Rhagymadrodd
Wrth weithredu a chynnal a chadw systemau pŵer, mae asesiad cyflwr inswleiddio ceblau foltedd canolig yn hanfodol i sicrhau dibynadwyedd cyflenwad pŵer. Er y gall amledd pŵer AC wrthsefyll profion foltedd efelychu amodau gweithredu mewn gwirionedd, ei brif gyfyngiad yw'r gallu offer enfawr sydd ei angen. Er enghraifft, mae cebl XLPE 10 km o hyd, 35 kV gyda chynhwysedd o tua 1 µF, pan gaiff ei brofi ar 50 Hz, yn tynnu cerrynt gwefru o sawl amper neu hyd yn oed ddegau o amperau. Mae hyn yn gofyn am drawsnewidydd prawf gallu mawr a rheolydd foltedd, sy'n gwneud yr offer yn hynod o drwm a swmpus, ac yn achosi anawsterau sylweddol wrth gludo a chysylltu ar-safle.
Mae DC wrthsefyll profion foltedd yn ysgafn, yn gost isel, ac yn syml i'w weithredu, a dyma oedd y dull prif ffrwd ar gyfer profi cebl maes ar un adeg. Fodd bynnag, wrth i ddealltwriaeth o fecanweithiau heneiddio mewn ceblau wedi'u hinswleiddio â pholymer ddyfnhau, mae cyfyngiadau profion DC wedi dod yn amlwg: mae foltedd uchel DC yn achosi cronni tâl gofod mewn inswleiddiad XLPE ac EPR, yn hyrwyddo rhyddhau rhannol a thwf coed trydanol, yn cyflymu heneiddio inswleiddio, a gall hyd yn oed achosi'r ffenomen o "basio'r prawf ond yn methu yn fuan ar ôl egni".
Yn union yn erbyn y cefndir technegol hwn y datblygwyd yMOEORW-WHVA45. Yn seiliedig ar resymeg dylunio "cyfnewid amlder ar gyfer gallu ac integreiddio swyddogaethau ar gyfer diagnosis", mae'n darparu datrysiad prawf maes sy'n cydbwyso cywerthedd, diogelwch a hygludedd.
Cyfeirnod Cyflym – Termau Allweddol
| Tymor | Eglurhad Byr |
| Amlder Isel Iawn (VLF) | Amleddau ymhell islaw amledd pŵer (50 Hz), fel arfer 0.1 Hz, 0.05 Hz, neu 0.01 Hz. Gall yr offer hwn weithredu i lawr i 0.01 Hz. |
| Ffactor Colled Dielectric (tanδ) | Dangosydd rhifiadol o afradu ynni o fewn inswleiddiad cebl. Mae gan inswleiddiad iach danδ isel iawn (tua 10⁻⁴); mae'r gwerth yn cynyddu wrth heneiddio. |
| Coedio Dwr | Ffenomen heneiddio gyffredin mewn inswleiddiad cebl XLPE, a achosir gan weithred gyfunol lleithder a maes trydan, gan ffurfio craciau coed tebyg i ficro a allai arwain at chwalu yn y pen draw. |
| Cynnydd Foltedd Capacitive (Effaith Ferranti) | Effaith lle gall y foltedd a gymhwysir i'r gwrthrych prawf fod yn uwch na'r foltedd allbwn ffynhonnell o dan lwythi capacitive mawr. Mae rheolaeth dolen gaeedig yn dileu'r effaith hon. |
| Wedi cau-loop Negative Feedback | Mae'r system yn monitro foltedd ochr uchel a cherrynt yn barhaus, gan addasu'r allbwn yn awtomatig i sicrhau bod y gwerthoedd gosod yn cyfateb i'r gwerthoedd gwirioneddol, heb eu heffeithio gan newidiadau llwyth. |
| 0.5 U₀ / 1.0 U₀ / 1.5 U₀ | U₀ yw foltedd cam graddedig y cebl. Perfformir y prawf ar dair lefel foltedd, ac mae cymharu'r canlyniadau ar draws y lefelau hyn yn datgelu tueddiadau heneiddio. |
I. Athroniaeth Dylunio Graidd
1.1 "Amlder Cyfnewid ar gyfer Cynhwysedd" - Torri Trwodd mewn Miniaturization
Mae dyluniad y MOEORW-WHVA45 yn dechrau o ddealltwriaeth ddofn o ymddygiad trydanol llwythi capacitive. Mae'r cynhwysedd dosbarthedig rhwng y dargludydd a tharian metelaidd cebl pŵer yn achosi cerrynt gwefru sy'n gymesur ag amlder y prawf.Pan fydd yr amlder yn cael ei leihau o 50 Hz i 0.1 Hz, mae'r cerrynt gwefru yn gostwng tua 500 gwaith, ac mae cynhwysedd allbwn gofynnol y cyflenwad pŵer prawf yn cael ei leihau gan yr un ffactor.
