Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением



Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением
Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением
Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением

 


Владельцы патента RU 2483302:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" (RU)

Использование: для контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением. Сущность: заключается в том, что осуществляют дистанционный прием акустических сигналов, сопровождающих частичные разряды, возникающие на дефектах оборудования, выделяют огибающую сигнала и ее спектральный анализ, при этом спектральный анализ проводят в диапазоне частот до 1 кГц, определяя наличие (или отсутствие) в спектре ряда последовательных пиков с частотой кратной 50 Гц. Технический результат: обеспечение возможности определения типа источника сигнала. 3 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение для дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под напряжением.

Известно, что на высоковольтном оборудовании, находящемся под рабочим напряжением, могут возникать коронные и поверхностные разряды, а на дефектах оборудования, например трещинах в высоковольтных изоляторах - частичные искровые разряды. Их возникновение сопровождается возбуждением акустических колебаний в широком диапазоне частот, включая ультразвуковой. Поэтому обнаружение и измерение акустических сигналов, в том числе ультразвуковых, связанных с частичными разрядами, являются одним из способов контроля состояния высоковольтного оборудования.

К приборам, работающим по принципу обнаружения ультразвукового сигнала, сопровождающего высоковольтный разряд, относится, например, ультразвуковой детектор УД-8М (паспорт и инструкция по эксплуатации УД-8М, Нижний Новгород, 1992, ТОО «Сигнал»), предназначенный для дистанционного определения мест утечек в изоляторах контактной сети железных дорог и ЛЭП. Принцип его работы основан на обнаружении ультразвуковых сигналов, имеющих частоту около 40 кГц, по уровню шума в головных телефонах детектора, направленного на исследуемый объект. Прибор имеет следующие недостатки: 1) оператору трудно отделить на слух сигналы, несущие полезную информацию о дефектах, от прочих сигналов; 2) постоянные шумовые эффекты в головных телефонах, крайне неравномерные по громкости и тональности, вредны для органов слуха.

Известно устройство ультразвукового контроля высоковольтных изоляторов под напряжением (пат. РФ №2262100), в котором ультразвуковой детектор состоит из двух блоков, один из которых настроен на частоту 70 кГц, а другой - на частоту 200 кГц. Устройство имеет оптический визир и блок лазерной наводки, по которым ультразвуковой детектор наводится на исследуемый объект. Если объект имеет дефекты - загорается световой линейный индикатор, что свидетельствует о наличии искровых или коронных разрядов. Перемещая устройство вдоль объекта, определяют место источника ультразвуковых сигналов, соответствующее максимальному числу светящихся фрагментов линейного индикатора.

Недостаток этого устройства, детектирующего сигналы в диапазоне около 70 кГц и 200 кГц, как у прибора УД-8М, детектирующего ультразвуковые сигналы с частотой около 40 кГц, состоит в том, что в реальных условиях эксплуатации на работающих подстанциях амплитуда от коронных сигналов в указанных диапазонах частот может несколько раз превышать амплитуды сигналов от частичных разрядов, возникающих на дефектах. Высокий уровень различных помех на работающих подстанциях чрезвычайно затрудняет или вообще делает невозможной регистрацию сигналов от частичных разрядов, а соответственно, и диагностику дефектов (невозможно определить, что является источником сигнала - дефект или корона).

Для преодоления указанного недостатка предлагается способ контроля высоковольтного энергетического оборудования (например, изоляторов, высоковольтных вводов и др.), включающий дистанционный прием акустических сигналов от оборудования, находящегося под напряжением, выделение огибающей сигнала и ее спектральный анализ, отличающийся тем, что спектральный анализ проводят в диапазоне частот до 1 кГц, определяя наличие (или отсутствие) в спектре ряда последовательных амплитудных пиков («гребенки» пиков) с частотой, кратной 50 Гц (50, 100, 150, 200 …)

Как показали экспериментальные данные, возникновение частичных разрядов на дефектах сопровождается появлением в спектре акустического сигнала от высоковольтного оборудования ряда последовательных амплитудных пиков («гребенки» пиков) с частотой, кратной 50 Гц (50, 100, 150, 200 …). На исправном высоковольтном оборудовании такие «гребенки» пиков с частотой, кратной 50 Гц, отсутствуют.

Пример

Применимость предлагаемого способа была проверена на высоковольтных опорно-штыревых изоляторах типа ШС-10, ШФ-10 на напряжение 10 кВ. Испытания проводили на Тайгинской дистанции электроснабжения Кемеровского отделения Западно-Сибирской железной дороги. Всего было испытано 600 изоляторов.

