Viens no dārgākajiem un postošākajiem elektrosistēmu defektiem ir izolācijas bojājums. Neatkarīgi no pielietojuma un transformatoriem, sadales iekārtu komplektiem, rotējošiem motoriem, GIS paneļiem, pārsprieguma novadītājiem vai sadales relejiem, neatkarīgi no tā, vai dielektriskās sistēmas ir sabojājušās, tas tieši ziņo par ilgstošiem elektroenerģijas padeves pārtraukumiem, ugunsgrēka draudiem, bojātām iekārtām un noteikumu neievērošanu. Impulsa sprieguma testeris joprojām ir būtiska pirmskvalifikācijas testos, lauka testos un ražošanas līnijas uzticamības testos. Tas ļauj inženieriem zināt dielektriķu reakciju uz pēkšņiem augsta sprieguma notikumiem, nevis uz pastāvīgu spriegumu. Šī atšķirība ir būtiska, jo izolācija parasti sabojājas dažādos līmeņos, kad enerģija tiek inducēta strauju pāreju rezultātā.
Pārsprieguma notikums nav līdzīgs nepārtrauktam maiņstrāvas vai līdzstrāvas pārspriegumam. Komutācijas pārspriegumi, zibens impulsi, motoru iedarbināšanas secības, induktīvās slodzes atvienošana vai augstfrekvences rezonanses lēcieni bieži vien ir reālu kļūmju cēloņi.

Impulsu novērtēšanas mērķis

Kontrolētas impulsu injekcijas mērķis nav vienkārši izraisīt sabrukumu, bet gan uzraudzīt viļņu izplatīšanos, izolāciju novecošanās uzvedību, lādiņa uzkrāšanās laiku un aizkavēšanos starp izlādes sākumu un sabrukumu. Daudzas izolācijas sistēmas darbojas atšķirīgi, ja spriegums strauji palielinās mikrosekundēs. Elektriskā sprieguma koncentrācija notiek dielektrisko slāņu vājajās vietās, kas nav atklājama lēnas sprieguma pieauguma testā.
Epoksīdsveķiem pildīti transformatoru tinumi, eļļas-papīra struktūras un šķērssaistītu polimēru sistēmas pārsprieguma gadījumos, ko izraisa augstsprieguma izolācijas kompozītmateriāli, piedzīvo elektriskā lauka kropļojumu uzkrāšanos. Šie kropļojumi izplatās pa slāņiem un saskarnēm. Ražošanas kļūdu, piemēram, tukšumu, mitruma, mikroplaisu, sveķu saistvielas trūkuma vai nevienmērīga biezuma gadījumā, vājās vietas var nekavējoties noteikt, izmērot impulsa pārejas periodu.

Viļņu formas raksturlielumi pārsprieguma testēšanā

Normāls impulsa sprieguma signāls ir īslaicīga eksponenciāla sabrukšanas signāls. Nozares specifikācijās viļņu formas noteikšanai sākuma un beigu laika izteiksmē tiek izmantota tāda terminoloģija kā 1.2/50 US vai 8/20 US. Impulsa sprieguma testera gadījumā izolācijas spriegumu raksturo viļņu formas slīpums, kad uz to iedarbojas impulsa sprieguma testeris.
Stāvas kāpuma frontes attēlo zibens izraisītus pārspriegumus, kas šķērso pārvades sistēmas. Mērens slīpums ir komutācijas pārsprieguma pārnešana starp kondensatoru baterijas aktivizēšanu, apakšstacijas slodzes pārslēgšanu vai līnijas atkārtotu ieslēgšanu. Viļņu formas raksturlielumu replikācija realitātē tiek izmantota, lai saskaņotu elektrisko notikumu reproducējamību pārsprieguma ģeneratorā.

Kontrolētu izlādes ķēžu loma

Impulsu sistēmas daļa, kas veic atbrīvošanu, ir ārkārtīgi konstruēta, jo enerģijai jābūt nodrošinātai regulāri un bez kropļojumiem. Pārsprieguma ģenerators izraisa uzkrātā lādiņa izstarošanu caur virknes rezistoriem, kas ir kalibrēti un veidojoši elementi, lai nodrošinātu viļņu formas integritāti. Nelielas pretestības svārstības maina pieauguma laikus un sabrukšanas konstantes, kas savukārt ietekmē izolācijas sprieguma uzvedību.
Energoiekārtu izolācijas pārbaude tiek veikta ar vairākiem impulsiem, nevis ar vienu impulsu. Novecošana tiek novērota, ja atkārtotu impulsu laikā ir novērojama bojāšanās. Ir iekārtas, kas var izturēt primāros impulsus, bet vēlāk attīstās dielektriskais nogurums. Inženieri reģistrē sprieguma izturības modeļus, izlādes troksni un daļējas izlādes sākuma vērtības, kas norāda uz ilgtermiņa bojājumu iespējamību.

