Загрузите наш каталог продукции 2025 года, чтобы ознакомиться с подробными чертежами и техническими параметрами всех компонентов распределительного устройства.
Получить каталог Загрузите наш каталог продукции 2025 года, чтобы ознакомиться с подробными чертежами и техническими параметрами всех компонентов распределительного устройства.
Получить каталог
Вакуумный выключатель 35 кВ поступает на проект расширения подстанции. Группа ввода в эксплуатацию проводит испытания сопротивления изоляции: 1 200 МОм при минимальном значении 100 МОм. Испытания пройдены. Документация заполнена. Оборудование включено в сеть.
Восемнадцать месяцев спустя тот же VCB срабатывает во время обычного переключения. Анализ после отказа выявил попадание влаги через волосяной дефект уплотнения. Сопротивление изоляции при отказе? По-прежнему 180 МОм - технически выше порогового значения.
Что упускают единичные измерения при вводе в эксплуатацию: контекст. Диагностика перед включением с помощью ИК, ПИ и тангенса дельты дает цифры, но цифры без контекста интерпретации становятся опасным упрощением. Это руководство разрушает менталитет "прошел/не прошел" и создает диагностическую систему, которую инженеры на местах действительно используют для прогнозирования поведения изоляции.
Таблицы порогов устанавливают минимально допустимые значения, а не диагностические данные. Показание 500 MΩ ничего не значит, если не знать, было ли предыдущее показание 2 000 MΩ или 400 MΩ. Одно и то же абсолютное значение может указывать на исправное оборудование или на неизбежный отказ в зависимости от направления тренда.
Рассмотрим три последовательных измерения отключения распределительного трансформатора:
| Перебои в работе | ИК-чтение | Спецификация | Статус |
|---|---|---|---|
| Год 1 | 2,400 MΩ | Минимум 200 MΩ | Пропуск |
| Год 3 | 1,100 MΩ | Минимум 200 MΩ | Пропуск |
| Год 5 | 480 MΩ | Минимум 200 MΩ | Пропуск |
Все измерения “пройдены”. Тем не менее, снижение показателей 80% за четыре года свидетельствует о прогрессирующей деградации, требующей исследования, а не продолжения эксплуатации.
Три вопроса заменяют один вопрос "сдал/не сдал":
Понимание физики, лежащей в основе каждого измерения, превращает необработанные показания в действенные данные по техническому обслуживанию.
Сопротивление изоляции: Принцип утечки постоянного тока
При приложении постоянного напряжения к изоляции ток течет по трем различным путям: емкостной зарядный ток (затухающий в течение нескольких секунд), ток поглощения при дипольной поляризации (затухающий в течение нескольких минут) и установившийся ток утечки через дефекты. При испытании более 200 кабельных цепей среднего напряжения на промышленных объектах загрязненная влагой изоляция XLPE обычно показывает значения IR ниже 100 МΩ-км при испытательном напряжении 1 кВ, в то время как здоровая изоляция превышает 1 000 МΩ-км при идентичных условиях.
Измерение происходит по закону Ома: Rизоляция = Vтест / Iутечка, При этом испытательное напряжение обычно составляет от 500 В до 5 кВ в зависимости от класса напряжения кабеля. Температурная коррекция очень важна - ИК уменьшается примерно на 50% на каждые 10°C увеличения температуры изоляции выше 20°C.
Индекс поляризации: Диэлектрический отклик в зависимости от времени
PI сравнивает ИК-измерения в двух временных интервалах, обычно 10 минут, разделенных на 1 минуту (PI = IR₁₀/IR₁). Это соотношение позволяет устранить температурную зависимость и выявить характеристики поглощения. Согласно стандарту IEEE 400-2012, значение PI ниже 1,5 указывает на значительное загрязнение или деградацию, требующие исследования.
