тока на датчик приводит, практически, к 5-ти кратному завышению регистрируемых амплитуд тестовых импульсов (изменение амплитуды на 400%).

На фиг. 3 показан график тестовых сигналов ЧР, зарегистрированных с помощью токового датчика ЧР предлагаемой конструкции при воздействии на него тока сетевой частоты с СКЗ 1100 А, на котором пунктирными линиями обозначены минимальные и максимальные значения амплитуд зарегистрированных тестовых импульсов частичных разрядов. Из фиг. 3 видно, что различие амплитуд зарегистрированных тестовых импульсов ЧР составляет не более 20%, что подтверждает эффективность предложенной конструкции датчика ЧР при измерении параметров частичных разрядов в условиях воздействия значительных токов сетевой частоты, потребляемых диагностируемым электрооборудованием. В настоящее время для регистрации акустического излучения, производимого частичными разрядами, используются датчики АЭ различной конструкции, устанавливаемые, например, внутри высоковольтной ячейки. При этом для регистрации изменений потенциала металлических элементов конструкций электрооборудования под воздействием электромагнитных полей, излучаемых частичными разрядами, используются датчики другого типа, так называемые ТЕV-датчики (transient earth voltage) [5].

На фиг. 4 показана схема предлагаемого способа установки пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии 11, на примере датчика АЭ 5703, непосредственно пьезокристаллом с помощью магнитного держателя на металлическую стенку высоковольтной ячейки 12, где предлагаемые датчики ЧР 13, например датчики 5902, смонтированы на кабельной линии питания 14 диагностируемого электродвигателя.

Такой способ установки датчик АЭ, при котором его чувствительный элемент, выполненный из пьезокристалла, имеет электрический контакт с металлическим корпусным элементом высоковольтной ячейки, позволяет выполнять одновременную регистрацию одним пьезоэлектрическим датчиком акустической эмиссии как акустических, так и электромагнитных колебаний, производимых частичными разрядами. Это позволяет уменьшить число измерительных каналов, необходимых для диагностики единицы электрооборудования, что сокращает стоимость, упрощает монтаж датчиков и реализацию предлагаемого способа.

На фиг. 5а) и б) показаны акустические сигналы ЧР, зарегистрированные пьезоэлектрическим датчиком АЭ, установленным по предлагаемому способу. Как видно, различные типы исходного сигнала от частичных разрядов обуславливают различную форму выходных сигналов от пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии, что позволяет локализовать место возникновения сигнала частичных разрядов. Пунктирами для наглядности выделены отдельные импульсы.

Акустические колебания, источником которых являются частичные разряды, воздействуют на металлические конструктивные элементы электрооборудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта, на которых установлен пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии и регистрируются им в форме сигнала, показанного на фиг. 5а). В выделенной пунктиром области видно, что акустический импульс имеет симметричную форму.

Электромагнитные колебания, источником которых являются частичные разряды, также воздействуют на металлические элементы, на которых установлен пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии и регистрируются им в форме сигнала, показанного на фиг. 5б). В выделенной пунктиром области видно, что электромагнитный импульс имеет несимметричную форму с явно выраженным пиком отрицательной полярности. В данном случае емкость пьезокристалла играет роль емкостного TEV-датчика, применяемого для аналогичных целей.

Поскольку представленные на фиг. 5а) и б) сигналы легко различимы, то таким образом, один пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии может использоваться вместо двух различных датчиков (акустического датчика и TEV-датчика).

Описанное явление используется в работе автоматической экспертной системы, позволяющей исключить необходимость ручного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации. Пример такой экспертной системы для других методов диагностики описан в [6].

На фиг. 6 показана условная схема подключения диагностируемого асинхронного электродвигателя к высоковольтной ячейке, поясняющая принцип распространения сигналов от типовых частичных разрядов, происходящих в асинхронном электродвигателе и кабельной линии. Из приведенной схемы видно, что при возникновении в изоляционных конструкциях электродвигателя 15 частичных разрядов 16 по проводникам кабельной линии питания 14 будет распространяться импульс тока положительной полярности +i, который будет зафиксирован соответствующим токовым датчиком ЧР 13. Симметричный ему импульс отрицательной полярности -i, распространяющийся по элементам конструкции электродвигателя, будет рассеян в устройстве заземления электродвигателя.

