نقاط رنگی الگوی PRPD روی صفحه‌ی دستگاه PD می‌تواند حفره در عایق جامد باشد، کرونای کم‌خطر روی یک پیچ، یا نویز یک درایو در همسایگی. مبانی Partial Discharge را در مقاله‌ی تخلیه جزئی چیست نوشته‌ایم و اینجا سراغ خود الگو می‌رویم. از کجای نمودار می‌فهمید با کدام منبع طرف هستید؟

نمودار PRPD چه چیزی را نشان می‌دهد؟

PRPD یا Phase-Resolved Partial Discharge هر پالس را در همان لحظه‌ای از سیکل ولتاژ شبکه که رخ داده روی نمودار می‌نشاند. محور افقی فاز است، از ۰ تا ۳۶۰ درجه، و پیک‌های ولتاژ حوالی ۹۰ و ۲۷۰ درجه قرار دارند. محور عمودی دامنه است. در اندازه‌گیری کالیبره به روش IEC 60270 واحد آن pC است و در سنسورهای میدانی مثل TEV یا HFCT معمولاً mV یا dBmV. عدد این سنسورها بار ظاهری نیست، پس آن را فقط با همان سنسور و همان نقطه‌ی نصب مقایسه کنید. رنگ یا تراکم نقاط هم تعداد تکرار پالس را نشان می‌دهد.

ولتاژ دو سر عیب همراه ولتاژ شبکه بالا و پایین می‌رود و هر نوع عیب در بازه‌ی مشخصی از سیکل تخلیه می‌کند. برای همین اول جایگاه فاز را بخوانید و بعد دامنه را.

چهار الگوی نمونه‌ی PRPD روی محور فاز ۰ تا ۳۶۰ درجه: Corona discharge، Single phase discharge، Gap / contact discharge و Multi phase discharge

پیش از هر تفسیری مرجع فاز را چک کنید. اگر دستگاه به فازی غیر از فاز تجهیز مورد آزمون همزمان شده باشد، در سیستم سه‌فاز کل الگو ۱۲۰ یا ۲۴۰ درجه جابه‌جا می‌شود و یک حفره‌ی کلاسیک را با کرونا اشتباه می‌گیرید.

الگوی حفره (Void) چه شکلی دارد؟

تخلیه‌ی داخلی از حفره‌های گازی یا لایه‌لایه‌شدن (delamination) عایق جامد می‌آید. آن را در کابل، مفصل، ترانسفورماتور خشک، بوشینگ رزینی و عایق استاتور می‌بینید. شکل شاخص آن دو ابر روی شیب‌های صعودی ولتاژ است، یکی حدود ۰ تا ۹۰ درجه و دیگری حدود ۱۸۰ تا ۲۷۰ درجه، با دامنه و تراکم نزدیک به هم.

اگر یکی از دو ابر به‌وضوح بزرگ‌تر باشد، حفره معمولاً به یکی از الکترودها (هادی یا زمین) نزدیک‌تر است. از بین سه منبع این مقاله، حفره را جدی‌تر بگیرید. عایق جامد مثل هوا خودش را ترمیم نمی‌کند و فرسایش تدریجی به treeing و شکست کامل می‌رسد.

صفحه‌ی دستگاه اندازه‌گیری PD با الگوی PRPD و موج سینوسی مرجع، با دو ابر تخلیه روی شیب‌های صعودی نیم‌سیکل مثبت و منفی

تخلیه سطحی را چطور تشخیص دهیم؟

تخلیه‌ی سطحی روی مرز عایق و هوا رخ می‌دهد: سطح آلوده‌ی مقره، ترمینیشن کابل، سطح بوشینگ یا تابلوی مرطوب. ابرهای آن از حفره پهن‌ترند، روی محور فاز کشیده می‌شوند و گاهی شکل بادبزنی یا بال‌مانند دارند. دو نیم‌سیکل هم معمولاً با هم نمی‌خوانند.

این نوع تخلیه به رطوبت و آلودگی حساس است. مه صبحگاهی و اولین بارش‌های پاییز روی آلودگی نشسته‌ی تابستان، فعالیت سطحی را بالا می‌برد. در هر اندازه‌گیری رطوبت نسبی، دما و وضعیت هوا را بنویسید تا مقایسه‌ی پاییز با تابستان معنا داشته باشد.

کرونا در PRPD چه امضایی دارد؟

کرونا یونیزاسیون هوای اطراف یک نقطه‌ی تیز یا هادی با گرادیان میدان بالاست. در PRPD روی پیک ولتاژ، حوالی ۹۰ و ۲۷۰ درجه، با خوشه‌های باریک و دامنه‌ی نسبتاً یکنواخت ظاهر می‌شود. کرونای منفی در ولتاژ پایین‌تری شروع می‌شود. پس در شروع معمولاً فقط یک خوشه حوالی ۲۷۰ درجه می‌بینید و خوشه‌ی نیم‌سیکل مثبت با بالا رفتن شدت اضافه می‌شود.

کرونا در هوای آزاد معمولاً تهدید مستقیمی برای عایق جامد نیست. ولی از یک نقطه‌ی تیز، یراق شل یا طراحی نامناسب خبر می‌دهد، روی سطح پلیمری در طول زمان فرسایش ایجاد می‌کند و می‌تواند PD واقعی را پشت خودش پنهان کند. برای تأیید، آن را ببینید. یک دوربین UV مثل CoroCAM 8 محل دقیق کرونا را روی تجهیز نشان می‌دهد. تفاوت نقش UV و IR را در مقاله‌ی مقایسه‌ی UV و IR توضیح داده‌ایم.

هر خوشه‌ی روی پیک کرونا نیست. قطعه‌ی فلزی بی‌زمین، مثل پیچ شل یا شیلد جداشده، میله‌های عمودی باریک در فازهای ثابت می‌سازد که بین دو قطبیت تقارن بالایی دارند. پیش از نوشتن «کرونا» در گزارش، تقارن و پهنای خوشه را نگاه کنید.

جدول تصمیم: کدام الگو، کدام منبع؟

ویژگی حفره (Void) تخلیه سطحی کرونا فلز شناور نویز
جایگاه فاز شیب صعودی، حدود ۰–۹۰ و ۱۸۰–۲۷۰ درجه پهن‌تر از حفره و کشیده روی محور فاز متمرکز روی پیک، حدود ۹۰ و ۲۷۰ درجه خطوط باریک در فازهای ثابت بی‌ارتباط با فاز، یا خطوط در فاصله‌های منظم
تقارن دو نیم‌سیکل نسبتاً متقارن معمولاً نامتقارن شدیداً نامتقارن، اول نیم‌سیکل منفی بسیار متقارن بی‌معنا
شکل ابر دو ابر گرد یا کمانی بادبزنی یا بال‌مانند خوشه‌ی باریک با دامنه‌ی یکنواخت میله‌ی عمودی برف پراکنده یا خطوط تیز
واکنش به محیط کم زیاد (رطوبت، آلودگی) متوسط (رطوبت، فشار هوا) کم وابسته به بار و تجهیزات مجاور
قدم تأیید بعدی تکرار و روندگیری، روش دوم مثل HFCT یا آکوستیک بازرسی چشمی، تمیزکاری، اندازه‌گیری مجدد در هوای خشک دوربین UV بازرسی در خاموشی اندازه‌گیری پس‌زمینه، مقایسه با سنسور مرجع

نویز را چطور از PD جدا کنیم؟

نویز ناهمبسته با فاز مثل برف روی کل نمودار پخش می‌شود و آن را راحت می‌شناسید. تداخل قفل‌شده به فاز سخت‌تر است. کلیدزنی تریستور در یکسوساز، درایو و کوره با فرکانس شبکه همزمان است و روی مسیر زمین، همان جایی که HFCT را می‌بندید، پالس تزریق می‌کند. روی نمودار خطوط عمودی باریک در فاصله‌های منظم می‌بینید. در فولاد، سیمان، پالایشگاه و نیروگاه خورشیدی با اینورترهای زیاد، این حالت را جدی بگیرید.

