Il metodo più efficace per rilevare le scariche parziali nei sistemi a canali caldi consiste nell'utilizzare un sensore ad alta-frequenza corrente trasformatore (HFCT) o ultra-frequenza (UHF), abbinato a un oscilloscopio o un rilevatore di scariche parziali dedicato. Catturando i segnali di impulsi ad alta-frequenza generati dalle scariche mentre il sistema è acceso e operativo, questi segnali possono essere identificati e localizzati attraverso modelli di analisi PRPD (Phase{4}}Resolved Partial Discharge). Quando l'entità della scarica rilevata supera 10 pC, dovrebbe essere considerata indicativa di una scarica dannosa che richiede un'azione correttiva immediata.
1. Caratteristiche tipiche e principi di rilevamento delle scariche parziali
Per scarica parziale si intendono piccoli guasti elettrici che si verificano in punti di difetti di isolamento. Sebbene questi eventi non provochino immediatamente un cortocircuito, rilasciano impulsi di corrente transitori ad alta-frequenza (duraturi<1 μs) and electromagnetic waves (with frequencies reaching up to several hundred MHz).
Base di rilevamento: accoppiando questi segnali ad alta-frequenza tramite sensori, è possibile ottenere test in linea non-intrusivi-in tempo reale.
Metriche chiave: grandezza apparente della scarica (misurata in pC), tasso di ripetizione della scarica e caratteristiche di distribuzione di fase.
Standard di settore: secondo lo standard IEC 60270, una scarica parziale superiore a 10 PC può causare danni a lungo termine-all'isolamento e pertanto richiede particolare attenzione.
2. Metodi di rilevamento comuni e selezione delle apparecchiature
Metodo 1: Metodo della corrente ad alta-frequenza (HFCT) - L'approccio più comune e pratico
Principio: un trasformatore di corrente ad alta-frequenza è fissato al filo di terra o alla linea di alimentazione del sistema a canale caldo per rilevare le correnti ad alta-frequenza associate agli impulsi di scarica mentre si propagano lungo il conduttore.
Attrezzatura: un oscilloscopio PicoScope abbinato a un sensore HFCT o un rilevatore di scariche parziali dedicato (ad esempio Fluke ii910).
Vantaggi:
Installazione semplice; non è necessario spegnere il sistema.
Alta sensibilità; in grado di rilevare scariche al livello di 1 pC.
Può essere combinato con l'analisi di fase per distinguere tra eventi di scarica autentici e interferenze del rumore di fondo.
Suggerimento operativo: fissare l'HFCT al cavo di terra del circuito di riscaldamento, collegarlo all'oscilloscopio, impostare la larghezza di banda su 1 MHz–30 MHz e osservare sul display la presenza di impulsi periodici ad alta frequenza-. Metodo 2: Metodo a frequenza ultra-alta (UHF) - Adatto per aree scarsamente schermate
Principio: La scarica parziale emette onde elettromagnetiche nella gamma da 300 MHz a 3 GHz, che possono essere rilevate da un'antenna UHF.
Scenari applicabili: punti di dispersione elettromagnetica, come spazi vuoti nei coperchi delle scatole di giunzione e nelle interfacce dei connettori.
Attrezzature: Rivelatore di Scariche Parziali UHF (es. soluzioni consigliate da ADI).
Vantaggi: forte immunità alle interferenze della frequenza di alimentazione-; adatto per ambienti elettromagnetici complessi.
Limitazioni: i sistemi a canali caldi sono generalmente caratterizzati da strutture metalliche chiuse, che causano un'attenuazione significativa dei segnali UHF; pertanto, il rilevamento deve essere eseguito in luoghi non-sigillati.
Metodo 3: Metodo a ultrasuoni (AE) - per la localizzazione ausiliaria
Principio: La scarica parziale è accompagnata da deboli suoni "crepitii" (onde ultrasoniche, da 20 kHz a 200 kHz), che possono essere rilevati mediante sensori piezoelettrici.
Attrezzatura: rilevatore di scariche parziali a ultrasuoni (ad esempio, Fluke ii910).
Vantaggi: consente una localizzazione precisa del punto di scarico (errore < 10 cm) ed è immune alle interferenze elettriche.
Limitazioni: sensibilità inferiore; richiede il rilevamento-a distanza ravvicinata e gli ambienti ad-temperatura elevata potrebbero compromettere le prestazioni del sensore.
Applicazione tipica: dopo aver rilevato un'anomalia utilizzando il metodo HFCT, viene utilizzata una sonda a ultrasuoni per scansionare lungo l'asta riscaldante-sezione per sezione-per individuare la posizione esatta della scarica.
3. Processo di rilevamento e criteri di giudizio
|
Fare un passo |
Operazione |
Precauzioni |
|
1. Preparazione del sistema |
Mantenere il canale caldo acceso e funzionante; impostato sulla temperatura di riscaldamento normale. |
Evitare di eseguire i test allo "stato freddo", poiché le scariche parziali si verificano generalmente in condizioni di campo elettrico elevato a temperature elevate. |
|
2. Installazione del sensore |
Fissare l'HFCT al filo di terra; posizionare l'antenna UHF vicino alla scatola di giunzione. |
Garantire un buon contatto per evitare l'attenuazione del segnale. |
|
3. Acquisizione del segnale |
Utilizzare un oscilloscopio o un rilevatore di scarica parziale (PD) per acquisire dati per 1–5 minuti. |
Impostare una larghezza di banda appropriata (1 MHz – 30 MHz) e una soglia di attivazione. |
|
4. Analisi dei modelli |
Osservare il modello PRPD (fase-ampiezza-conteggio di scarica). |
I tipici modelli di scarica parziale appaiono come distribuzioni "a orecchio di coniglio" o "a farfalla". |
|
5. Criteri di giudizio |
Magnitudo della scarica > 10 pC o presenza di impulsi continui ad alta-frequenza. |
Correlare con i dati storici; una tendenza al rialzo funge da segnale di allarme. |
Giudizio ausiliario: Se accompagnato dal rilevamento di odore di ozono, scolorimento (annerimento) dei materiali isolanti o fluttuazioni anomale nel controllo della temperatura, la presenza di scariche parziali è ulteriormente corroborata.
4. Punti chiave per migliorare l'efficacia del rilevamento
Test di funzionamento-in tensione: la scarica parziale avviene prevalentemente in condizioni di alta-tensione e alta-temperatura; È improbabile che il rilevamento in uno "stato freddo" catturi questi eventi.
Metodi complementari: utilizzare HFCT per il rilevamento iniziale e sensori a ultrasuoni per una localizzazione precisa per migliorare la precisione.
Esclusione del rumore di fondo: registrare i livelli di rumore di base quando il sistema di riscaldamento è inattivo per evitare di identificare erroneamente l'interferenza della rete elettrica come una scarica parziale effettiva.
Monitoraggio periodico: si consigliano ispezioni professionali ogni sei mesi per creare un "archivio delle tendenze delle dimissioni parziali".
Nota: la scarica parziale funge da "segnale precursore" del degrado dell'isolamento; il rilevamento tempestivo può prevenire gravi conseguenze come la rottura dell'elemento riscaldante o l'intervento del sistema.