*(Egwyddor gryno: cerrynt gwefru cynhwysydd=2 × π × amledd × cynhwysedd × foltedd. Po isaf yw'r amledd, y lleiaf yw'r cerrynt.)*
Y fantais ddamcaniaethol yw gostyngiad sylweddol yn y capasiti cyflenwi gofynnol: mae pŵer prif gyflenwad 220 V cyffredin yn ddigon i yrru'r offer, gan ddileu'r angen am gyflenwadau pŵer tri cham uchel a rheolyddion neu adweithyddion foltedd mawr. O safbwynt peirianneg, mae'r maint a'r pwysau wedi'u hoptimeiddio i'r eithaf: mae theMOEORW-WHVA45 wedi'i leoli mewn cas Peli 1430 (430 mm × 240 mm × 340 mm) ac mae'n pwyso dim ond 22 kg, gan wir gyflawni hygludedd un person ac yn syth ar{{-defnyddio'r safle. O safbwynt effeithiolrwydd profi, mae nifer o astudiaethau a safonau rhyngwladol (IEEE 400.2, DL/T 849.4- 2004) wedi cadarnhau bod prawf gwrthsefyll foltedd sinwsoidaidd 0.1 Hz yn darparu cywerthedd da â phrofion AC amledd pŵer 50 Hz o ran dosbarthiad maes trydan y tu mewn i'r inswleiddiad, colled dielectric gwresogi dŵr, a chanfod diffyg yn enwedig gwresogi dŵr coed.
1.2 O "Llwyddo/Methu" i Asesiad Meintiol
Nodwedd ddylunio graidd arall o'r MOEORW-WHVA45 yw integreiddio VLF sinwsoidaidd pur wrthsefyll profion foltedd â mesuriad ffactor colled dielectrig (tanδ), gan uwchraddio'r offer o offeryn "pasio/methu" deuaidd traddodiadol i system asesu cyflwr insiwleiddio meintiol.
Mae profion foltedd gwrthsefyll confensiynol (boed amledd pŵer, DC, neu wrthsefyll VLF pur) yn brofion "pob-neu -ddim" yn eu hanfod: cymhwyso foltedd, aros am ddadelfennu neu amser-allan, a chynhyrchu canlyniad deuaidd. Ni all canlyniad “pasio/methu” o’r fath ateb cwestiynau fel “faint o fywyd sydd ar ôl yn yr inswleiddiad” neu “pa mor bell mae heneiddio wedi symud ymlaen”, gan gynnig gwerth cyfyngedig ar gyfer datblygu strategaeth cynnal a chadw a chynnal a chadw rhagfynegol.
Mae'r ffactor colled dielectrig (tanδ) yn baramedr allweddol sy'n adlewyrchu gwasgariad ynni mewnol o fewn deunyddiau inswleiddio. Ar gyfer cebl iach, mae tanδ fel arfer yn isel iawn (tua 10⁻⁴). Wrth i goed dŵr, lleithder yn mynd i mewn, neu heneiddio thermol fynd rhagddo, mae gwerth y golled yn cynyddu'n sylweddol.