سه آزمون ساده جواب می‌دهد. همان سنسور را روی یک نقطه‌ی مرجع بدون تجهیز فشار قوی بگیرید. اگر الگو آنجا هم بود، منشأ آن تجهیز شما نیست. منبع مشکوک را خاموش کنید یا بار را تغییر دهید و ببینید خطوط می‌روند یا نه. دامنه را در چند نقطه بخوانید: PD واقعی نزدیک منبع قوی‌تر می‌شود و نویز محیطی همه‌جا تقریباً یکسان است.

تطبیق TEV با یک روش مستقل مثل تصویر آکوستیک خطا را کم می‌کند. نمونه‌ی میدانی را در گزارش بازرسی آکوستیک پست‌های گیلان و صفحه‌ی دوربین آکوستیک ببینید.

برچسب نرم‌افزار چقدر قابل اعتماد است؟

برچسب «Void» یا «Corona» که دستگاه روی الگو می‌گذارد یک فرضیه است. پژوهش‌های اخیر هم‌پوشانی کلاس‌ها را گزارش کرده‌اند، به‌خصوص وقتی PD و کرونا همزمان وجود دارند. مدلی که با یک نوع سنسور آموزش دیده روی سنسور دیگر قابل اعتماد نیست. شدت عیب را هم از شکل الگو به‌تنهایی نمی‌شود فهمید و به دامنه و زاویه‌ی فاز نیاز دارید.

چک‌لیست پیش از نوشتن گزارش

  • مرجع فاز به فاز صحیح تجهیز وصل است.
  • اندازه‌گیری پس‌زمینه در نقطه‌ی مرجع ثبت شده است.
  • ثبت تا پایدار شدن ابرها ادامه پیدا کرده است.
  • جایگاه فاز، تقارن و پهنای خوشه‌ها یادداشت شده است.
  • منابع تداخل مجاور (درایو، یکسوساز، اینورتر، دکل مخابراتی) شناسایی شده‌اند.
  • رطوبت، دما و وضعیت هوا ثبت شده است.
  • دست‌کم یک روش مستقل (آکوستیک، UV یا سنسور دیگر) نتیجه را تأیید کرده است.
  • نتیجه با اندازه‌گیری قبلی همان نقطه و با همان سنسور مقایسه شده است.

برای بازرسی دوره‌ای تابلو و پست، PD-LT، ndb XDP-II و موقعیت‌یاب AE-150 در سبد FMG هستند.

پرسش‌های متداول

آیا با یک PRPD می‌توان نوع عیب را قطعی اعلام کرد؟ خیر. PRPD نوع منبع را حدس می‌زند. برای نتیجه‌ی قطعی اندازه‌گیری را تکرار کنید، نویز را کنار بگذارید و با روش دوم تأیید بگیرید.

آیا dBmV سنسور TEV را می‌توان با pC گزارش کارخانه مقایسه کرد؟ خیر. عدد TEV یا HFCT بار ظاهری کالیبره نیست و با آزمون IEC 60270 هم‌واحد نمی‌شود.

کرونا را باید رفع کرد یا فقط پایش؟ کرونای شناخته‌شده در هوای آزاد را در برنامه‌ی پایش بگذارید و منبع آن، مثل یراق شل یا نقطه‌ی تیز، را در اولین خاموشی برنامه‌ریزی‌شده اصلاح کنید. کرونا نزدیک سطح پلیمری اولویت بالاتری دارد.

اگر الگو با هیچ نوع شناخته‌شده‌ای جور نبود چه کنیم؟ احتمال ترکیب چند منبع یا تداخل را بررسی کنید. سنسور را جابه‌جا کنید، پس‌زمینه را دوباره بگیرید و با آکوستیک یا UV محل را محدود کنید.

ترتیب خواندن PRPD را نگه دارید: مرجع فاز، حذف نویز، شکل و جایگاه خوشه، و در آخر دامنه و روند. یک اندازه‌گیری مبنا در همین پاییز با شرایط محیطی ثبت‌شده، مقایسه‌ی بازدیدهای بعدی را ممکن می‌کند. برای انتخاب دستگاه PD یا آموزش تفسیر الگو به تیم، از صفحه‌ی تماس با ما پیام بدهید.