Если источник разрядной активности 17 находится в изоляции проводников кабельной линии питания 14, по проводникам линии питания будет распространяться импульс тока положительной полярности +i', а симметричный ему импульс отрицательной полярности -i' - по металлической оболочке (броне) кабельной линии питания 18. В таком случае импульс +i' будет также зафиксирован соответствующим датчиком токовым датчиком ЧР. Импульс -i', в свою очередь, пройдет по цепям заземления 19 высоковольтной ячейки 12, кратковременно изменив значение потенциала ее металлических конструкций.

Поскольку пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии 11, установлен вблизи концевой заделки кабеля и, соответственно, вблизи места заземления его металлической оболочки (брони), такие процессы вызывают регистрацию пьезоэлектрическим датчиком акустической эмиссии импульсов отрицательной полярности, свидетельствующих о наличии разрядной активности в изоляции проводников кабельной линии питания 14.

Аналогичным образом частичные разряды, происходящие внутри объема высоковольтной ячейки, регистрируются по их акустическому и электромагнитному излучению.

Используя описанное явление различия формы и полярности сигналов с пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии в зависимости от места возникновения частичных разрядов, можно точно находить локализацию места возникновения частичных разрядов.

На фиг. 7 в табличном виде приведено описание комбинаций сигналов с датчиков ЧР, которые могут применяться в таком случае.

Фильтрация импульсов -i', выделенных в сигналах токовых датчиков ЧР, позволяет удалять их, как не относящиеся к изоляции электродвигателя и учитывать их, как сигналы частичных разрядов, происходящих в изоляции кабельной линии диагностируемого электродвигателя.

Экспертная система на основе встроенной базы знаний позволяет автоматически выдавать предписания эксплуатирующему персоналу в режиме реального времени путем анализа значений, например, таких параметров частичных разрядов, как скорость повторения и амплитуда. Пример описания параметров базы знаний и соответствующих дефектов электрической изоляции технологического оборудования приведен в табличном виде на фиг. 8.

В таблице используются следующие обозначения:

- Порог ТПМ - пороговое значение «ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР»;

- Порог НДП - пороговое значение «НЕДОПУСТИМО».

В автоматической системе компьютерного мониторинга технологического оборудования сообщения о степени развития дефекта выделяются соответствующим цветом (зеленый - состояние допустимо, желтый - состояние требует принятия мер и красный - состояние недопустимо).

Пороговые значения определяются эмпирически по статистическим данным для диагностируемого технологического оборудования.

На фиг. 9 показан пример установки комплекта из трех токовых датчиков ЧР 13 на фазах кабельной линии 14 и пьезоэлектрического датчика АЭ 11 в высоковольтной ячейке 12 асинхронного электродвигателя типа ВАО2-560-800 с рабочим напряжением 6000 В и мощностью 800 кВт в составе технологической установки по гидроочистке дизельного топлива на нефтеперерабатывающем заводе.

На фиг. 10 показаны примеры графика исходного сигнала 20 с одного из токовых датчиков ЧР, графика выделенных импульсов 21 ЧР и графика амплитудно-фазового распределения 22 импульсов ЧР.

На фиг. 11 показано амплитудно-фазовое распределение частичных разрядов, зарегистрированное для фазы А питания электродвигателя, свидетельствующее согласно источнику [7] о наличии частичных разрядов в изоляционных конструкциях высоковольтной ячейки.

На фиг. 12 представлены фотографии, выполненные при визуальном осмотре изоляции кабельной линии со следами поверхностных разрядов. На фиг. 12а) показан белый порошок оксидов азота, образующийся при возникновении частичных разрядов, а на фиг. 12б) - след от поверхностного разряда, вызванного расслоением в изоляционной конструкции.

Предлагаемый способ диагностики состояния изоляции был успешно опробован на одном из крупных нефтеперерабатывающих заводов путем интеграции в состав комплексной системы диагностики и мониторинга динамического оборудования опасных производственных объектов.

