RU2709604C1 - Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment - Google Patents

Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2709604C1
RU2709604C1 RU2018127035A RU2018127035A RU2709604C1 RU 2709604 C1 RU2709604 C1 RU 2709604C1 RU 2018127035 A RU2018127035 A RU 2018127035A RU 2018127035 A RU2018127035 A RU 2018127035A RU 2709604 C1 RU2709604 C1 RU 2709604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulation
partial discharges
electrical
sensors
sensor
Prior art date
Application number
RU2018127035A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Костюков
Сергей Николаевич Бойченко
Евгений Александрович Бурда
Валерий Васильевич Жильцов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация"
Priority to RU2018127035A priority Critical patent/RU2709604C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709604C1 publication Critical patent/RU2709604C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention refers to technical diagnostics. Summary: using partial discharge detectors resistant to effects of network frequency currents, which are installed on conductors of electric power supply. Sensors comprise current transformers with magnetic conductors of nanocrystalline material and high-pass filters formed by windings of transformers, connected together with capacitors, reducing influence of network frequency amplitude of network frequency when selecting pulses of partial discharges. Piezoelectric acoustic emission sensors are also used, which are installed by piezocrystals on metal structural elements of electrical equipment in the immediate vicinity of the diagnosed object for simultaneous detection of acoustic oscillations caused by partial discharges and transient voltages arising as a result of electromagnetic fields from partial discharges to grounded metal structural elements of electrical devices. Automatic computer monitoring system is equipped with an expert system which is used to evaluate the technical state of insulation, the place, type and level of development of insulation defects by the criteria "Permissible", "Requires measures", "Inadmissible" and gives out the target-indicating instructions to service personnel.EFFECT: invention can be used for diagnosing state of insulation of electrical equipment, in particular asynchronous electric motors.1 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для диагностики состояния изоляции электрического оборудования, в частности, асинхронных электродвигателей.The invention relates to the field of technical diagnostics and can be used to diagnose the state of insulation of electrical equipment, in particular, asynchronous motors.

Из уровня техники известен способ [1] определения места локализации и вида дефектов в активной части электрической машины, находящейся в рабочем режиме, заключающийся в том, что на разные стороны наружной поверхности корпуса контролируемого объекта (электрической машины) устанавливают не менее 4-х измерительных датчиков частичных разрядов, подключенных к регистрирующей аппаратуре. Поочередно перемещают каждый из датчиков в пределах границ поверхности корпуса, на которую он установлен, до получения на выходе датчика максимального сигнала, после чего фиксируют датчик на поверхности корпуса в этом положении. Запоминают с помощью регистрирующей аппаратуры форму выходного сигнала датчика. После фиксации первого датчика, следующие датчики фиксируют при условии совпадения формы их выходных сигналов с формой выходного сигнала первого датчика. Измеряют время запаздывания принятых датчикам сигналов относительно первого принятого сигнала. По их величине определяют место локализации дефектного узла. По форме выходного сигнала датчика судят о виде разрядного явления.The prior art method [1] for determining the location and type of defects in the active part of an electric machine that is in operating mode, which consists in the fact that at least 4 measuring sensors are installed on opposite sides of the outer surface of the body of the controlled object (electric machine) partial discharges connected to the recording equipment. Each of the sensors is alternately moved within the boundaries of the surface of the housing on which it is installed, until the maximum signal is received at the output of the sensor, after which the sensor is fixed on the surface of the housing in this position. Using the recording equipment, the shape of the sensor output signal is stored. After fixing the first sensor, the following sensors are fixed provided that the shape of their output signals matches the shape of the output signal of the first sensor. The delay time of the signals received by the sensors relative to the first received signal is measured. According to their size, the location of the defective site is determined. The shape of the sensor output signal judges the type of discharge phenomenon.

Недостатком указанного способа является необходимость проведения вручную большого количества работ по поиску дефектов на электродвигателе, находящемся в эксплуатации, и выполнения ручного анализа полученных сигналов с целью определения предполагаемого типа дефекта. Соответственно, снижается достоверность диагностики из-за влияния человеческого фактора.The disadvantage of this method is the need to carry out manually a large number of works on the search for defects on an electric motor in operation, and to perform a manual analysis of the received signals in order to determine the alleged type of defect. Accordingly, the reliability of the diagnosis is reduced due to the influence of the human factor.

Также из уровня техники известен способ [2] измерения характеристик частичных разрядов электрическим методом при испытаниях и/или эксплуатации высоковольтного оборудования в трехфазной системе, находящейся под воздействием напряжения промышленной частоты, позволяющий определить максимальное значение кажущегося заряда частичного разряда.Also known from the prior art is a method [2] for measuring the characteristics of partial discharges by the electric method during testing and / or operation of high-voltage equipment in a three-phase system under the influence of industrial frequency voltage, which allows determining the maximum value of the apparent charge of a partial discharge.

Недостатками указанного способа являются отсутствие возможности определения типов дефектов изоляции высоковольтного оборудования, инициировавших возникновение частичных разрядов, места их локализации и степени опасности, которую они представляют для изоляции.The disadvantages of this method are the inability to determine the types of insulation defects of high-voltage equipment, which initiated the occurrence of partial discharges, their location and the degree of danger that they pose for insulation.

Также из уровня техники известен метод оценки технического состояния изоляции [3] по параметрам импульсов высокочастотных сигналов, порождаемых возникновением частичных разрядов в изоляции электрического оборудования в процессе его эксплуатации, основанный на периодическом измерении амплитудных и количественных параметров частичных разрядов, например, частоты их повторения, и сравнении полученных значений с пороговыми значениями, определенными предварительно эмпирическим путем в виде базы данных, содержащей пороговые значения параметров частичных разрядов.Also known from the prior art is a method for assessing the technical state of insulation [3] by the parameters of the pulses of high-frequency signals generated by the occurrence of partial discharges in the insulation of electrical equipment during its operation, based on periodic measurement of the amplitude and quantity parameters of partial discharges, for example, the frequency of their repetition, and comparing the obtained values with threshold values determined previously empirically in the form of a database containing threshold values of pairs partial discharge ameters.

Известный способ применяется для оценки риска отказа электрического оборудования, в частности, распределительных устройств высокого и среднего напряжения, и заключается в измерении таких параметров частичных разрядов, как амплитуда импульсов и количество импульсов за один период питающего напряжения, при этом риск отказа оборудования оценивается в зависимости от значений измеренных параметров, которые сравниваются с пороговыми величинами. Пороговые величины берутся из базы данных о значениях измеряемых параметров частичных разрядов для оборудования, однотипного с испытываемым.The known method is used to assess the risk of failure of electrical equipment, in particular, switchgears of high and medium voltage, and consists in measuring such parameters of partial discharges as the amplitude of the pulses and the number of pulses for one period of the supply voltage, while the risk of equipment failure is estimated depending on values of the measured parameters, which are compared with threshold values. Threshold values are taken from the database on the values of the measured parameters of the partial discharges for equipment of the same type with the test.

