A especificidade da descarga parcial GIS e sua importância na detecção
Características da descarga parcial em GIS:
Vedação: O equipamento é totalmente vedado e não pode entrar em contato direto com os componentes internos. Devem ser empregados métodos de detecção não{1}}invasivos.
Meio isolante: em seu interior é preenchido com gás SF6 de alta-pressão, que apresenta excelente desempenho de isolamento. No entanto, uma vez que haja um defeito, a descarga desenvolver-se-á rapidamente e poderá rapidamente evoluir para uma falha.
Tipos de defeitos típicos: Os defeitos de descarga no GIS são geralmente bastante típicos, como:
Partículas de metal livres: saltando ou aderindo à parte inferior do invólucro ou ao condutor de alta-tensão.
Esporas de condutor: Descarga corona causada por saliências pontiagudas em condutores ou invólucros de alta-tensão.
Contaminação da superfície do isolador: Existem partículas metálicas ou umidade na superfície do isolador.
Entreferro interno do isolador: há defeitos de fabricação dentro do isolador-em forma de tigela.
As consequências são graves: o GIS é o equipamento principal da subestação. Se falhar, causará cortes generalizados de energia, com longos períodos de reparação e perdas económicas significativas.
Portanto, realizar a detecção de descargas parciais em GIS é o método mais eficaz para identificar precocemente defeitos de isolamento e prevenir falhas repentinas.
Detector ultrassônico de descarga parcial
Os principais métodos e princípios do instrumento de detecção de descarga parcial GIS
Com base nas características do GIS, os métodos de detecção convencionais incluem os seguintes tipos:
Método de frequência ultra-alta (UHF - ultra-frequência alta) 【O método atualmente mais convencional e sensível】
Princípio: Quando ocorre uma descarga local dentro do GIS, um pulso de corrente ascendente extremamente acentuado será gerado (no nível de nanossegundos), que excitará ondas eletromagnéticas com frequências variando de 300 MHz a 3 GHz. Essas ondas eletromagnéticas podem se propagar muito longe dentro da cavidade GIS como um guia de ondas.
Sensor: esses sinais de ondas eletromagnéticas são recebidos por meio de sensores UHF integrados ou externos (acopladores) instalados no isolador de bucha GIS.
Vantagens:
Extremamente sensível: Capaz de detectar descargas fracas tão pequenas quanto vários picocoulombs.
Forte capacidade anti-interferência: as frequências de interferência de sistemas de energia convencionais, como descarga corona, são relativamente baixas (<300 MHz), and the UHF method can effectively avoid these.
Ele pode ser localizado (através da diferença horária dos sinais de vários sensores).
Pode ser monitorado online sem afetar o funcionamento do equipamento.
Desvantagens:
É difícil calibrar a quantidade absoluta de descarga. Normalmente, valores relativos como dBm são usados para representar a intensidade do sinal.
A posição de instalação do sensor tem um impacto significativo no efeito de detecção.
2. Método Ultrassônico (AE - Emissão Acústica)
Princípio: Quando ocorre uma descarga parcial, são gerados sinais acústicos e ultrassônicos (com frequências normalmente variando de 20kHz a 300kHz). Esses sinais se propagam através do gás SF6 e do invólucro GIS.
Sensor: O sensor ultrassônico é conectado ao exterior da caixa metálica GIS para receber sinais sonoros.
Vantagens:
A precisão do posicionamento é extremamente alta, tornando-o o melhor método para posicionamento físico. Ao comparar o tempo que leva para os sinais chegarem a diferentes sensores, o posicionamento preciso pode ser alcançado até o nível do medidor ou até mesmo do decímetro.
Completamente não-intrusivo, com instalação flexível de sensores.
Não é sensível a interferências eletromagnéticas em ambientes externos.
Desvantagens:
O sinal atenua significativamente em metais e gases e o alcance de detecção é limitado.
Propenso a ser perturbado por ruídos ambientais (como vento e chuva, vibrações).
A sensibilidade é geralmente menor que a do método UHF.
3. Método de Tensão Transiente de Terra (TEV)
Princípio: Parte das ondas eletromagnéticas geradas pela descarga interna vazarão através das aberturas do isolador-em forma de tigela, causando um pulso transitório de tensão de terra no invólucro metálico do GIS.
Sensor: O sensor TEV é usado para detectar na junta do casco.
Vantagens: Portátil, fácil de operar.
Desvantagens: Usado principalmente em gabinetes de distribuição, tem sensibilidade relativamente baixa para GIS totalmente fechado e é usado com menos frequência.
A função e faixa de detecção do detector de descarga parcial GIS
Função:
Diagnóstico precoce de defeitos de isolamento: Durante os testes de tensão suportável e durante a operação, esses vários defeitos típicos podem ser prontamente identificados.
Localização da falha: Ao combinar métodos UHF e ultrassônicos, é possível identificar com precisão a câmara de gás ou local específico onde ocorre o defeito de descarga, reduzindo significativamente o tempo e o escopo da manutenção.
Controle de qualidade:
Teste de fábrica: Este é um item de inspeção obrigatório para GIS após a fabricação.
Teste de{0}comissionamento no local: após a conclusão da instalação, ele é realizado simultaneamente com o teste de tensão suportável CA. Esta é uma prática internacional (conforme exigido pela norma IEC 62271-203). Pode detectar novos defeitos que surgem durante o transporte e instalação sob condições de alta tensão.
Monitoramento do estado e alerta precoce: Realize inspeções regulares ou monitoramento on-line do GIS em operação, avalie a tendência de mudança do status do isolamento e obtenha manutenção preditiva.
Escopo de detecção (cenários de aplicação):
Fabricante: teste de fábrica 100%.
Construção/ampliação de nova estação: Comissionamento e testes de aceitação após instalação.
Subestações em operação: Inspeções regulares, investigações de falhas e verificação após grandes revisões.