Attēls: impulsa sprieguma testeris

Impulsa polaritātes pārslēgšanas nozīme

Jāņem vērā pozitīvās un negatīvās polaritātes impulsi. Lielākā daļa pozitīvās polaritātes mēdz radīt slodzi izolācijas saskarnēm uz virsmām, savukārt negatīvā polaritāte koncentrē elektrisko lauku vadītāju perifērijā. Mūsdienu impulsu platformu izmantošana nodrošina izejas polaritātes pārslēgšanu ar vieglumu bez fiziskas pārslēgšanas, lai saglabātu drošību un precizitāti. LISUN nodrošina labāko impulssprieguma testeri.

Maksimālās izturības analīze daudzlīmeņu iedarbībā

Novērtēšanā inženieri izmanto pakāpenisku sprieguma lieluma palielināšanu. Secība parasti tiek uzsākta zemākos līmeņos un virzās uz augšu. Vairāku līmeņu palielināšanas mērķis nav izturības apstiprināšana, bet gan vienkārša apstiprināšana.
Dažas iekārtas daļēji izlādējas iekšēji zem pilnīgas sabrukšanas. Ja daļējas izlādes sākuma spriegums ir daudz mazāks par projektētajām vērtībām, ekspluatācijas slodzes apstākļos, visticamāk, radīsies izolācijas nogurums. Kontrolēta impulsa palielinājuma pozitīvā ietekme ir tāda, ka īslaicīgi efekti parāda šo parādību ātrāk nekā lēna maiņstrāvas lietošana.

Atšķirība starp destruktīvo un nesagraujošo novērtējumu

Impulsa pārbaude ne vienmēr bojā izolāciju. Nominālās vērtības būs drošās robežās, savukārt normālā diapazonā pārbaude neradīs acīmredzamus bojājumus, bet gan tikai pierādīs iekšējo novecošanos. Nesagraujošie testi ļauj preču ražotājiem nodot ražošanas paraugus pirms nosūtīšanas.
Sagraujošās novērtēšanas mērķis mainās uz materiālu inovāciju izpēti. Informācija par sabrukšanas punktu palīdz inženieriem salīdzināt savas formulas vai prognozēt paātrinātu novecošanos.
Kontrolēts sabrukšanas process ļauj inženieriem noteikt bojājumu mehānismu atrašanās vietu: malas izlādi, tilpuma dielektrisko caurduršanu, izolācijas bojājumu no pagrieziena līdz pagriezienam vai virsmas novirzi gar piesārņojuma slāņiem.

Diagnostikas atbalsta sistēma impulsa pielietošanas laikā

Mūsdienu sistēmās ir iekļauti lādiņa pārneses skaitītāji, rentabilitātes uzraudzības ierīces un osciloskopa mērījumi. Atbalsta novērtējums vairs netiek balstīts uz sprieguma slieksni. Inženieri analizē viļņu formu īslaicīgos kropļojumus, viļņu formas atlikumus, zvana signālu modeli un atteices laiku.
Pateicoties uzlabotai izolācijai, notiek iekšēja daļēja izlāde mikrosekundes pirms pilnīgas sabrukšanas. Agrīna noteikšana šajā laikā sniedz perspektīvu informāciju. Augstas atkārtošanās impulsa ģeneratoram ir potenciāls atklāt atkārtotas izlādes precizitāti, kas pēc tam ļauj klasificēt defektus.

Integrētas vides kontroles ietekmes

Izolācijas pamatots novērtējums ietver temperatūras un mitruma ietekmi. Polimēru izolācijai, pakļaujot to augstām temperatūrām, ir zemāka dielektriskā izturība. Sistēmās, kuru pamatā ir eļļa, sprieguma atkarīgā izšķīdušā mitruma maiņa ir krasa, jo mainās ūdens ietekmē notiekošās sabrukšanas izplatīšanās ātrums.
Ja impulsa sprieguma testeris tiek izmantots kopā ar vides kondicionēšanas kamerām vai eļļas dehidratācijas cikliem, darba spriegums tiek simulēts labāk. Kad inženieri veic dzinēja slodzes pārbaudi ar impulsiem augstākas tinuma temperatūras apstākļos, tas ir līdzvērtīgi nepārtrauktas slodzes režīmam.