Указанный способ имеет следующие недостатки:The specified method has the following disadvantages:

- предусматривает не все возможные риски отказа, так как анализируется неполный набор комбинаций значений параметров частичных разрядов и не учитывается возможность превышения только одним из параметров частичных разрядов соответствующего порогового значения;- provides for not all possible risks of failure, since an incomplete set of combinations of the values of the partial discharge parameters is analyzed and the possibility of exceeding only one of the partial discharge parameters by the corresponding threshold value is not taken into account;

- не позволяет по результатам диагностирования разделить дефекты изоляции по типам и месту их локализации.- does not allow, according to the diagnostic results, to separate insulation defects by type and place of their localization.

Наиболее близким к предлагаемому способу является устройство и способ дистанционного контроля частичных разрядов в электрическом приборе [4], включающее в себя один или более датчиков для детектирования частичных разрядов разряда в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии в устройство, программируемый компьютер, анализирующий измеренные импульсы и различающий сигналы, исходящие от контролируемого устройства и из других мест. Различение достигается путем анализа формы импульса и путем сравнения импульсов с событиями частичного разряда, измеренными локально на датчиках. Устройство позволяет осуществлять мониторинг частичных разрядов в электрическом устройстве без необходимости установки датчиков на самом оборудовании.Closest to the proposed method is a device and method for remote monitoring of partial discharges in an electrical device [4], which includes one or more sensors for detecting partial discharges of a discharge in one or more conductors for supplying electric energy to a device, a programmable computer that analyzes the measured pulses and distinguishing between signals coming from the monitored device and from other places. Distinction is achieved by analyzing the shape of the pulse and by comparing the pulses with the partial discharge events measured locally on the sensors. The device allows you to monitor partial discharges in an electrical device without the need to install sensors on the equipment itself.

Указанные устройство и способ, принятый за прототип, имеет следующие недостатки:The specified device and method adopted for the prototype has the following disadvantages:

- отсутствует автоматическая экспертная система, что обуславливает необходимость внешнего дополнительного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации;- there is no automatic expert system, which necessitates an external external data analysis to determine the type of defect and its localization;

- отсутствует возможность оперативной индивидуальной адаптации алгоритмов диагностирования, что затрудняет настройку процесса для использования на конкретной единице электрооборудования;- there is no possibility of operational individual adaptation of diagnostic algorithms, which makes it difficult to configure the process for use on a specific unit of electrical equipment;

- используются раздельные акустические и емкостные датчики, что увеличивает число измерительных каналов, необходимых для диагностики единицы электрооборудования;- separate acoustic and capacitive sensors are used, which increases the number of measuring channels necessary for the diagnosis of a unit of electrical equipment;

- отсутствует возможность одновременного измерения параметров частичных разрядов более чем по шести измерительным каналам, что ограничивает возможности применения устройства и способа.- there is no possibility of simultaneously measuring the parameters of partial discharges in more than six measuring channels, which limits the possibility of using the device and method.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа и датчика, направленных на снижение трудоемкости, повышение достоверности и оперативности процесса диагностирования в процессе эксплуатации в реальном времени состояния электрической изоляции технологического оборудования, например, асинхронных электродвигателей насосов или компрессоров, их кабельных линий и питающих ячеек, снижение количества используемых при этом измерительных каналов и интеграция указанной процедуры диагностирования в систему компьютерного мониторинга технологического оборудования, объединяющую различные методы технической диагностики, например, методы вибродиагностики или сигнатурного анализа токов потребления.The aim of the invention is to develop a method and sensor aimed at reducing the complexity, increasing the reliability and efficiency of the diagnostic process in real-time operation of the state of electrical insulation of technological equipment, for example, asynchronous electric motors of pumps or compressors, their cable lines and supply cells, reducing the number of used at the same time measuring channels and the integration of the specified diagnostic procedure into the computer monitor system Inga of technological equipment, combining various methods of technical diagnostics, for example, methods of vibration diagnostics or signature analysis of consumption currents.

Технический результат в предлагаемом способе диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования, заключающемся в использовании одного или более датчиков для детектирования сигналов от частичных разрядов, происходящих в электрической изоляции устройств технологического оборудования, в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии в электрическое устройство технологического оборудования без установки на самих электрических устройствах датчиков частичных разрядов, применении автоматической системы компьютерного мониторинга технологического оборудования для определения характеристик электроразрядной активности в изоляции, например, скорости повторения частичных разрядов, определении на их основе зон с наличием дефектов изоляции, достигается тем, что используют устойчивый к воздействию сетевых токов значительной величины, например, со среднеквадратическим значением (СКЗ) более 1100 А, датчик частичных разрядов, представляющий собой высокочастотный трансформатор тока, и пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии, который устанавливают непосредственно пьезокристаллом на металлические конструктивные элементы электрообрудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта, и используют его сигнал для одновременной регистрации акустических колебаний, вызываемых частичными разрядами, а также переходных напряжений, возникающих вследствие воздействия электромагнитных полей от частичных разрядов на заземленные элементы электрических устройств, при этом конфигурирование алгоритмов обработки сигналов частичных разрядов, обработку сигналов частичных разрядов, расчет их характеристик, например скорости повторения разрядов, осуществляют с учетом индивидуальных технических особенностей диагностируемых электрических устройств технологического оборудования и любых используемых датчиков частичных разрядов, вносят результаты предварительной обработки сигналов в автоматическую экспертную систему компьютерного мониторинга, которая выдает информацию о техническом состоянии: изоляции, месте, типе и уровне развития дефектов изоляции по критериям «Допустимо», «Требует принятия мер», «Недопустимо», а также выдает целеуказующие предписания обслуживающему персоналу.The technical result in the proposed method for diagnosing electrical insulation in the process of remote computer monitoring of technological equipment, which consists in using one or more sensors for detecting signals from partial discharges occurring in the electrical isolation of technological equipment devices, in one or more conductors for supplying electrical energy to the technological process electrical device equipment without installing sensors on the electrical devices themselves of partial discharges, the use of an automatic computer monitoring system for technological equipment to determine the characteristics of electric discharge activity in isolation, for example, the repetition rate of partial discharges, and determination of zones with the presence of insulation defects on their basis, is achieved by the fact that they are resistant to significant network currents, , with an rms value (RMS) of more than 1100 A, a partial discharge sensor, which is a high-frequency current transformer, and The piezoelectric acoustic emission sensor, which is mounted directly on the metal structural elements of the electrical equipment in the immediate vicinity of the diagnosed object with a piezocrystal, and its signal is used to simultaneously record acoustic vibrations caused by partial discharges, as well as transient voltages arising due to the influence of electromagnetic fields from partial discharges on grounded elements of electrical devices, while configuring algorithms about Partial discharge signal processing, partial discharge signal processing, calculation of their characteristics, for example, discharge repetition rate, is carried out taking into account the individual technical features of the diagnosed electrical devices of technological equipment and any used partial discharge sensors, and the results of the preliminary signal processing are input into an automated expert computer monitoring system, which provides information on the technical condition: insulation, location, type and level of def such as are for the isolation of the "admissibility" criteria "requires action", "unacceptable", as well as issues tseleukazuyuschie prescription service personnel.