Mae'r system yn cynnal prawf graddiant aml-lefel ar dair lefel foltedd yn awtomatig: 0.5 U₀, 1.0 U₀, ac 1.5 U₀. Mae'r data enghreifftiol canlynol yn dangos y rhesymeg farnu:
Enghraifft o Ganlyniadau Prawf Nodweddiadol
| Prawf Lefel Foltedd | Cynhwysedd (nF) | Gwrthiant Inswleiddio (GΩ) | Cyfartaledd Tanδ (×10⁻³) | Gwyriad Tanδ (×10⁻³) | Sylwadau |
| 0.5 U₀ (6.2 kV) | 414.1 | 42.7 | 0.09 | 0.0158 | Colli isel iawn ar foltedd isel |
| 1.0 U₀ (12.3 kV) | 414.1 | 27.5 | 0.14 | 0.0187 | Cynnydd arferol |
| 1.5 U₀ (18.5 kV) | 414.1 | 34.9 | 0.11 | 0.0122 | Dim anghysondeb arwyddocaol |
Meini prawf barn: Os yw'r gwerthoedd tanδ yn sefydlog ar draws lefelau foltedd ac yn is na'r trothwy (0.004 fel arfer), mae'r cebl wedi'i raddio'n "normal". Os yw'r gwerthoedd yn cynyddu'n sylweddol gyda foltedd neu'n uwch na'r trothwy, y sgôr yw "sylw" neu "annormal".
Ar ôl y prawf, mae'r system yn allbynnu sgôr iechyd cebl yn uniongyrchol (normal / sylw / annormal) ynghyd â chamau cynnal a chadw a argymhellir, gan ganiatáu i weithredwyr wneud penderfyniadau peirianneg heb wybodaeth ddamcaniaethol ddofn o golled dielectrig.
1.3 Pawb-Integreiddio Electronig
Mae'r MOEORW{0}}WHVA45 yn mabwysiadu dyluniad electronig cyfan yn seiliedig ar dechnoleg micro-reolwyr modern, trosi amledd digidol, a-caffael AD cyflym. O'i gymharu â generaduron math VLF hŷn sy'n dibynnu ar hwb mecanyddol foltedd neu osgiliad electromagnetig, mae'r dull electronig cyfan nid yn unig yn dileu risgiau methiant megis heneiddio cyswllt mecanyddol a chyswllt gwael, ond mae hefyd yn cyflawni synthesis tonffurf foltedd allbwn o ansawdd uchel.
Mae'r foltedd allbwn sinwsoidal 0.1 Hz yn llyfn, yn gymesur, ac mae ganddo ystumiad isel. Mae manteision ton sin o ansawdd uchel yn cynnwys: llinoledd da, ystumiad tonffurf bach o dan lwyth capacitive, a chysondeb mesur uchel; straen maes trydan unffurf, yn agosach at gyflwr gweithredu AC sinwsoidal gwirioneddol y cebl; a ffynhonnell excitation sefydlog ar gyfer mesur tanδ dilynol, gan sicrhau cywirdeb uchel. Ymhellach, mae'r system yn defnyddio rheolaeth adborth negyddol dolen gaeedig gyda samplu foltedd a cherrynt yn uniongyrchol ar yr ochr foltedd uchel, gan ddileu effaith codiad foltedd capacitive. Mae'r allbwn yn parhau'n sefydlog a gellir ei reoli p'un ai o dan amodau dim llwyth neu amodau llwyth llawn, heb ei effeithio gan newidiadau mewn cynhwysedd llwyth.
II. Cymhariaeth â Chynhyrchion Eraill
(Gwneir y cymariaethau canlynol o safbwynt peirianneg, gan ganolbwyntio ar y cydbwysedd rhwng cyfleustra lleoli, cywerthedd prawf, a gallu diagnostig, yn hytrach na chymhariaeth ddamcaniaethol gynhwysfawr.)
2.1 VLF vs Power-Amlder AC Gwrthsefyll Profi
Amledd pŵer AC (50/60 Hz) yw'r dull safonol ar gyfer profi ffatri a math o geblau, ac mae'n efelychu amodau gweithredu gwirioneddol orau. Fodd bynnag, y rhwystr mawr ar gyfer cymhwysiad ar{-safle yw'r gofyniad capasiti offer. Ar gyfer y cebl 10 km, 1 µF XLPE uchod, mae'r cerrynt prawf 50 Hz yn fawr, ac mae angen -newidydd prawf gallu mawr. Mae'r set gyflawn fel arfer yn pwyso cannoedd o gilogramau neu hyd yn oed sawl tunnell, sy'n gofyn am offer cludo a chodi pwrpasol. Mae lleoli yn hynod o anodd mewn lleoliadau gofod cyfyngedig neu draffig -lleoliadau maes cyfyngedig.
