RU2807402C1 - Способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора - Google Patents
Способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807402C1 RU2807402C1 RU2023119050A RU2023119050A RU2807402C1 RU 2807402 C1 RU2807402 C1 RU 2807402C1 RU 2023119050 A RU2023119050 A RU 2023119050A RU 2023119050 A RU2023119050 A RU 2023119050A RU 2807402 C1 RU2807402 C1 RU 2807402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- concentrations
- gases
- oil sample
- gases dissolved
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам диагностики технического состояния высоковольтных конденсаторов в условиях эксплуатации. Сущность: на контролируемый конденсатор осуществляют импульсное воздействие рабочим напряжением с последующим после каждого цикла импульсов отбором пробы масла конденсатора и определением посредством хроматографического анализа текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов. Об остаточном ресурсе конденсатора судят по результатам сравнения текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов с полученными ранее значениями концентраций растворенных в пробе масла газов у контрольных образцов конденсаторов, подверженных импульсному воздействию рабочим напряжением до появления пробоя. При текущих значениях концентраций растворенных в пробе масла газов, не превышающих эталонный уровень ни по одному из газов, подтверждают рассчитанный ресурс контролируемого конденсатора. При наличии значений, превышающих эталонный уровень хотя бы по одному из газов, бракуют. Технический результат: повышение достоверности диагностики высоковольтного импульсного конденсатора. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проверки, аттестации входного, пооперационного и выходного контроля конденсаторов в организациях и предприятиях, занимающихся разработкой и эксплуатацией высоковольтных импульсных конденсаторов.
Одним из путей повышения работоспособности высоковольтных импульсных конденсаторов является отбраковка потенциально ненадежных изделий при приемо-сдаточных испытаниях.
Из области техники известен способ диагностики высоковольтных вводов маслонаполненного оборудования, описанный в системе диагностики высоковольтных вводов маслонаполненного оборудования [патент RU №75055, МПК G01R 31/00, G01N 30/00, опуб. 20.07.2008 г.]. Способ заключается в том, что производят отбор пробы трансформаторного масла, посредством хроматографического анализа определяют концентрации растворенных в пробе трансформаторного масла газов. В результате обработки данных хроматографического анализа формируют вектор измеренных концентраций, координатами которого служат величины концентраций указанных семи газов. Затем вводят значения пяти характеристик диагностируемого маслонаполненного высоковольтного ввода, из которого взята анализируемая проба масла, а именно: класс напряжения высоковольтного ввода, временной диапазон срока эксплуатации высоковольтного ввода, тип зашиты масла, марка масла и назначение высоковольтного ввода. Осуществляют покоординатное сравнение с выбранным вектором граничных концентраций ранее сформированного вектора измеренных концентраций.
В качестве результата диагностики по сигналу, несущему информацию о наиболее вероятном дефекте или, в сложных случаях, о двух таких дефектах, определяют развивающийся дефект (например, «слабое искрение», «сильное искрение», «частичные разряды», «нагрев», «тепловой пробой», «образование х-воска» и т.д.).
Такая диагностика предназначена для определения технического состояния высоковольтных вводов маслонаполненного оборудования, а именно наличие дефектов, и осуществляется периодически в процессе эксплуатации оборудования, но не дает возможности оценить остаточный ресурс диагностируемого высоковольтного устройства.
Из области техники также известно, что высоковольтные импульсные конденсаторы испытывают импульсами повышенного постоянного напряжения циклами «заряд-разряд». Цель этих испытаний -проверить и подтвердить рассчитанный такой параметр как ресурс высоковольтного импульсного конденсатора при разработке и изготовлении, который может не соответствовать ресурсу, заявленному при изготовлении конденсатора, вследствие возможного нарушения технологических процессов его производства или использования некачественных материалов. При этом критерием отбраковки конденсаторов является пробой секции, обнаруживаемый по факту изменения емкости. Однако, как показывает опыт, этот метод не обеспечивает достаточно надежного контроля состояния изоляции конденсатора.
Известен выбранный в качестве прототипа способ контроля качества высоковольтных конденсаторов [патент RU №2028637, МПК G01R 31/02, опуб. 09.02.1995 г.], заключающийся в том, что осуществляют воздействие на контролируемый конденсатор, по результатам которого оценивают его техническое состояние. В качестве воздействия в прототипе применяют рабочее напряжение заданной величины, возникающее в процессе зарядки контролируемого конденсатора заданным током. При данном напряжении контролируемый конденсатор выдерживают требуемое время, увеличивая его до заданной величины, а о качестве контролируемого конденсатора судят по появлению частичных разрядов в периодическом колебательном режиме указанного конденсатора.
