Partial Discharge in Switchgear: Finding Corona and Tracking with Ultrasound

Изоляция не выходит из строя внезапно

Когда в распределительном устройстве происходит электрический пробой, со стороны это выглядит как мгновенная катастрофа: дуга, отключение, в худшем случае пожар и травмы. Но на деле изоляция деградирует месяцами и годами — через корону, поверхностный трекинг и частичные разряды, которые тихо разрушают диэлектрик задолго до фатального пробоя.

Если научиться обнаруживать эти ранние разрядные явления, аварийное отключение превращается в плановую замену дефектного узла на ближайшем ремонте. Главный инструмент для этого — ультразвук (и в ряде случаев контроль в ультрафиолетовом диапазоне).

Три явления, которые нужно ловить

• Корона — ионизация воздуха вокруг проводника при высокой напряжённости поля. Возникает на острых кромках, повреждённой арматуре, плохих контактах ОРУ. Сопровождается шипением, выделением озона и оксидов азота (которые, в свою очередь, разрушают изоляцию и металл).
• Поверхностный трекинг (tracking) — токопроводящие дорожки по загрязнённой или увлажнённой поверхности изоляторов. Каждый микроразряд обугливает поверхность, дорожка растёт, пока не замкнёт промежуток.
• Частичные разряды (ЧР) — микропробои в пустотах и расслоениях внутри твёрдой изоляции (кабельные муфты, концевые разделки, опорные изоляторы). Самые опасные, потому что идут внутри материала и не видны глазом.

Все три явления излучают энергию в ультразвуковом диапазоне — и именно это делает их «слышимыми» для диагностического прибора.

Почему ультразвук, а не только тепловизор

Тепловизор — отличный инструмент, но он видит дефект, когда тот уже греется: плохой контакт, перегруженная шина. Корона и частичные разряды на ранней стадии почти не выделяют тепла, зато сразу дают ультразвуковой сигнал. Поэтому ультразвук и тепловидение дополняют друг друга:

Метод	Что находит	Стадия
Ультразвук	Корона, трекинг, частичные разряды	Ранняя — до нагрева
Тепловизор	Плохие контакты, перегрев, перегруз	Поздняя — когда уже греется

Связка «ультразвук + тепловизор» при обходе подстанции даёт наиболее полную картину состояния изоляции и контактов.

Как это работает на практике

Прибор SDT340 с направленным датчиком и параболическим концентратором позволяет «прослушивать» КРУ, ОРУ, кабельные сборки и трансформаторы с безопасного расстояния, не вскрывая ячейки под напряжением:

• в наушниках разрядные явления слышны как характерное «потрескивание» и «жужжание» с частотой сети;
• прибор измеряет уровень сигнала численно (RMS, Peak) и записывает звуковой фрагмент для анализа;
• по форме сигнала и его привязке к фазе сети специалист различает корону, трекинг и внутренние ЧР;
• результаты заносятся в тренд, и динамика дефекта отслеживается от обхода к обходу.

Для акустической визуализации — когда нужно быстро локализовать источник разряда на большом щите или ОРУ — применяется акустическая камера SDT SonaVu: она показывает источник ультразвука прямо на видеоизображении в виде «тепловой» точки, и оператор мгновенно видит, какой изолятор или контакт «фонит».

Безопасность прежде всего

Главное преимущество ультразвуковой диагностики электрооборудования — бесконтактность и дистанция. Обследование ведётся при работающем оборудовании, без снятия напряжения и без вскрытия ячеек, что:

• исключает риск поражения током для персонала;
• не требует вывода оборудования из работы;
• позволяет обследовать всю подстанцию за одну смену.

При работе на электроустановках обязательно соблюдайте требования по электробезопасности и сохраняйте нормированные расстояния до токоведущих частей.

Когда проводить обследование

• Планово — для критических КРУ, подстанций и кабельных линий (раз в квартал/полугодие).
• При появлении запаха озона, постороннего «потрескивания», следов копоти на изоляторах.
• После грозовых и коммутационных перенапряжений.
• В рамках комплексного обхода вместе с тепловизионным контролем.

Связанные применения ультразвука

Тот же прибор, что ищет частичные разряды, в течение смены решает и другие задачи надёжности — это делает ультразвук одним из самых универсальных инструментов службы эксплуатации:

• частичные разряды в изоляции обмоток генераторов;
• поиск утечек сжатого воздуха и газов;
• контроль и дозированная смазка подшипников;
• проверка конденсатоотводчиков;
• ранняя диагностика дефектов подшипников и кавитации насосов.

Вывод

Частичные разряды, корона и трекинг — это «обратный отсчёт» до пробоя изоляции, который идёт месяцами. Ультразвук слышит этот отсчёт на самой ранней стадии, безопасно и без остановки оборудования, а в паре с тепловизором закрывает весь спектр дефектов электрооборудования. Это превращает риск аварийного отключения и пожара в управляемое плановое мероприятие.

KEG TRK поставляет ультразвуковые приборы и акустические камеры SDT и обучает персонал методике обследования электрооборудования. Оставьте заявку — поможем выстроить программу ультразвуковой диагностики на вашем объекте.