Таким образом, применение предлагаемой группы изобретений способа и датчика позволяет повысить качество диагностирования состояния изоляции электрических устройств технологических установок, и выполнять комплексную оценку их состояния на всех этапах эксплуатации путем автоматического определения технического состояния, локализации и определения типов обнаруживаемых дефектов.

Библиографический список

1. Патент RU 2370784 C1 G01R 31/34 Способ определения места локализации и вида дефектов в активной части электрической машины, находящейся в рабочем режиме.

2. Патент RU 2374657 C1 G01R 31/12 Способ измерения характеристик частичных разрядов.

3. Публикация «Partial Discharge (PD) techniques for measuring the condition of ageing HV/MV switchgear», Neil Davies, EA Technology International (http://www.eatechnology.com.cn/wp-content/uploads/pdfs/PD_techniques_for_measuring_condition_of_HM_and_HV_switch_gear.pdf, https://www.cablejoints.co.uk/upload/PD-Techniques-For-Measuring-Condition-Of-MV-and-HV-Switchgear.pdf).

4. Патент US 9581632 Аппарат и способ дистанционного контроля частичного разряда в электрооборудовании.

5. Емкостные датчики для регистрации частичных разрядов (https://dimrus.ru/tev.html).

6. Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 224 с.

7. ГОСТ IEC/TS 60034-27-2-2015 Машины электрические вращающиеся. Часть 27-2. Измерения частичных разрядов в изоляции обмоток статоров вращающихся электрических машин, подключенных к сети. - М.: Стандартинформ, 2015.

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для диагностики состояния изоляции электрического оборудования, в частности асинхронных электродвигателей. Сущность: используют устойчивые к воздействию токов сетевой частоты датчики частичных разрядов, устанавливаемые на проводниках подачи электрической энергии. Датчики содержат трансформаторы тока с магнитопроводами из нанокристаллического материала и фильтры высоких частот, образованные обмотками трансформаторов, включенными совместно с конденсаторами, уменьшающие влияние амплитуды тока сетевой частоты при выделении импульсов частичных разрядов. Используют также пьезоэлектрические датчики акустической эмиссии, устанавливаемые пьезокристаллами на металлические конструктивные элементы электрооборудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта для одновременной регистрации вызываемых частичными разрядами акустических колебаний и переходных напряжений, возникающих вследствие воздействия электромагнитных полей от частичных разрядов на заземленные металлические конструктивные элементы электрических устройств. При этом автоматическую систему компьютерного мониторинга оснащают экспертной системой, с помощью которой оценивают техническое состояние изоляции, место, тип и уровень развития дефектов изоляции по критериям «Допустимо», «Требует принятия мер», «Недопустимо» и выдают целеуказующие предписания обслуживающему персоналу. 12 ил.

Способ диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования, заключающийся в использовании датчиков для детектирования в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии и/или заземленных элементах электрических устройств технологического оборудования сигналов от частичных разрядов, происходящих в электрической изоляции устройств технологического оборудования, применении автоматической системы компьютерного мониторинга технологического оборудования для определения характеристик электроразрядной активности в изоляции и определении на их основе зон с наличием дефектов изоляции, отличающийся тем, что используют устойчивые к воздействию токов сетевой частоты датчики частичных разрядов, устанавливаемые на проводниках подачи электрической энергии, содержащие трансформаторы тока с магнитопроводами из нанокристаллического материала и фильтры высоких частот, образованные обмотками трансформаторов, включенными совместно с конденсаторами, уменьшающие влияние амплитуды тока сетевой частоты при выделении импульсов частичных разрядов, и пьезоэлектрические датчики акустической эмиссии, устанавливаемые пьезокристаллами на металлические конструктивные элементы электрооборудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта для одновременной регистрации вызываемых частичными разрядами акустических колебаний и переходных напряжений, возникающих вследствие воздействия электромагнитных полей от частичных разрядов на заземленные металлические конструктивные элементы электрических устройств, при этом автоматическую систему компьютерного мониторинга оснащают экспертной системой, с помощью которой оценивают техническое состояние изоляции, место, тип и уровень развития дефектов изоляции по критериям «Допустимо», «Требует принятия мер», «Недопустимо» и выдают целеуказующие предписания обслуживающему персоналу.