Для определения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) акустических сигналов в диапазоне до 1кГц использовали устройство (см. фиг.1), подключавшееся к прибору «Ульраскан 2004» (Прибор дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением. Технические условия, инструкцию по эксплуатации и паспорт прибора, ООО «НПП «Метакон», г.Томск; патент РФ №2262100), с помощью которого проводили дистанционный прием акустических сигналов от обследуемых изоляторов, находившихся под напряжением, с безопасного расстояния, равного 8-10 м.

Устройство, блок-схема которого представлена на фиг. 1, содержит регулируемый входной усилитель 1, блок спектроанализатора на основе БПФ 2, схему управления графическим индикатором 3, графический индикатор 4, систему питания 5.

Устройство работает следующим образом. Принятый прибором «Ультраскан-2004» сигнал с его выхода для подключения диктофона подается на входной регулируемый усилитель 1 устройства, в котором осуществляется нормирование сигнала, необходимое для нормальной работы следующего блока. С входного усилителя 1 сигнал поступает на вход спектроанализатора 2, выполненного на основе алгоритма быстрого преобразователя Фурье (БПФ). Полученный спектр сигнала через схему управления 3 отображается на графическом индикаторе 4.

Типичный вид АЧХ акустических сигналов, содержащих ряд последовательных пиков с частотой, кратной 50 Гц (50, 100, 150, 200…), показан на фиг.2. Здесь по оси абсцисс и ординат отложены частоты и амплитуды колебаний соответственно. Изоляторов с таким видом АЧХ было обнаружено 5 из 600 проверенных. При дальнейшем профилактическом осмотре на них были обнаружены трещины, и, следовательно, под напряжением имел место частичный разряд.

Вид АЧХ акустических сигналов от бездефектных изоляторов показан на фиг.3. На них отсутствует ряд последовательных пиков с частотой, кратной 50 кГц.

Таким образом приведенные экспериментальные данные подтверждают возможность использования предлагаемого способа для дистанционной диагностики состояния высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под рабочим напряжением.

Способ контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением, включающий дистанционный прием акустических сигналов, сопровождающих частичные разряды, возникающие на дефектах оборудования, выделение огибающей сигнала и ее спектральный анализ, отличающийся тем, что спектральный анализ проводят в диапазоне частот до 1 кГц, определяя наличие (или отсутствие) в спектре ряда последовательных пиков с частотой, кратной 50 Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ультразвукового контроля сварных соединений, в частности к контролю тонких сварных соединений с ограниченной шириной поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний вдоль соединений, и может найти широкое применение в машиностроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам и устройствам диагностики технического состояния узлов подвижного состава, в частности для бесконтактного диагностического контроля узлов вагонных тележек железнодорожного транспорта, а также может быть использовано при неразрушающем контроле узлов и деталей сложной формы в различных отраслях промышленности и основных видах транспорта.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля сварных соединений и может быть применено для контроля сварных дисков роторов газотурбинных двигателей, изготавливаемых с помощью линейной сварки трением (ЛСТ).

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий ультразвуковыми методами, предпочтительно методом резонансной ультразвуковой спектрометрии, преимущественно, когда важна однородность материала изделия.

Изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля твердых тел и может использоваться при ультразвуковой дефектоскопии изделий, преимущественно рельсов.

Изобретение относится к способу для неразрушающего контроля материала согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к области ультразвукового (УЗ) неразрушающего контроля изделий, в частности железнодорожных рельсов. .

Изобретение относится к диагностике поверхности катания колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена. .

Изобретение относится к инфразвуковой диагностике и предназначено для использования в стационарных ледостойких морских платформах башенного типа

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля качества труб и может быть использовано в любой отрасли промышленности как при изготовлении, так и при эксплуатации труб, например при прокладке газо- и нефтепроводов

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и предназначено для диагностики состояния трубопроводов, используемых при добыче или для транспортировки нефти или газа, а именно для обнаружения и определения размеров различных типов неоднородных образований (структурных неоднородностей) на внутренних и внешних поверхностях стенки трубопровода

Изобретение относится к области контроля пьезокерамических элементов и приборов с использованием пьезокерамических элементов на наличие дефектов в них в процессе изготовления и может быть использовано на предприятиях-изготовителях пьезокерамических элементов и на предприятиях, изготавливающих приборы с использованием пьезокерамических элементов

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам определения неровностей и других дефектов рельсового пути

Изобретение относится к контролю безопасности рельсового пути и предназначено для дистанционного обнаружения отклонений его параметров от нормальных, вызванных нарушением структуры рельсов и появлением опасных объектов в полотне

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний аэродинамических конструкций, в частности для определения характеристик лопаток турбины с помощью измерения деформаций, путем использования активного сопротивления электрических тензометров

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции из немагнитных материалов, например: из полимерных композиционных материалов (угле-, стекло-, органопластиков и других) в авиационной, судостроительной и других отраслях машиностроения
Наверх