Технический результат достигается также тем, что датчик частичных разрядов содержит: трансформатор тока, при этом магнитопровод трансформатора тока выполнен из нанокристаллического материала, например, из ленты магнитомягкого нанокристаллического сплава на основе железа, и обмотки трансформатора, включенные совместно с конденсатором, образующие фильтр высоких частот для уменьшения влияния амплитуды тока сетевой частоты при выделении импульсов частичных разрядов.The technical result is also achieved by the fact that the partial discharge sensor comprises: a current transformer, wherein the magnetic core of the current transformer is made of nanocrystalline material, for example, a tape of a soft magnetic nanocrystalline alloy based on iron, and the transformer windings connected together with a capacitor forming a high-pass filter for reducing the influence of the amplitude of the current of the network frequency during the allocation of pulses of partial discharges.

Анализ отличительных признаков предлагаемых способа и датчика показал, что:Analysis of the distinguishing features of the proposed method and sensor showed that:

- использование устойчивого к воздействию токов сетевой частоты значительной величины, например, с СКЗ более 1100 А, датчика частичных разрядов, в котором магнитопровод выполнен из нанокристаллического материала, представляющего собой высокочастотный трансформатор тока, позволяет повысить достоверность диагностирования за счет высокого значения магнитной индукции насыщения, которое в несколько раз превышает аналогичное значение для ферритов;- the use of a significant value of the frequency-stable current frequency network, for example, with an RMS of more than 1100 A, of a partial discharge sensor, in which the magnetic circuit is made of nanocrystalline material, which is a high-frequency current transformer, allows to increase the reliability of diagnosis due to the high value of saturation magnetic induction, which several times higher than the same value for ferrites;

- установка пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии непосредственно пьезокристаллом на металлические элементы позволяет использовать датчик акустической эмиссии для одновременной регистрации как акустических колебаний, производимых частичными разрядами, так и электромагнитных, что позволяет использовать для диагностики электрооборудования вместо традиционно используемых двух - «TEV-датчика» и акустического, один. Это сокращает трудоемкость монтажа датчиков и реализации предлагаемого способа;- installation of a piezoelectric acoustic emission sensor directly by a piezocrystal on metal elements allows the use of an acoustic emission sensor for simultaneous registration of both acoustic vibrations produced by partial discharges and electromagnetic ones, which allows using two “TEV sensors” and acoustic, instead of the traditionally used two, for electrical diagnostics, one. This reduces the complexity of mounting sensors and implementing the proposed method;

- конфигурирование алгоритмов обработки сигналов частичных разрядов и обработка сигналов частичных разрядов, расчета их характеристик с учетом индивидуальных технических особенностей диагностируемых электрических устройств технологического оборудования и любых используемых датчиков частичных разрядов позволяет оперативно адаптировать алгоритмы диагностирования, что позволяет осуществить более точную настройку диагностической системы для учета особенностей конкретной единицы электрооборудования;- configuration of partial discharge signal processing algorithms and processing of partial discharge signals, calculation of their characteristics taking into account the individual technical features of the diagnosed electrical devices of the technological equipment and any used partial discharge sensors allows you to quickly adapt the diagnostic algorithms, which allows you to more accurately configure the diagnostic system to take into account the specific features units of electrical equipment;

- наличие автоматической экспертной системы реализованной с помощью диагностического контроллера (ЭВМ) исключает необходимость ручного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации. Такая экспертная система на основе встроенной базы знаний позволяет выдавать предписания эксплуатирующему персоналу в режиме on-line, без необходимости привлечения диагностов;- the presence of an automatic expert system implemented using a diagnostic controller (computer) eliminates the need for manual data analysis to determine the type of defect and its localization. Such an expert system based on an integrated knowledge base allows issuing instructions to operating personnel on-line, without the need for diagnosticians;

- предлагаемая конструкция датчика на основе трансформатора тока с магнитопроводом, а также с применением фильтра высоких частот, выполненного на обмотках трансформатора совместно с конденсатором, повышает устойчивость датчика к воздействию токов сетевой частоты, потребляемых диагностируемым электрооборудованием за счет фильтрации сигналов частичных разрядов от сигналов тока, потребляемого технологическим оборудованием.- the proposed sensor design based on a current transformer with a magnetic circuit, as well as using a high-pass filter made on the transformer windings together with a capacitor, increases the sensor's resistance to the effects of mains currents consumed by the diagnosed electrical equipment by filtering partial discharge signals from the current signals consumed technological equipment.

Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая полученный результат, представляется новой на существующем этапе развития науки и техники. Изобретение соответствует изобретательскому уровню, поскольку достигаемый результат определяется не только суммой отличительных признаков, но и синергетическим эффектом их тесного взаимодействия между собой.Thus, the proposed set of distinctive features, providing the result obtained, seems new at the existing stage of development of science and technology. The invention corresponds to the inventive step, since the achieved result is determined not only by the sum of the distinguishing features, but also by the synergistic effect of their close interaction with each other.

Сущность заявляемого изобретения поясняется фиг. 1-12.The essence of the claimed invention is illustrated in FIG. 1-12.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого высокочастотного трансформаторного датчика частичных разрядов (ЧР).In FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed high-frequency transformer partial discharge (PD) sensor.

На фиг. 2 показан эффект от воздействия тока сетевой частоты с СКЗ 150 А на ферритовый токовый датчик ЧР модели RFCT-4 типовой конструкции.In FIG. Figure 2 shows the effect of the influence of a mains frequency current with a RMS of 150 A on a ferrite current sensor of the PD of the RFCT-4 model of a typical design.

На фиг. 3 показан график тестовых сигналов ЧР, зарегистрированных с помощью токового датчика ЧР предлагаемой конструкции при воздействии на него тока сетевой частоты и с СКЗ 1100 А.In FIG. 3 shows a graph of test PD signals recorded using a PD current sensor of the proposed design when a current of a network frequency is applied to it and with a RMS of 1100 A.

На фиг. 4 показана схема установки пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии (АЭ) в высоковольтной ячейке для одновременной регистрации как акустических, так и электромагнитных колебаний, производимых частичными разрядами.In FIG. Figure 4 shows the installation diagram of a piezoelectric acoustic emission (AE) sensor in a high-voltage cell for simultaneous recording of both acoustic and electromagnetic oscillations produced by partial discharges.