Pielietojums galvenajās izolācijas kategorijās

Transformatora tinumi jāpārbauda ar impulsa testu, lai pārliecinātos, ka starp vara vijumiem un serdes struktūru ir izolācijas slānis. Līdzīgā veidā pārsprieguma novadītājiem jāabsorbē atkārtoti enerģijas uzliesmojumi, netraucējot izolācijas atstatumam. Vakuuma slēdžu kontaktu dielektriskās spraugas pretestība ir jāpamato ar impulsa enerģiju.
Lielu rotējošu mašīnu pārsprieguma novērtējums tiek veikts katrā fāzē atsevišķi. Izplatīšanās aizture rada ražošanas pielaides (tostarp asimetriju), spoļu piesātināšanos vai izolācijas nepietiekamu saspiešanu spraugās.

Uzlabota pārsprieguma reakcijas interpretācija

Izolācija reaģē impulsa laikā, kas liecina par gan mehānisku, gan ķīmisku veselību. Veselīga izolācija nekavējoties aptur koronas izplatīšanos, bet novecojusi izolācija izdala atkārtotus koronas impulsus un pēc tam sabojājas.
Eksperti vērtē:
• Viļņu frontes kropļojumi
• Pēkšņa soļu amplitūdas samazināšanās
• Pacēluma-slīpuma variācija
• Gredzena sabrukšana pēc izrakstīšanas
Orientēšanās joprojām ir vērsta uz paredzamo apkopi, nevis uz avārijas apkopi. Kad ir redzamas agrīnas dielektriskās sabrukšanas pazīmes, iekārta tiek apkalpota, atkārtoti uzklāta sveķu kārta vai arī iekšējā daļa tiek apstrādāta vakuumā.

Ražošanas kvalitātes nodrošināšana

Pārsprieguma ģenerators ir iekļauts ražošanas līniju beigu kvalitātes nodrošināšanas sistēmās. Ražotāji veic impulsizturības testus samazinātos līmeņos, nevis nejauši izvēlētiem ierīču paraugiem, lai veiktu destruktīvu testu. Tas nodrošina komponentu konsekvenci.
Pieaugot ražošanas apjomam, inženieri uzglabā viļņu formu atsauces. Nākotnē, kad rodas problēmas objektā, vēstures izsekošana ļauj izsekot prioritātēm attiecībā uz to, vai izolācijas problēmas sākās projektēšanas laikā vai objektā.

Integrācija ar drošības atbilstības sistēmām

Iekārtu impulsizturības spēja ir klasificēta kā obligāta novērtēšanas metode saskaņā ar elektrodrošības noteikumiem. Testa rezultātā sertifikācijas laboratorijās automātiski tiek ģenerēta virkne ziņojumu. Šādi ziņojumi pēc tam tiek pievienoti eksportētajām iekārtām. Pirms uzstādīšanas tīkla līmeņa sistēmās tām ir nepieciešama sertifikācija daudzos pasaules tirgos.
Atbilstoši šiem atbilstības standartiem, šie produkti garantēti nonāk rūpniecības nozarēs, kur impulsa stress ir neizbēgams.

Secinājumi

Kontrolēts impulsa sprieguma testeris joprojām ir viena no visnoderīgākajām ierīcēm, kas nodrošina elektroiekārtu izolācijas uzticamību. Inženieri iegūst noderīgu informāciju par uzticamību, modelējot reālos pārsprieguma apstākļus, precīzi veidojot viļņu formu, pārslēdzot polaritāti, atkārtoti ievadot strāvu pēc grafika un nosakot kontrolētu bojājumu. Uzlabots pārsprieguma ģenerators apvienojumā ar palīgdiagnostikas atbalstu un vides ietekmes kontroli nodrošina paredzamu bojājumu veidu, nevis reaktīvu problēmu novēršanu. Tas garantē transformatoru, sadales iekārtu, rotējošu mašīnu, novadītāju un kabeļu sistēmu uzticamu darbību visā to dzīves ciklā, izvairoties no katastrofāliem bojājumiem un samazinot dīkstāves izmaksas apkopes laikā.