Тан-Дельта: Анализ коэффициента потерь переменного тока
В отличие от методов на постоянном токе, при испытаниях на тангенс-треугольнике для измерения диэлектрических потерь применяется переменное напряжение на частоте питания. Коэффициент диэлектрических потерь представляет собой отношение резистивного тока к емкостному току, протекающему через изоляцию. Здоровая изоляция кабелей XLPE имеет значения тангенса угла диэлектрических потерь менее 0,001 (0,1%) при номинальном напряжении, в то время как значения, превышающие 0,01 (1%), указывают на серьезное ухудшение состояния, требующее замены.
Полевые измерения требуют контекста, который не могут обеспечить только сырые цифры.
Протокол температурной коррекции
Сопротивление изоляции увеличивается примерно вдвое при снижении температуры на каждые 10°C. Полевые измерения требуют коррекции на стандартную эталонную температуру (обычно 20°C или 40°C) перед сравнением с базовыми значениями.
Формула температурной коррекции: Rисправленный = Rизмеренный × Kt, где Kt представляет собой поправочный коэффициент для разницы температур. Для изоляции класса А Kt удваивается примерно на каждые 10°C отклонения от эталонной температуры.
Оборудование, испытанное в летние месяцы при температуре окружающей среды 35°C и выше, требует поправочных коэффициентов от 1,5 до 2,0 для точного сравнения с историческими зимними показаниями, снятыми при температуре 15°C.
Влияние влажности на утечки с поверхности
Относительная влажность выше 70% значительно увеличивает поверхностные токи утечки, искусственно снижая показания сопротивления изоляции. Индекс поляризации остается более надежным во влажных условиях, поскольку и 1-минутные, и 10-минутные показания подвержены одинаковому влиянию, что сохраняет диагностическую ценность соотношения.
Чтение кривой "время-сопротивление
Здоровая изоляция демонстрирует быстрое затухание тока поглощения по мере выравнивания диполей, при этом ИК-отношение (10-минутное к 1-минутному) превышает 1,4. Деградировавший материал демонстрирует вялый поляризационный отклик с коэффициентом, приближающимся к 1,0, что свидетельствует о нарушении целостности молекулярной цепи.
[Экспертный взгляд: управление температурой в полевых условиях]
- Перед испытанием дайте оборудованию термически стабилизироваться в течение минимум 4 часов после обесточивания
- Измерения, проведенные при температуре ниже 10°C, часто показывают искусственно высокое сопротивление из-за замерзания влаги в порах изоляции.
- Всегда регистрируйте измеренный ИК-излучение и температуру обмотки для анализа тенденций
- При сравнении исторических данных нормализуйте показания в соответствии с едиными эталонными условиями
Индекс поляризации дает временное представление о степени деградации независимо от абсолютных значений сопротивления.
| Диапазон PI | Состояние | Интерпретация | Действие |
|---|---|---|---|
| < 1.0 | Опасный | Сопротивление уменьшается с течением времени - присутствует проводящий путь | Не подавать напряжение; немедленно провести расследование |
| 1.0-1.5 | Бедный | Возможна сыпучая влага или сильное загрязнение | Просушить, повторно проверить перед подачей напряжения |
| 1.5-2.0 | Маргинальный | Присутствует некоторая влажность; требуется контроль | Документирование, планирование последующих испытаний |
| 2.0-4.0 | Хорошо | Нормальное поведение поглощения для оборудования, отслужившего свой срок | Приступить к подготовке базовой документации |
| > 4.0 | Отлично | Типично для новой/заводской сухой изоляции | Приступайте |
Согласно стандарту IEEE 43-2013, эти рекомендации в целом применимы к системам изоляции, хотя стандарты на конкретное оборудование могут определять более жесткие диапазоны. [ПРОВЕРЬТЕ СТАНДАРТ: IEEE 43-2013 Раздел 12.2 на предмет конкретных пороговых значений PI в зависимости от класса изоляции].
Осторожно, высокие значения PI
Очень высокие показатели PI (>7) в старом оборудовании могут указывать на хрупкую изоляцию с пониженной емкостью, а не на отличное состояние. Всегда соотносите PI с абсолютным значением IR - PI 6,0 в сочетании с IR всего 50 MΩ требует исследования, несмотря на благоприятное соотношение.
Испытание на тангенс-дельта дает прямое представление о механизмах деградации, которые не могут выявить ИК- и ПИ-тесты.
Метод испытания с опрокидыванием
Тестирование при нескольких уровнях напряжения (0,5U₀, 1,0U₀, 1,5U₀) выявляет зависимое от напряжения поведение. Рассчитайте Δtan-δ между ступенями напряжения. Здоровая изоляция сохраняет стабильный тангенс дельты во всем диапазоне напряжений. Пустоты или изоляция, пораженная ЧР, демонстрирует увеличение тангенса дельты с ростом напряжения - явление “опрокидывания”, указывающее на активность частичного разряда.
Для кабелей с изоляцией XLPE стандарт IEEE 400.2 устанавливает допустимые значения тангенса угла наклона при номинальном напряжении (U0). Новые кабели обычно имеют значения тангенса угла наклона менее 0,1 × 10-3, в то время как старая, но исправная изоляция может достигать 1,0 × 10-3. Значения, превышающие 4,0 × 10-3 как правило, свидетельствует о серьезных ухудшениях, требующих немедленного вмешательства.
Типичные пределы тангенса дельты
| Оборудование | Хорошо | Исследуйте | Неприемлемые |
|---|---|---|---|
| Маслонаполненный трансформатор | < 0,5% | 0,5-1,0% | > 1.0% |
| Сухой трансформатор | < 2.0% | 2.0-4.0% | > 4.0% |
| Маслонаполненная втулка | < 0,5% | 0,5-0,7% | > 0,7% |
| Изоляция кабеля XLPE | < 0,1% | 0,1-0,4% | > 0,4% |
Температурная коррекция по-прежнему важна - значения тэн-дельта увеличиваются примерно на 10-15% при повышении температуры изоляции на 10°C.
[Экспертный взгляд: соображения по полю Тан-Дельта]
- Дифференциальная тангенс-дельта (Δtan-δ) между 0,5U₀ и 2,0U₀ должна оставаться ниже 0,6 × 10-³ для кабелей в приемлемом состоянии
- Кабели, у которых величина опрокидывания между испытательными напряжениями превышает 0,8 × 10-³, показывают частоту отказов в 3,2 раза выше, чем кабели со стабильным профилем
- Комплектующие - соединения и стыки - испытывают повышенные нагрузки в местах геометрических разрывов, где часто проявляются самые ранние признаки деградации
Однопараметрический анализ правильно определяет ухудшение изоляции примерно в 62% случаев. Многопараметрическая корреляция повышает точность обнаружения примерно до 89%.
| ИК | ПИ | Тан-δ | Наиболее вероятный диагноз |
|---|---|---|---|
| Низкий | Низкий | Высокий | Сыпучая влага в изоляции |
| Низкий | Нормальный | Нормальный | Загрязнение поверхности или внешний путь утечки |
| Нормальный | Низкий | Нормальный | Локальные очаги влажности |
| Нормальный | Нормальный | Высокий | Термическое старение без влаги |
| Нормальный | Нормальный | Высокий подъем | Образование пустот, активность частичных разрядов |
| Тенденция к снижению | Любой | Растущая тенденция | Прогрессирующая деградация - замена плана |
Соображения, касающиеся конкретного оборудования
Для системы изоляции вакуумных выключателей, Проверка ИК-излучения через разомкнутые контакты указывает на целостность прерывателя. Низкий уровень ИК-излучения между контактами свидетельствует о потере вакуума из-за проникновения газа - условие, требующее немедленного вмешательства.
Для диагностика распределительных трансформаторов, При наличии масляно-бумажных систем необходимо провести корреляцию с анализом растворенного газа. Испытания вводов следует проводить отдельно, используя методы измерения емкости C1/C2, поскольку отказы вводов составляют значительную долю отказов трансформаторов.
Игнорирование факторов окружающей среды приводит к ошибочному диагнозу, превышающему 25% при оценке изоляции.