На фиг. 5а) и б) показаны акустические сигналы ЧР, зарегистрированные пьезоэлектрическим датчиком АЭ.In FIG. 5a) and b) shows the acoustic signals of the PD recorded by the piezoelectric AE sensor.

На фиг. 6 показана условная схема локализации дефектов изоляции диагностируемого асинхронного электродвигателя, его кабельной линии и высоковольтной ячейки.In FIG. 6 shows a schematic diagram of the localization of insulation defects of a diagnosed asynchronous electric motor, its cable line and high-voltage cell.

На фиг. 7 в табличном виде показаны возможные комбинации сигналов с датчиков ЧР, позволяющие локализовать место их возникновенияIn FIG. 7 in a tabular form shows possible combinations of signals from PD sensors, allowing to localize the place of their occurrence

На фиг. 8 в табличном виде показан пример описания параметров базы знаний экспертной системы дефектов изоляции на примере электродвигателя.In FIG. 8 in a table form shows an example of a description of the parameters of the knowledge base of an expert system of insulation defects using an example of an electric motor.

На фиг. 9 показан пример установки комплекта из трех предложенных заявителем токовых датчиков ЧР и пьезоэлектрического датчика АЭ в высоковольтной ячейке.In FIG. Figure 9 shows an example of installing a set of three PD current sensors proposed by the applicant and a piezoelectric AE sensor in a high voltage cell.

На фиг. 10 показаны примеры графиков исходного и обработанного сигналов с токового датчика ЧР и амплитудно-фазового распределения импульсов ЧР.In FIG. 10 shows examples of graphs of the initial and processed signals from the PD current sensor and the amplitude-phase distribution of PD pulses.

На фиг. 11 показаны амплитудно-фазовые распределения ЧР, зарегистрированные для трех фаз питания электродвигателя.In FIG. 11 shows the amplitude-phase distributions of PD recorded for the three phases of the electric motor supply.

На фиг. 12 показаны следы поверхностных разрядов, обнаруженные на изоляции кабельной линии при визуальном осмотре.In FIG. 12 shows traces of surface discharges detected on the insulation of a cable line during visual inspection.

Реализация предлагаемого изобретения представлена на примере использования датчика ЧР модели 5902 и пьезоэлектрического датчика модели 5703.The implementation of the invention is presented on the example of the use of the PD sensor model 5902 and the piezoelectric sensor model 5703.

В настоящее время в качестве токовых датчиков ЧР используются, как правило, трансформаторы тока с ферритовыми магнитопроводами. Недостатком таких датчиков является высокая чувствительность к токам сетевой частоты, которые могут протекать по проводнику, на котором устанавливаются эти датчики. Высокая чувствительность обусловлена низким значением магнитной индукции насыщения, свойственным ферритам. На практике производители таких датчиков предусматривают немагнитные зазоры, разделяющие магнитопровод на части и уменьшающие его насыщение. Тем не менее, эта мера недостаточна для применения токовых датчиков ЧР на проводниках питания электрооборудования, поэтому такие датчики устанавливаются, как правило, на проводниках заземления электрооборудования непосредственно на месте его установки. Такой способ установки может быть недопустим в условиях размещения электрического оборудования во взрывоопасных зонах.Currently, current transformers with ferrite magnetic cores are used as current sensors for PD. The disadvantage of such sensors is their high sensitivity to network frequency currents, which can flow through the conductor on which these sensors are installed. High sensitivity is due to the low value of saturation magnetic induction inherent in ferrites. In practice, manufacturers of such sensors provide non-magnetic gaps that divide the magnetic circuit into parts and reduce its saturation. However, this measure is insufficient for the use of PD current sensors on power supply conductors of electrical equipment, therefore, such sensors are installed, as a rule, on grounding conductors of electrical equipment directly at the installation site. This installation method may be unacceptable when placing electrical equipment in hazardous areas.

На фиг. 1 представлена условная схема предлагаемого заявителем датчика ЧР, устойчивого к воздействию токов сетевой частоты с СКЗ более 1100 А, например модели 5902, в котором магнитопровод 1 выполнен из ленты магнитомягкого нанокристаллического сплава ГМ24ДС на основе железа, значение магнитной индукции насыщения которого в несколько раз превышает аналогичное для ферритов. Обмотки трансформатора 2, включенные совместно с конденсатором 5, образуют фильтр высоких частот, что также уменьшает амплитуду гармоник тока сетевой частоты для выделения импульсов частичных разрядов. Резистор 4 и конденсатор 5 образуют делитель, используемый для коррекции амплитуды измерительного сигнала и амплитудно-частотной характеристики предлагаемого датчика частичных разрядов.In FIG. 1 is a schematic diagram of a PD sensor proposed by the applicant that is resistant to mains currents with a RMS of more than 1100 A, for example, model 5902, in which the magnetic circuit 1 is made of an iron-based magnetically soft nanocrystalline alloy GM24DS, the saturation magnetic induction of which is several times higher than the similar value for ferrites. The windings of the transformer 2, included in conjunction with the capacitor 5, form a high-pass filter, which also reduces the amplitude of the harmonics of the current of the mains frequency to separate out partial discharge pulses. The resistor 4 and the capacitor 5 form a divider used to correct the amplitude of the measuring signal and the amplitude-frequency characteristics of the proposed partial discharge sensor.

Параметры элементов 1, 2, 3, 4 и 5 выбираются исходя из требуемых частотного диапазона и амплитуды импульсов частичных разрядов, регистрируемых измерительной системой. Блок 6 на фиг. 1 служит для обеспечения требований взрывозащиты и согласования линии связи.The parameters of the elements 1, 2, 3, 4 and 5 are selected based on the required frequency range and the amplitude of the pulses of the partial discharges recorded by the measuring system. Block 6 in FIG. 1 serves to meet the requirements of explosion protection and coordination of the communication line.

Показанные на фиг. 2 и 3 иллюстрации демонстрируют преимущество применения предлагаемой конструкции датчика над конструкцией типового трансформаторного датчика частичных разрядов, например модели RFCT-4 с ферритовым магнитопроводом с немагнитным зазором рекомендованной производителем величины.Shown in FIG. Figures 2 and 3 demonstrate the advantage of using the proposed sensor design over the design of a typical transformer partial discharge sensor, for example, RFCT-4 model with a ferrite core with a non-magnetic gap recommended by the manufacturer.

Так, на фиг. 2 показано амплитудно-фазовое распределение тестовых импульсов эффект от воздействия тока сетевой частоты с СКЗ 150 А на ферритовый токовый датчик частичных разрядов типовой конструкции. На амплитудно-фазовом распределении по горизонтальной оси откладывается фазовый угол одного периода тока потребления электрооборудования, относительно которого отмечаются амплитуды зарегистрированных импульсов частичных разрядов (вертикальная ось). При этом интенсивность окраски отметки означает количество импульсов, зарегистрированных в данный момент. Участки 7 и 8 диаграммы соответствуют моментам, когда датчиком RFCT-4 регистрируются тестовые импульсы частичных разрядов, не подверженные искажениям, так как значения тока сетевой частоты вблизи фазных углов 0° и 180° малы. Участки 9 и 10 диаграммы соответствуют моментам, когда значения СКЗ тока сетевой частоты достигают 150 А в окрестностях фазных углов 90° и 270°. Как видно из фиг. 2, воздействие этого тока на датчик приводит, практически, к 5-ти кратному завышению регистрируемых амплитуд тестовых импульсов (изменение амплитуды на 400%).So in FIG. Figure 2 shows the amplitude-phase distribution of test pulses, the effect of the influence of a network frequency current with a RMS of 150 A on a ferrite current sensor of partial discharges of a typical design. On the amplitude-phase distribution along the horizontal axis, the phase angle of one period of the current consumption of electrical equipment is plotted, relative to which the amplitudes of the recorded pulses of partial discharges (vertical axis) are noted. In this case, the color intensity of the mark means the number of pulses registered at the moment. Sections 7 and 8 of the diagram correspond to the moments when the partial discharge test pulses that are not subject to distortion are recorded by the RFCT-4 sensor, since the values of the current of the mains frequency near the phase angles 0 ° and 180 ° are small. Sections 9 and 10 of the diagram correspond to the moments when the RMS values of the current of the network frequency reach 150 A in the vicinity of the phase angles 90 ° and 270 °. As can be seen from FIG. 2, the effect of this current on the sensor leads, in fact, to a 5-fold overestimation of the recorded amplitudes of the test pulses (amplitude change by 400%).

На фиг. 3 показан график тестовых сигналов ЧР, зарегистрированных с помощью токового датчика ЧР предлагаемой конструкции при воздействии на него тока сетевой частоты с СКЗ 1100 А, на котором пунктирными линиями обозначены минимальные и максимальные значения амплитуд зарегистрированных тестовых импульсов частичных разрядов. Из фиг. 3 видно, что различие амплитуд зарегистрированных тестовых импульсов ЧР составляет не более 20%, что подтверждает эффективность предложенной конструкции датчика ЧР при измерении параметров частичных разрядов в условиях воздействия значительных токов сетевой частоты, потребляемых диагностируемым электрооборудованием. В настоящее время для регистрации акустического излучения, производимого частичными разрядами, используются датчики АЭ различной конструкции, устанавливаемые, например, внутри высоковольтной ячейки. При этом для регистрации изменений потенциала металлических элементов конструкций электрооборудования под воздействием электромагнитных полей, излучаемых частичными разрядами, используются датчики другого типа, так называемые ТЕV-датчики (transient earth voltage) [5].In FIG. Figure 3 shows a graph of PD test signals recorded with a PD PD current sensor of the proposed design when exposed to a network frequency current with a RMS of 1100 A, on which the minimum and maximum values of the amplitudes of the recorded partial pulse test pulses are indicated by dashed lines. From FIG. Figure 3 shows that the difference in the amplitudes of the recorded test pulses of the PD is no more than 20%, which confirms the effectiveness of the proposed design of the PD sensor when measuring partial discharge parameters under the influence of significant currents of the mains frequency consumed by the diagnosed electrical equipment. At present, for detecting acoustic radiation produced by partial discharges, AE sensors of various designs are used, installed, for example, inside a high-voltage cell. At the same time, to detect changes in the potential of metal elements of electrical equipment structures under the influence of electromagnetic fields emitted by partial discharges, other types of sensors are used, the so-called TEV sensors (transient earth voltage) [5].

На фиг. 4 показана схема предлагаемого способа установки пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии 11, на примере датчика АЭ 5703, непосредственно пьезокристаллом с помощью магнитного держателя на металлическую стенку высоковольтной ячейки 12, где предлагаемые датчики ЧР 13, например датчики 5902, смонтированы на кабельной линии питания 14 диагностируемого электродвигателя.In FIG. 4 shows a diagram of the proposed method for installing a piezoelectric acoustic emission sensor 11, using the AE 5703 sensor as an example, directly using a magnetic holder on a metal wall of a high-voltage cell 12, where the proposed PD sensors 13, for example sensors 5902, are mounted on the cable line 14 of the diagnosed electric motor.

Такой способ установки датчик АЭ, при котором его чувствительный элемент, выполненный из пьезокристалла, имеет электрический контакт с металлическим корпусным элементом высоковольтной ячейки, позволяет выполнять одновременную регистрацию одним пьезоэлектрическим датчиком акустической эмиссии как акустических, так и электромагнитных колебаний, производимых частичными разрядами. Это позволяет уменьшить число измерительных каналов, необходимых для диагностики единицы электрооборудования, что сокращает стоимость, упрощает монтаж датчиков и реализацию предлагаемого способа.This method of installation of the AE sensor, in which its sensitive element made of a piezocrystal, has electrical contact with the metal housing element of the high-voltage cell, allows simultaneous registration of acoustic and electromagnetic oscillations produced by partial discharges by one piezoelectric sensor of acoustic emission. This allows you to reduce the number of measuring channels required for the diagnosis of a unit of electrical equipment, which reduces cost, simplifies the installation of sensors and the implementation of the proposed method.

На фиг. 5а) и б) показаны акустические сигналы ЧР, зарегистрированные пьезоэлектрическим датчиком АЭ, установленным по предлагаемому способу. Как видно, различные типы исходного сигнала от частичных разрядов обуславливают различную форму выходных сигналов от пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии, что позволяет локализовать место возникновения сигнала частичных разрядов. Пунктирами для наглядности выделены отдельные импульсы.In FIG. 5a) and b) shows the acoustic signals of the PD recorded by the piezoelectric AE sensor installed by the proposed method. As can be seen, various types of the initial signal from partial discharges cause a different shape of the output signals from the piezoelectric acoustic emission sensor, which makes it possible to localize the place of occurrence of the partial discharge signal. Dotted lines for clarity highlight individual pulses.

Акустические колебания, источником которых являются частичные разряды, воздействуют на металлические конструктивные элементы электрооборудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта, на которых установлен пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии и регистрируются им в форме сигнала, показанного на фиг. 5а). В выделенной пунктиром области видно, что акустический импульс имеет симметричную форму.Acoustic vibrations, the source of which is partial discharges, affect the metal structural elements of electrical equipment in the immediate vicinity of the diagnosed object, on which a piezoelectric acoustic emission sensor is mounted and recorded by it in the form of the signal shown in FIG. 5a). In the dotted line region, it can be seen that the acoustic pulse has a symmetrical shape.

Электромагнитные колебания, источником которых являются частичные разряды, также воздействуют на металлические элементы, на которых установлен пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии и регистрируются им в форме сигнала, показанного на фиг. 5б). В выделенной пунктиром области видно, что электромагнитный импульс имеет несимметричную форму с явно выраженным пиком отрицательной полярности. В данном случае емкость пьезокристалла играет роль емкостного TEV-датчика, применяемого для аналогичных целей.Electromagnetic vibrations, the source of which is partial discharges, also affect the metal elements on which the piezoelectric acoustic emission sensor is mounted and recorded in the form of the signal shown in FIG. 5 B). In the dotted line region, it can be seen that the electromagnetic pulse has an asymmetric shape with a pronounced peak of negative polarity. In this case, the capacitance of a piezocrystal plays the role of a capacitive TEV sensor used for similar purposes.

Поскольку представленные на фиг. 5а) и б) сигналы легко различимы, то таким образом, один пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии может использоваться вместо двух различных датчиков (акустического датчика и TEV-датчика).As shown in FIG. 5a) and b) the signals are easily distinguishable, then one piezoelectric acoustic emission sensor can be used instead of two different sensors (acoustic sensor and TEV sensor).

Описанное явление используется в работе автоматической экспертной системы, позволяющей исключить необходимость ручного анализа данных для определения типа дефекта и его локализации. Пример такой экспертной системы для других методов диагностики описан в [6].The described phenomenon is used in the work of an automatic expert system, which eliminates the need for manual data analysis to determine the type of defect and its localization. An example of such an expert system for other diagnostic methods is described in [6].

На фиг. 6 показана условная схема подключения диагностируемого асинхронного электродвигателя к высоковольтной ячейке, поясняющая принцип распространения сигналов от типовых частичных разрядов, происходящих в асинхронном электродвигателе и кабельной линии. Из приведенной схемы видно, что при возникновении в изоляционных конструкциях электродвигателя 15 частичных разрядов 16 по проводникам кабельной линии питания 14 будет распространяться импульс тока положительной полярности +i, который будет зафиксирован соответствующим токовым датчиком ЧР 13. Симметричный ему импульс отрицательной полярности -i, распространяющийся по элементам конструкции электродвигателя, будет рассеян в устройстве заземления электродвигателя.In FIG. 6 shows a schematic diagram of the connection of a diagnosed asynchronous electric motor to a high-voltage cell, explaining the principle of propagation of signals from typical partial discharges occurring in an asynchronous electric motor and cable line. The above diagram shows that when partial discharges 16 occur in the insulating constructions of the electric motor 15, a positive current pulse + i will propagate along the conductors of the cable power line 14, which will be detected by the corresponding current sensor of the PD 13. A negative-polarity pulse symmetrical to it will propagate along structural elements of the motor will be scattered in the grounding device of the motor.

Если источник разрядной активности 17 находится в изоляции проводников кабельной линии питания 14, по проводникам линии питания будет распространяться импульс тока положительной полярности +i', а симметричный ему импульс отрицательной полярности -i' - по металлической оболочке (броне) кабельной линии питания 18. В таком случае импульс +i' будет также зафиксирован соответствующим датчиком токовым датчиком ЧР. Импульс -i', в свою очередь, пройдет по цепям заземления 19 высоковольтной ячейки 12, кратковременно изменив значение потенциала ее металлических конструкций.If the source of discharge activity 17 is in the insulation of the conductors of the cable power line 14, a current pulse of positive polarity + i 'will propagate along the conductors of the power line, and a symmetrical pulse of negative polarity -i' will propagate through the metal sheath (armor) of the cable power line 18. V In this case, the pulse + i 'will also be detected by the corresponding PD current sensor. The pulse -i ', in turn, will pass through the ground circuits 19 of the high-voltage cell 12, briefly changing the value of the potential of its metal structures.

Поскольку пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии 11, установлен вблизи концевой заделки кабеля и, соответственно, вблизи места заземления его металлической оболочки (брони), такие процессы вызывают регистрацию пьезоэлектрическим датчиком акустической эмиссии импульсов отрицательной полярности, свидетельствующих о наличии разрядной активности в изоляции проводников кабельной линии питания 14.Since the piezoelectric acoustic emission sensor 11 is installed near the cable termination and, accordingly, near the grounding location of its metal sheath (armor), such processes cause the piezoelectric sensor to record acoustic emission pulses of negative polarity, indicating the presence of discharge activity in the insulation of the conductors of the power cable 14 .

Аналогичным образом частичные разряды, происходящие внутри объема высоковольтной ячейки, регистрируются по их акустическому и электромагнитному излучению.Similarly, partial discharges occurring inside the volume of a high-voltage cell are recorded by their acoustic and electromagnetic radiation.

Используя описанное явление различия формы и полярности сигналов с пьезоэлектрического датчика акустической эмиссии в зависимости от места возникновения частичных разрядов, можно точно находить локализацию места возникновения частичных разрядов.Using the described phenomenon of the difference in the shape and polarity of the signals from the piezoelectric acoustic emission sensor depending on the place of occurrence of partial discharges, one can accurately find the localization of the place of occurrence of partial discharges.

На фиг. 7 в табличном виде приведено описание комбинаций сигналов с датчиков ЧР, которые могут применяться в таком случае.In FIG. 7 in a tabular form describes the combinations of signals from PD sensors, which can be used in this case.

Фильтрация импульсов -i', выделенных в сигналах токовых датчиков ЧР, позволяет удалять их, как не относящиеся к изоляции электродвигателя и учитывать их, как сигналы частичных разрядов, происходящих в изоляции кабельной линии диагностируемого электродвигателя.Filtering the pulses -i ', selected in the signals of the PD current sensors, allows them to be removed as not related to the insulation of the electric motor and taken into account as signals of partial discharges occurring in the insulation of the cable line of the diagnosed electric motor.

Экспертная система на основе встроенной базы знаний позволяет автоматически выдавать предписания эксплуатирующему персоналу в режиме реального времени путем анализа значений, например, таких параметров частичных разрядов, как скорость повторения и амплитуда. Пример описания параметров базы знаний и соответствующих дефектов электрической изоляции технологического оборудования приведен в табличном виде на фиг. 8.An expert system based on a built-in knowledge base allows you to automatically issue instructions to operating personnel in real time by analyzing values, for example, such parameters of partial discharges as the repetition rate and amplitude. An example of a description of the parameters of the knowledge base and the corresponding defects in the electrical insulation of technological equipment is given in table form in FIG. 8.

В таблице используются следующие обозначения:The following notation is used in the table:

- Порог ТПМ - пороговое значение «ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР»;- TPM threshold - threshold value “REQUIRES ACCEPTANCE OF MEASURES”;

- Порог НДП - пороговое значение «НЕДОПУСТИМО».- NDP threshold - threshold value “UNACCEPTABLE”.