Drwy leihau'r amledd i 0.1 Hz, yn ddamcaniaethol mae MOEORW-WHVA45 yn gofyn am tua 1/500 o gapasiti amledd y pŵer yn unig. Nid oes angen rheolydd foltedd mawr nac adweithydd, ac mae'r cyfanswm pwysau o 22 kg yn cyflawni defnydd cludadwy gwirioneddol. Er bod hyd y prawf yn gymharol hirach, mae hyn yn cael effaith ymarferol gyfyngedig ar gyfer comisiynu arferol a phrofion cynnal a chadw cyfnodol.
2.2 VLF vs DC Gwrthsefyll Profi
Mae offer prawf gwrthsefyll DC yn ysgafn, yn rhad, ac yn syml i'w weithredu, ac roedd unwaith yn brif gynheiliad ar gyfer profi cebl maes. Fodd bynnag, gyda dealltwriaeth ddyfnach o fecanweithiau heneiddio mewn inswleiddio polymerig, mae anfanteision profion DC wedi dod yn amlwg: mae foltedd uchel DC yn achosi cronni tâl gofod mewn inswleiddiad XLPE ac EPR, yn sbarduno gollyngiad rhannol a thwf coed trydanol, yn cyflymu heneiddio inswleiddio, a gall hyd yn oed achosi i'r cebl fethu yn fuan ar ôl cael ei ail-fywiogi er gwaethaf pasio'r prawf DC.
TheMOEORW{0}}WHVA45 yn cyfuno straen AC ag amledd isel iawn: mae'n cynnal buddion cyffroad AC tra'n lleihau gofynion cynhwysedd cyflenwad pŵer yn sylweddol. Mae'r straen a roddir ar hen inswleiddio yn ddigon i amlygu diffygion mawr, ond eto'n ddigon ysgafn i osgoi achosi difrod ychwanegol. Mae IEEE 400.2 yn argymell yn benodol profion VLF AC fel y dull a ffefrir ar gyfer diagnosteg cynnal a chadw maes o geblau polymerig.
2.3 VLF vs
Yn ddamcaniaethol, gall profion cyseinio cyfres yrru llwyth cynhwysedd mawr gyda chynhwysedd cyflenwad pŵer cymharol fach a chynhyrchu foltedd uchel bron amledd pŵer sinwsoidaidd, gan ei wneud yn ddull delfrydol ar gyfer profion maes sy'n anelu at gywerthedd amledd pŵer. Fodd bynnag, mewn arfer peirianneg, rhaid tiwnio system soniarus cyfres yn union gydag adweithydd sy'n cyfateb i gynhwysedd y cebl dan brawf. Ni all system sengl gwmpasu ystod eang o hyd ceblau yn hawdd, ac mae'r set gyflawn (blwch rheoli, newidydd cyffro, adweithydd amrywiol, rhannwr foltedd, ac ati) yn dal yn eithaf trwm a chymhleth i'w defnyddio.
Mae dyluniad holl{0}amledd electronig, sefydlog-y MOEORW-WHVA45 yn cwmpasu gofynion prawf o ddegau o fetrau i sawl cilomedr (cynhwysedd llwyth uchaf 5 µF) gydag un offeryn. Nid oes angen paru na thiwnio, nid oes angen unrhyw ategolion allanol cymhleth, ac mae'r weithdrefn weithredu wedi'i symleiddio'n fawr.
III. Cyfyngiadau Cyffredinol Profion VLF
Mae gan bob dull prawf ei gwmpas cymhwyso, ac mae profion VLF yn rhannu rhai cyfyngiadau cynhenid sy'n gyffredin i bob cynnyrch o'r fath.
Mae gwyriad amlder yn cyfyngu-gwiriad sbectrwm llawn.Ni all profion VLF (fel arfer 0.1 Hz - 0.01 Hz) ddisodli pŵer 50/60 Hz-profion amledd yn llwyr. Mae dosbarthiad straen maes trydan mewnol a nodweddion colled dielectrig yn amrywio yn ôl amlder, a gall rhai diffygion a fyddai'n amlygu dim ond o dan amodau gweithredu amledd pŵer gael eu cuddio yn ystod prawf 0.1 Hz, gan arwain at risg o negatifau ffug.