Контрольный список факторов окружающей среды
Ошибки техники, которых следует избегать
Документация для трендов
Без последовательного документирования отслеживание тенденций становится бессмысленным. Основные данные включают температуру окружающей среды и поверхности, уровень влажности, напряжение и продолжительность испытания, а также точные точки испытания (фаза-земля, фаза-фаза, обмотка-обмотка). Для получения рекомендаций по требования к документации по вводу в эксплуатацию, Стандартизированные шаблоны улучшают согласованность данных во всех измерительных кампаниях.
Заводские приемочные испытания устанавливают эталонные значения в контролируемых условиях - основу для всего будущего анализа тенденций. Измерения ИК, ПИ и тангенса угла наклона, выполненные перед отправкой, становятся базовыми, по сравнению с которыми измерения в полевых условиях приобретают смысл.
XBRELE предоставляет полную документацию по испытаниям с каждой партией VCB и трансформаторов:
Эти заводские базовые показатели превращают тестирование перед включением из изолированных измерений в диагностический рассказ. Показания в поле 800 МΩ означают совсем другое, если заводской базовый уровень составляет 3 000 МΩ против 900 МΩ.
Контакты Техническая команда XBRELE чтобы запросить образцы протоколов испытаний или обсудить требования к документации по предпусковым испытаниям в соответствии с техническими условиями вашего проекта.
Что приводит к снижению сопротивления изоляции с течением времени даже без видимых повреждений?
Попадание микроскопической влаги, тепловые циклические нагрузки и постепенное окисление полимерных цепей постепенно снижают целостность диэлектрика. Бумажно-масляные изоляционные системы поглощают атмосферную влагу в результате дыхательных циклов при изменении нагрузки, а в кабелях XLPE при длительном переменном напряжении в сочетании с присутствием влаги образуются водяные деревья.
Чем индекс поляризации отличается от коэффициента диэлектрического поглощения?
PI использует 10-минутные и 1-минутные показания (PI = R₁₀/R₁), а DAR - 60-секундные и 30-секундные показания (DAR = R₆₀/R₃₀). DAR обеспечивает более быстрый скрининг, но менее чувствителен к постепенной деградации. PI остается предпочтительным коэффициентом для оценки средневольтного оборудования, если время позволяет провести полные 10-минутные измерения.
Может ли тестирование с помощью tan-delta обнаружить проблемы, которые не замечает IR-тестирование?
Да. Tan-delta отлично справляется с выявлением распределенной деградации, например, водяного древоточца в кабелях XLPE, где ИК-тестирование на постоянном токе часто показывает приемлемые значения, несмотря на значительное снижение пробивной прочности на переменном токе. Зависимое от напряжения измерение опрокидывания специально выявляет образование пустот и активность частичного разряда, невидимые для методов постоянного тока.
Почему в разных стандартах указаны разные пороги приемлемости ПИ?
Стандарты для конкретного оборудования учитывают характеристики изоляционных систем. В стандарте IEEE 43 рассматриваются вращающиеся машины с системами изоляции классов F и H, а в стандарте IEEE 400 - кабельные системы. Стандарты на трансформаторы учитывают диэлектрические свойства бумажно-масляной изоляции. Всегда применяйте пороговые значения, соответствующие конкретному типу оборудования и проверяемому классу изоляции.
Как часто следует повторять измерения трендов?
Для критически важного оборудования испытания следует проводить при каждом плановом отключении - как правило, ежегодно для распределительного оборудования и каждые 3-5 лет для оборудования класса передачи. Новые установки необходимо тестировать перед включением в сеть и повторно через 6-12 месяцев эксплуатации для подтверждения базовой стабильности и выявления проблем, связанных с детской смертностью.
Что указывает на необходимость немедленного вмешательства, а что - на продолжение наблюдения?
PI ниже 1,5 в сочетании с тенденцией к снижению ИК требует немедленного исследования. Увеличение тангенса угла наклона, превышающее 1,0 × 10-³ между ступенями напряжения, предполагает активный частичный разряд, требующий оценки перед дальнейшей эксплуатацией. Единичные предельные показания с устойчивыми историческими тенденциями могут позволить продолжить мониторинг с сокращенными интервалами.
Уценка 16380 字符14145 字数231 行数第 1 行, 第 0 列
HTML 13325 字数191 段落
导入/导出