В автоматической системе компьютерного мониторинга технологического оборудования сообщения о степени развития дефекта выделяются соответствующим цветом (зеленый - состояние допустимо, желтый - состояние требует принятия мер и красный - состояние недопустимо).In an automatic computer-aided monitoring system for technological equipment, messages about the degree of development of a defect are highlighted in the appropriate color (green - state is acceptable, yellow - state requires action and red - state is unacceptable).

Пороговые значения определяются эмпирически по статистическим данным для диагностируемого технологического оборудования.Threshold values are determined empirically from statistical data for the diagnosed technological equipment.

На фиг. 9 показан пример установки комплекта из трех токовых датчиков ЧР 13 на фазах кабельной линии 14 и пьезоэлектрического датчика АЭ 11 в высоковольтной ячейке 12 асинхронного электродвигателя типа ВАО2-560-800 с рабочим напряжением 6000 В и мощностью 800 кВт в составе технологической установки по гидроочистке дизельного топлива на нефтеперерабатывающем заводе.In FIG. Figure 9 shows an example of installing a set of three current sensors CR 13 on the phases of a cable line 14 and a piezoelectric sensor AE 11 in a high-voltage cell 12 of an asynchronous electric motor of the VAO2-560-800 type with an operating voltage of 6000 V and a power of 800 kW as part of a technological unit for hydrotreating diesel fuel at the refinery.

На фиг. 10 показаны примеры графика исходного сигнала 20 с одного из токовых датчиков ЧР, графика выделенных импульсов 21 ЧР и графика амплитудно-фазового распределения 22 импульсов ЧР.In FIG. 10 shows examples of a graph of the initial signal 20 from one of the PD current sensors, a graph of the selected pulses 21 of the PD, and a graph of the amplitude-phase distribution of 22 pulses of the PD.

На фиг. 11 показано амплитудно-фазовое распределение частичных разрядов, зарегистрированное для фазы А питания электродвигателя, свидетельствующее согласно источнику [7] о наличии частичных разрядов в изоляционных конструкциях высоковольтной ячейки.In FIG. 11 shows the amplitude-phase distribution of partial discharges recorded for phase A of the electric motor power, which, according to the source [7], indicates the presence of partial discharges in the insulating structures of the high-voltage cell.

На фиг. 12 представлены фотографии, выполненные при визуальном осмотре изоляции кабельной линии со следами поверхностных разрядов. На фиг. 12а) показан белый порошок оксидов азота, образующийся при возникновении частичных разрядов, а на фиг. 12б) - след от поверхностного разряда, вызванного расслоением в изоляционной конструкции.In FIG. 12 shows photographs taken during a visual inspection of the insulation of a cable line with traces of surface discharges. In FIG. 12a) shows a white powder of nitrogen oxides resulting from the occurrence of partial discharges, and in FIG. 12b) is the trace of a surface discharge caused by delamination in the insulating structure.

Предлагаемый способ диагностики состояния изоляции был успешно опробован на одном из крупных нефтеперерабатывающих заводов путем интеграции в состав комплексной системы диагностики и мониторинга динамического оборудования опасных производственных объектов.The proposed method for diagnosing the state of insulation was successfully tested at one of the large oil refineries by integrating into the complex diagnostic system and monitoring the dynamic equipment of hazardous production facilities.

Таким образом, применение предлагаемой группы изобретений способа и датчика позволяет повысить качество диагностирования состояния изоляции электрических устройств технологических установок, и выполнять комплексную оценку их состояния на всех этапах эксплуатации путем автоматического определения технического состояния, локализации и определения типов обнаруживаемых дефектов.Thus, the application of the proposed group of inventions of the method and sensor can improve the quality of diagnosing the state of insulation of electrical devices of technological plants, and perform a comprehensive assessment of their condition at all stages of operation by automatically determining the technical condition, localization and determination of the types of detected defects.

Библиографический списокBibliographic list

1. Патент RU 2370784 C1 G01R 31/34 Способ определения места локализации и вида дефектов в активной части электрической машины, находящейся в рабочем режиме.1. Patent RU 2370784 C1 G01R 31/34 A method for determining the location and type of defects in the active part of an electrical machine in operating mode.

2. Патент RU 2374657 C1 G01R 31/12 Способ измерения характеристик частичных разрядов.2. Patent RU 2374657 C1 G01R 31/12 Method for measuring the characteristics of partial discharges.

3. Публикация «Partial Discharge (PD) techniques for measuring the condition of ageing HV/MV switchgear», Neil Davies, EA Technology International (http://www.eatechnology.com.cn/wp-content/uploads/pdfs/PD_techniques_for_measuring_condition_of_HM_and_HV_switch_gear.pdf, https://www.cablejoints.co.uk/upload/PD-Techniques-For-Measuring-Condition-Of-MV-and-HV-Switchgear.pdf).3. Publication of “Partial Discharge (PD) techniques for measuring the condition of aging HV / MV switchgear”, Neil Davies, EA Technology International (http://www.eatechnology.com.cn/wp-content/uploads/pdfs/PD_techniques_for_measuring_condition_of_HM_and_HV_switch_gear .pdf, https://www.cablejoints.co.uk/upload/PD-Techniques-For-Measuring-Condition-Of-MV-and-HV-Switchgear.pdf).

4. Патент US 9581632 Аппарат и способ дистанционного контроля частичного разряда в электрооборудовании.4. Patent US 9581632 Apparatus and method for remote control of partial discharge in electrical equipment.

5. Емкостные датчики для регистрации частичных разрядов (https://dimrus.ru/tev.html).5. Capacitive sensors for registering partial discharges (https://dimrus.ru/tev.html).

6. Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 224 с.6. Kostyukov V.N. Production safety monitoring. M.: Mechanical Engineering, 2002.224 s.

7. ГОСТ IEC/TS 60034-27-2-2015 Машины электрические вращающиеся. Часть 27-2. Измерения частичных разрядов в изоляции обмоток статоров вращающихся электрических машин, подключенных к сети. - М.: Стандартинформ, 2015.7. GOST IEC / TS 60034-27-2-2015 Electric rotating machines. Part 27-2. Partial discharge measurements in the insulation of the stator windings of rotating electrical machines connected to the network. - M .: Standartinform, 2015.