Mae gan ddyfnder treiddiad signal gyfyngiadau ffisegol.Ar gyfer ceblau diamedr mawr neu insiwleiddio waliau trwchus, mae signal tonnau electromagnetig VLF yn gwanhau wrth iddo ymledu. Gall yr inswleiddiad allanol gysgodi'r haenau mewnol, a gallai diffygion sydd wedi'u lleoli'n ddwfn o fewn yr inswleiddiad gael eu methu.
Mae sensitifrwydd cyflwr wyneb yn cynyddu baich paratoi'r safle.Mae profion VLF yn sensitif i leithder arwyneb, halogiad, ac ati. Gall llygryddion arwyneb achosi mwy o ymyrraeth gollyngiadau cerrynt neu rannol, gan effeithio ar gywirdeb canlyniad prawf. Nid yw glanhau wynebau yn drylwyr bob amser yn opsiwn ymarferol o dan amodau amgylcheddol llym.
Mae hyd prawf hir yn effeithio ar ffenestri cynnal a chadw.Oherwydd yr amlder prawf isel iawn, mae cwblhau cylch prawf llawn yn cymryd cryn amser (mae prawf colled dielectrig nodweddiadol yn cymryd tua 3.5 munud; gall gwrthsefyll profion foltedd bara 15 i 60 munud). Mewn senarios sy'n gofyn am ddatrys problemau cyflym neu atgyweirio brys, gall y cylch prawf hir ymestyn amser segur offer.
Mae angen personél hyfforddedig ar y trothwy diagnostig.Er bod yr offer yn darparu asesiad awtomatig, mae mesur tanδ a dehongli canlyniadau yn dal i fod angen lefel benodol o gefndir damcaniaethol a phrofiad maes. Mae gwahanol fathau o geblau a chamau heneiddio gwahanol yn arddangos nodweddion colled deuelectrig gwahanol, ac mae cymhwyso meini prawf gwerthuso'n gywir yn dal i ddibynnu ar farn broffesiynol.
IV. Crynodeb Dylunio
Mae dyluniad y MOEORW-WHVA45 wedi'i adeiladu o amgylch tri dimensiwn craidd:
Dimensiwn corfforol - datblygiad arloesol trwy gyfnewid amlder am gynhwysedd.Trwy fanteisio ar nodweddion llwythi capacitive a defnyddio lleihau amlder fel modd i leihau gofynion cynhwysedd, mae maint a phwysau yn cael eu lleihau'n ddramatig. Mae hwn yn gyfieithiad peirianyddol cain o egwyddor ffisegol sylfaenol.
Dimensiwn diagnostig – o lwyddo/methu deuaidd i asesiad meintiol.Mae uwchraddio o ganlyniad "pasio/methu" syml i fesuriad graddiant tair lefel tanδ yn golygu bod canlyniad y prawf nid yn unig yn ateb "a yw'n pasio?" ond hefyd "beth yw cyflwr yr inswleiddiad?", gan ddarparu cefnogaeth a yrrir gan ddata ar gyfer cynnal a chadw ar sail cyflwr.
Dimensiwn peirianneg – cyfan-integreiddio electronig.Mae electroneg pŵer modern yn disodli datrysiadau mecanyddol, gan ddarparu allbwn sinwsoidaidd sefydlog a lefel uchel o awtomeiddio. Mae hyn yn gostwng y trothwy technegol ar gyfer gweithredwyr maes tra'n cynyddu dibynadwyedd profion.
Wedi'i gefnogi gan y tri dimensiwn hyn, mae'r MOEORW-WHVA45 yn taro cydbwysedd rhwng hygludedd, gallu diagnostig, a chyfeillgarwch gweithredol wedi'u teilwra i anghenion peirianneg maes. Mae'n bodloni gofynion sylfaenol profion comisiynu a chynnal a chadw cyfnodol, ac mae hefyd yn darparu llwybr technegol ar gyfer asesu cyflwr insiwleiddio dyfnach, gan gynnig offeryn sy'n ymarferol ac yn edrych ymlaen-ar gyfer rheoli iechyd cebl pŵer.