Недостатком известного способа является относительно низкая достоверность результатов оценки, связанная с тем, что при измерении частичных разрядов на конденсаторы могут влиять параметры электрической цепи, в которую подключен конденсатор. Частичные разряды могут появляться не только в изоляции конденсатора, но и в изоляции электрической цепи измерения, что снижает достоверность показателей при оценке ресурса высоковольтного импульсного конденсатора. Кроме того подтвердить такой параметр, как рассчитанный ресурс высоковольтного конденсатора, затруднительно.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение достоверности диагностики высоковольтного конденсатора, позволяющее на ранней стадии выявлять изменения его технического состояния и прогнозировать его ресурс и выход из строя в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора, заключающийся в том, что на контролируемый конденсатор осуществляют воздействие, по результатам которого оценивают его техническое состояние, согласно изобретению в качестве воздействия применяют импульсное воздействие рабочим напряжением с последующим после каждого цикла импульсов отбором пробы масла конденсатора и соответствующим определением посредством хроматографического анализа текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов, а об остаточном ресурсе контролируемого конденсатора судят по результатам сравнения текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов с полученными ранее значениями концентраций растворенных в пробе масла газов у контрольных образцов конденсаторов, подверженных импульсному воздействию рабочим напряжением до появления пробоя, при этом при текущих значениях концентраций растворенных в пробе масла газов, не превышающих эталонный уровень ни по одному из газов, подтверждают рассчитанный ресурс контролируемого конденсатора, а при наличии значений, превышающих эталонный уровень хотя бы по одному из газов, бракуют.
Применение, в отличие от прототипа, импульсного воздействия не вызывает повышенного образования частичных разрядов, а также возможного развития критических частичных разрядов, которые могут привести к ускоренному и неконтролируемому старению твердой изоляции. А также не приводит к резкому и неконтролируемому сокращению ресурса контролируемого конденсатора и позволяет процессу старения изоляции происходить в нормальном режиме, как при обычной ресурсной работе конденсатора, что дает возможность повысить достоверность диагностики импульсного конденсатора. Кроме того распределение газов по объекту конденсатора при импульсных воздействиях происходит практически без задержки по времени. Благодаря этому становится возможным оперативный контроль состояния конденсатора, позволяющего на ранней стадии выявлять изменения его технического состояния.
Сравнение текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов с полученными ранее значениями концентраций растворенных в пробе масла газов у контрольных образцов, подверженных импульсному воздействию рабочим напряжением до появления пробоя, позволяет оценить с высокой долей вероятности количество заряд-разрядных импульсов, оставшихся до появления пробоя, т.е. достоверно оценить остаточный ресурс контролируемого конденсатора и выход его из строя в процессе эксплуатации, а именно возможность продолжения и допустимое время его эксплуатации: при условии если текущие значения концентраций газов не превышают эталонный уровень ни по одному из газов, то подтверждают рассчитанный ресурс контролируемого конденсатора, а если превышает уровень хотя бы по одному из газов - то бракуют.
Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия повышения достоверности диагностики (результатов оценки ресурса) высоковольтного импульсного конденсатора, позволяющая на ранней стадии выявлять изменения технического состояния и прогнозировать его ресурс и выход из строя в процессе эксплуатации.
Кроме того, для наглядности контроля сравнение результатов осуществляют по построенному для контрольных образцов эталонному графику зависимости концентраций растворенных в пробе масла газов, выделившихся в результате импульсного воздействия, от количества поданных импульсов «заряд-разряд».
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Способ осуществляется следующим образом.
Основная задача испытаний состоит в том, чтобы правильно и достоверно подтвердить рассчитанный (предполагаемый) ресурс контролируемого импульсного конденсатора или отбраковать его как дефектный. В качестве критерия оценки остаточного ресурса изготовленного конденсатора принимают содержащиеся в пробе касторового масла конденсатора концентрации газообразных продуктов разложения изоляции конденсатора. Предварительно изготавливают эталонную партию импульсных конденсаторов с заданными параметрами.
На конденсаторы из эталонной партии подают циклы импульсов «заряд-разряд» рабочим напряжением до появления пробоя. О наступлении пробоя судят по показаниям измерительных приборов, по внутренним и внешним электрическим разрядам, механическим повреждениям корпуса, а также по изменению емкости конденсаторов после испытаний напряжением.
Между циклами и по окончанию подачи импульсов производят отбор проб касторового масла конденсатора (как основной изоляционной жидкости, применяемой в импульсном конденсаторостоении) и выполняют хроматографический анализ пробы масла для определения концентраций газов (азота, кислорода, углекислого газа, угарного газа, водорода, метана, ацетилена, этилена и этана), выделившихся вследствие появления частичных разрядов после импульсного воздействия. По результатам хроматографического анализа и импульсных воздействий строят эталонный график зависимости концентраций растворенных в пробе масла газов, выделившихся в результате импульсного воздействия, от количества поданных импульсов «заряд-разряд». Контролируемый конденсатор подвергают также импульсному воздействию «заряд-разряд». После подачи импульсов производят отбор проб касторового масла и выполняют хроматографический анализ. В результате полученные значения концентраций газов контролируемого конденсатора сравнивают с эталонным графиком зависимости и оценивают его техническое состояние. Если текущие значения концентраций газов не превышают эталонный уровень ни по одному из газов, то подтверждают рассчитанный ресурс контролируемого конденсатора, а если превышает уровень хотя бы по одному из газов - то бракуют.
На предприятии для оценки остаточного ресурса формирующей линии были проведены на высоковольтном стенде ИВИС-50ФЛ ресурсные испытания, выполненные в соответствии с заявляемым изобретением. Достоверность диагностики, позволяющая на ранней стадии выявлять изменения технического состояния и прогнозировать выход из строя в процессе эксплуатации формирующей линии, была подтверждена. Проведенные испытания показали, что предложенный способ диагностики, основанный на хроматографическом анализе газообразных продуктов разложения изоляции конденсаторов, позволяет выявить на ранней стадии изменения технического состояния контролируемых конденсаторов, прогнозировать ресурс и выход их из строя в процессе эксплуатации, выявить потенциально «ненадежные» изделия и тем самым гарантировать высокие показатели надежности конденсаторов в процессе эксплуатации.
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявляемый способ при его осуществлении, относится к электротехнике, и может быть использовано для проверки, аттестации, входного и выходного контроля конденсаторов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для обеспечения повышения достоверности диагностики высоковольтного импульсного конденсатора, позволяющее на ранней стадии выявлять изменения его технического состояния и прогнозировать ресурс и выход его из строя в процессе эксплуатации;
- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Claims (2)
1. Способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора, заключающийся в том, что осуществляют воздействие на контролируемый конденсатор, по результатам которого оценивают его техническое состояние, отличающийся тем, что в качестве воздействия применяют импульсное воздействие рабочим напряжением с последующим после каждого цикла импульсов отбором пробы масла конденсатора и соответствующим определением посредством хроматографического анализа текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов, а об остаточном ресурсе контролируемого конденсатора судят по результатам сравнения текущих значений концентраций растворенных в пробе масла газов с полученными ранее значениями концентраций растворенных в пробе масла газов у контрольных образцов конденсаторов, подверженных импульсному воздействию рабочим напряжением до появления пробоя, при этом при текущих значениях концентраций растворенных в пробе масла газов, не превышающих эталонный уровень ни по одному из газов, подтверждают рассчитанный ресурс контролируемого конденсатора, а при наличии значений, превышающих эталонный уровень хотя бы по одному из газов, бракуют.
2. Способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора по п. 1, отличающийся тем, что сравнение результатов осуществляют по построенному для контрольных образцов эталонному графику зависимости концентраций растворенных в пробе масла газов, выделившихся в результате импульсного воздействия, от количества поданных импульсов «заряд-разряд».
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807402C1 true RU2807402C1 (ru) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1760478A1 (ru) * | 1990-12-25 | 1992-09-07 | Научно-исследовательский институт "Гириконд" с заводом | Способ контрол керамических конденсаторов |
RU2028637C1 (ru) * | 1990-10-08 | 1995-02-09 | Кружков Владимир Алексеевич | Способ контроля качества высоковольтных конденсаторов и устройство для его осуществления |
JP2001338851A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Nec Corp | コンデンサの試験方法及び試験装置 |
EP1198715B1 (fr) * | 1999-08-04 | 2003-05-21 | Universite Claude Bernard - Lyon 1 | Procede et dispositif pour determiner individuellement l'etat de vieillissement d'un condensateur |
US8004288B1 (en) * | 2007-05-14 | 2011-08-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Methods and apparatus for testing of high dielectric capacitors |
RU2680160C2 (ru) * | 2017-03-29 | 2019-02-18 | Акционерное общество энергетики и электрификации "Тюменьэнерго" | Способ диагностики и мониторинга технического состояния конденсаторов связи под рабочим напряжением |
JP7320993B2 (ja) * | 2019-05-29 | 2023-08-04 | 共同印刷株式会社 | 耐アルコール性積層体 |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2028637C1 (ru) * | 1990-10-08 | 1995-02-09 | Кружков Владимир Алексеевич | Способ контроля качества высоковольтных конденсаторов и устройство для его осуществления |
SU1760478A1 (ru) * | 1990-12-25 | 1992-09-07 | Научно-исследовательский институт "Гириконд" с заводом | Способ контрол керамических конденсаторов |
EP1198715B1 (fr) * | 1999-08-04 | 2003-05-21 | Universite Claude Bernard - Lyon 1 | Procede et dispositif pour determiner individuellement l'etat de vieillissement d'un condensateur |
JP2001338851A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Nec Corp | コンデンサの試験方法及び試験装置 |
US8004288B1 (en) * | 2007-05-14 | 2011-08-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Methods and apparatus for testing of high dielectric capacitors |
RU2680160C2 (ru) * | 2017-03-29 | 2019-02-18 | Акционерное общество энергетики и электрификации "Тюменьэнерго" | Способ диагностики и мониторинга технического состояния конденсаторов связи под рабочим напряжением |
JP7320993B2 (ja) * | 2019-05-29 | 2023-08-04 | 共同印刷株式会社 | 耐アルコール性積層体 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sun et al. | A review of dissolved gas analysis in power transformers | |
Stebbins et al. | Furanic compounds in dielectric liquid samples: review and update of diagnostic interpretation and estimation of insulation ageing | |
US20190056446A1 (en) | Method and system for assessment of fault severity, risk exposure, and gassing status for liquid-filled high-voltage apparatus | |
Azis et al. | Operational condition assessment of in-service distribution transformers | |
KR20120123385A (ko) | 전기 절연 오일에 용해된 가스의 농도를 획득하는 방법 및 장치 | |
KR20120115527A (ko) | 오일로 절연된 전기 장비의 절연 상태를 평가하는 진단 방법 및 장치 | |
Arvind et al. | Condition monitoring of power transformer: A review | |
KR20200039368A (ko) | 변압기의 이상 탐지 방법 | |
RU2807402C1 (ru) | Способ диагностики высоковольтного импульсного конденсатора | |
KR100259322B1 (ko) | 반도체소자 검사장비의 안정도 분석방법 | |
Schwarz et al. | Diagnostic methods for transformers | |
CN116539759A (zh) | 绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法及其装置 | |
RU82867U1 (ru) | Система диагностики маслонаполненных измерительных трансформаторов | |
CN114778511A (zh) | 变压器油中的糠醛萃取效果的分析方法 | |
Thango et al. | Assessment of transformer cellulose insulation life expectancy based on oil furan analysis (case study: South African transformers) | |
KR20140136586A (ko) | 변압기 절연유의 진단방법 및 그 장치 | |
CN112668145A (zh) | 基于fds和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法 | |
Cui et al. | Multi-variable approach for evaluating transformer paper insulation | |
Prasojo et al. | Assessing Transformer Insulation Aging through Oil Treatment Index: A Comparative and Correlation Study of 150 kV Power Transformers | |
Etman et al. | Performance evaluation of dissolved gas analysis techniques against measurement errors | |
KR102439815B1 (ko) | Dga 사각형 그래픽에 기반한 결함 유형 판별 방법 및 장치 | |
Wani et al. | An improved dissolved gas analysis technique for incipient fault detection | |
Bandyopadhyay | Transformer diagnostics in the practical field | |
Aciu | Nit, u, M.-C.; Nicola, C.-I.; Nicola, M. Determining the Remaining Functional Life of Power Transformers Using Multiple Methods of Diagnosing the Operating Condition Based on SVM Classification Algorithms | |
Bandyopadhyay | Condition monitoring for power transformer |