Claims (1)

Способ диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования, заключающийся в использовании датчиков для детектирования в одном или нескольких проводниках подачи электрической энергии и/или заземленных элементах электрических устройств технологического оборудования сигналов от частичных разрядов, происходящих в электрической изоляции устройств технологического оборудования, применении автоматической системы компьютерного мониторинга технологического оборудования для определения характеристик электроразрядной активности в изоляции и определении на их основе зон с наличием дефектов изоляции, отличающийся тем, что используют устойчивые к воздействию токов сетевой частоты датчики частичных разрядов, устанавливаемые на проводниках подачи электрической энергии, содержащие трансформаторы тока с магнитопроводами из нанокристаллического материала и фильтры высоких частот, образованные обмотками трансформаторов, включенными совместно с конденсаторами, уменьшающие влияние амплитуды тока сетевой частоты при выделении импульсов частичных разрядов, и пьезоэлектрические датчики акустической эмиссии, устанавливаемые пьезокристаллами на металлические конструктивные элементы электрооборудования в непосредственной близости от диагностируемого объекта для одновременной регистрации вызываемых частичными разрядами акустических колебаний и переходных напряжений, возникающих вследствие воздействия электромагнитных полей от частичных разрядов на заземленные металлические конструктивные элементы электрических устройств, при этом автоматическую систему компьютерного мониторинга оснащают экспертной системой, с помощью которой оценивают техническое состояние изоляции, место, тип и уровень развития дефектов изоляции по критериям «Допустимо», «Требует принятия мер», «Недопустимо» и выдают целеуказующие предписания обслуживающему персоналу.A method for diagnosing electrical insulation in the process of remote computer monitoring of technological equipment, which consists in using sensors for detecting signals from partial discharges occurring in the electrical isolation of technological equipment devices in one or more conductors of electrical energy supply and / or grounded elements of electrical devices of technological equipment, using automatic computer systems for technological monitoring requirements for determining the characteristics of electric discharge activity in insulation and determining on their basis zones with the presence of insulation defects, characterized in that they use partial discharge sensors that are resistant to the influence of currents of the network frequency and are installed on the conductors for supplying electric energy, containing current transformers with magnetic circuits made of nanocrystalline material and high-pass filters formed by transformer windings connected together with capacitors, reducing the influence of current amplitude with frequency during the extraction of pulses of partial discharges, and piezoelectric acoustic emission sensors mounted by piezocrystals on metal structural elements of electrical equipment in the immediate vicinity of the diagnosed object for simultaneous recording of acoustic vibrations and transient voltages caused by partial discharges arising from the influence of electromagnetic fields from partial discharges on grounded metal structural elements of electrical devices, at the same time, an automatic computer monitoring system is equipped with an expert system, with which they evaluate the technical condition of the insulation, location, type and level of development of insulation defects according to the criteria “Permissible”, “Requires action”, “Inadmissible” and issue targeting instructions to maintenance personnel.
RU2018127035A 2018-07-23 2018-07-23 Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment RU2709604C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127035A RU2709604C1 (en) 2018-07-23 2018-07-23 Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127035A RU2709604C1 (en) 2018-07-23 2018-07-23 Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709604C1 true RU2709604C1 (en) 2019-12-18

Family

ID=69006610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018127035A RU2709604C1 (en) 2018-07-23 2018-07-23 Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709604C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807987C1 (en) * 2023-04-10 2023-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Кабель" Armored cable surface defect detection method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117714C1 (en) * 1995-03-06 1998-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Гаммамет" Magnetic alloy and magnetic circuit of this alloy
RU2367969C1 (en) * 2008-03-24 2009-09-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" Method of automated monitoring state of capacitor-type paper-oil insulation for group of three-phase electrical devices at operating voltage under operation conditions
RU91631U1 (en) * 2009-10-05 2010-02-20 ООО "Интермодуль" MOTOR INSULATION CONTROL DEVICE
CN102707208A (en) * 2012-06-08 2012-10-03 华北电力大学(保定) Positioning system and method of local discharge of transformer
US9581632B2 (en) * 2011-09-16 2017-02-28 High Voltage Partial Discharge Limited Apparatus and method for remote monitoring of partial discharge in electrical apparatus
CN206657080U (en) * 2017-02-23 2017-11-21 福建省魏尔曼电力科技有限公司 A kind of local discharge detection device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117714C1 (en) * 1995-03-06 1998-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Гаммамет" Magnetic alloy and magnetic circuit of this alloy
RU2367969C1 (en) * 2008-03-24 2009-09-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" Method of automated monitoring state of capacitor-type paper-oil insulation for group of three-phase electrical devices at operating voltage under operation conditions
RU91631U1 (en) * 2009-10-05 2010-02-20 ООО "Интермодуль" MOTOR INSULATION CONTROL DEVICE
US9581632B2 (en) * 2011-09-16 2017-02-28 High Voltage Partial Discharge Limited Apparatus and method for remote monitoring of partial discharge in electrical apparatus
CN102707208A (en) * 2012-06-08 2012-10-03 华北电力大学(保定) Positioning system and method of local discharge of transformer
CN206657080U (en) * 2017-02-23 2017-11-21 福建省魏尔曼电力科技有限公司 A kind of local discharge detection device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807987C1 (en) * 2023-04-10 2023-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Кабель" Armored cable surface defect detection method
RU2808438C1 (en) * 2023-04-10 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Кабель" Armoured cable surface defect detection system
RU2818652C1 (en) * 2023-09-13 2024-05-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for diagnostics of cable power transmission line and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9976989B2 (en) Monitoring systems and methods for electrical machines
Stone A perspective on online partial discharge monitoring for assessment of the condition of rotating machine stator winding insulation
Hudon et al. Partial discharge signal interpretation for generator diagnostics
Fuhr et al. Identification and localization of PD-sources in power-transformers and power-generators
Fuhr Procedure for identification and localization of dangerous PD sources in power transformers
Ramírez-Niño et al. Acoustic measuring of partial discharge in power transformers
Kweon et al. The analysis of ultrasonic signals by partial discharge and noise from the transformer
Hutter Partial discharges. XII. Partial discharge detection in rotating electrical machines
CN103135041A (en) Transformer/ electric reactor partial discharge on-line monitoring method and transformer/ electric reactor partial discharge on-line monitoring system
Cabanas et al. Insulation fault diagnosis in high voltage power transformers by means of leakage flux analysis
Bucci et al. Apparatus for online continuous diagnosis of induction motors based on the SFRA technique
Chen et al. New diagnosis approach to epoxy resin transformer partial discharge using acoustic technology
Refaat et al. A review of partial discharge detection techniques in power transformers
RU2393494C1 (en) Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions
JP2011253885A (en) Transformer health diagnosis method, health diagnosis device and health diagnosis program
Brandt et al. Analysis of winding fault in electric machines by frequency method
RU2724991C1 (en) Method for determining technical state of insulation of a digital transformer based on partial discharge parameters
RU2709604C1 (en) Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment
EP3754348A1 (en) Systems and methods for acoustically detecting dielectric breakdown and partial discharge events in electrical devices
Stone et al. Recent developments in IEEE and IEC standards for off-line and on-line partial discharge testing of motor and generator stator windings
JP2011252778A (en) Method for detecting partial discharge of electrical device using magnetic field probe
Jensen et al. Online estimation of remaining useful life of stator insulation
Mohammadi et al. Distributed capacitive sensors for partial discharge detection and defective region identification in power transformers
JP6008833B2 (en) Partial discharge detection method and partial discharge detection apparatus
Seifi et al. A feasibility study on estimating induced charge of partial discharges in transformer windings adjacent to its origin