Кейс №4. Непрерывный и кратковременный мониторинг ЧР в рабочем режиме. Тестирование на морской ветряной электростанции.

Зачем проводить измерение частичного разряда (ЧР)?

Наличие ЧР является индикатором зарождающегося повреждения высоковольтной изоляции. Анализ активности ЧР широко признается лучшим средством раннего предупреждения ухудшения состояния высоковольтной изоляции.

Существует два режима тестирования ЧР:

1. рабочий режим (online) - это диагностика в рабочем режиме при естественных условиях работы электрооборудования
2. нерабочий режим (offline), когда оборудование не находится в работе, а питание подается внешним источником.

В таблице 1 представлены преимущества и недостатки каждого из двух режимов.

табл 1. Сравнение рабочего и нерабочего режимов диагностики ЧР.

Тестирования в рабочем режиме: непрерывный мониторинг и кратковременное тестирование.

Тестирование в рабочем режиме может проводиться непрерывно или кратковременно. Проведение кратковременного тестирования позволяет обследовать большее количество оборудования. Полученные в результате тестирования данные позволяют определить состояние кабеля, которые укажут либо на необходимость предпринять действия по устранению источника ЧР, либо подскажут через сколько времени следует провести повторного тестирование.

Однако развитие ЧР в изоляции иногда происходит очень быстро, поэтому непрерывный мониторинг позволяет проследить развитие ЧР и не пропустить момент, когда состояние изоляции станет критическим. На рисунке ниже показано, что развитие ЧР может развиваться как за 100, так и за 20 дней.

Хотя ЧР проявляют себя из-за наличия напряжения, нагрузка также может оказывать влияние. На рисунке ниже представлена зависимость активности ЧР в кабеле от нагрузки в течение недели. Изменение активности ЧР происходит в связи с перемещением масла и расширением проводников, вызванные изменением нагрузки.

Если брать во внимание ЧР, возникающие в ячейках с воздушной изоляцией, то дополнительным фактором, влияющим на активность ЧР, является влажность. На рисунке ниже розовым цветом обозначена активность ЧР, а желтым - уровень влажности в помещении.

В связи с большим количеством факторов, от которых зависит активность ЧР, а также разным временем возрастания ЧР до возникновения повреждения, компания HVPD рекомендует непрерывный мониторинг ЧР в рабочем режиме критически важных высоковольтных кабельных линий и оборудования.

Однако, объем оборудования, которое необходимо обследовать, может быть значительным. В этом случае проведение кратковременных тестирований является оптимальным вариантом, который позволяет, как было указано выше, определить состояние изоляции кабеля.

Кейс №4. ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЧР ПРИ ТОЧЕЧНОМ ТЕСТИРОВАНИИ В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ С ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМ ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ НА КАБЕЛЕ 33 кВ “ЗЕМЛЯ-МОРЕ” МОРСКОЙ ВЕТРОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Компания HVPD получила запрос на тестирование ЧР на морской ветровой станции, которая связана с основной сетью через кабельные линии 33 кВ.

Описание проекта

Задачей тестирования был мониторинг ЧР в рабочем режиме и локализация ЧР на кабелях 33 кВ морской ветровой электростанции. Двухцепная линия состояла из следующих компонентов:
наземная КЛ длиной 2 км (одножильный кабель), переходные муфты с наземного на подводный кабель и 12-километровый трехжильный подводный кабель до морской ветровой электростанции (см рисунок ниже).

Тестирование и мониторинг ЧР в рабочем режиме обоих кабелей выполнялся с помощью устройства HVPD Longshot™ и датчиков HFCT (высокочастотный трансформатор тока) с разъемным сердечником. Установка датчиков HFCT возможна двумя способами: на заземлении (i-) и на кабеле с заземлителем, проложенным через него в обратном направлении (i+). Важно: невозможна установка датчика HFCT ниже вывода заземления экрана.

Датчики HFCT были установлены на концевую заделку кабелей на наземной подстанции 33 кВ. Датчик установлен ниже точки вывода заземления экрана кабеля, который был пропущен через датчик (i+), как показано на иллюстрации, для измерения тока ЧР в проводнике.

Эти датчики измеряли активность ЧР в рабочем режиме на двух километровом участке кабеля, до переходной муфты между наземным и подводным кабелями.

Результаты исследования

ЧР высокого уровня (до 10 000 пКл / 10 нКл) были обнаружены на цепи 1 фаза L3.

Отображение ЧР в рабочем режиме для кабеля линии 1 фаза 3 указывает, что место разряда находится в муфте № 7 на расстоянии 800 м от подстанции на 2-километровом участке наземного кабеля.

С помощье специализированного програмного обеспечения PDMap© была произведена локализация ЧР.

График, показывающий место возникновения ЧР представлен ниже.

Из-за большого уровня активности ЧР и высокого риска отказа был инициирован проект ремонта кабеля. В качестве части проекта профилактического текущего ремонта были заменены муфты обеих цепей.

Продолжительный мониторинг ЧР в рабочем режиме после замены показал, что высокая активность ЧР прекратилась.

Очевидное доказательство разрушения поверхности из-за плохой установки термоусаживаемой муфты.

Проведение профилактического текущего ремонта во время планового отключения на техническое обслуживание позволило устранить риск отказа и получить уверенность в том, что теперь изоляция кабеля находится в пригодном для безопасной эксплуатации состоянии.

Выводы.

• Компания HVPD рекомендует непрерывный мониторинг ЧР в рабочем режиме критически важных высоковольтных кабельных линий, таких как кабели 33 кВ, описанные в данном примере.
• Сочетание мониторинга ЧР в рабочем режиме и локализация ЧР позволяет определить места возникновения ЧР на кабельной линии, что позволяет проводить профилактические ремонты, например, замену кабельных муфт.
• За счет раннего обнаружения зарождающихся неисправностей высоковольтной изоляции данная технология позволяет получать предупреждения о возможном повреждении изоляции задолго до возникновения отказа и помогает избежать незапланированных отключений.
• Рост уровня ЧР является хорошим индикатором того, что состояние изоляции оборудования постепенно ухудшается.

Для получения консультации или информации о стоимости тестирования заполните форму: