Применение электромагнитного метода для оценки интенсивности частичных разрядов

Рябов С.И.

Елфимов С.А.

Гончаров Е.С.

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Применение электромагнитного метода для оценки интенсивности частичных разрядов.

Ryabov S.I.

Elfimov S.A.

Goncharov E.S.

The use of electromagnetic parameters to estimate the frequency of partial discharges.

Аннотация: В работе рассмотрены вопросы, связанные с измерением интенсивности частичных разрядов электромагнитным методом в полосе частот, рекомендуемым МЭК 60270, а также за её пределами.

Abstract:

The paper considers issues related to measuring the intensity of partial discharges electromagnetic method in the frequency band recommended by IEC 60270, as well as beyond the limits.

Ключевые слова: частичный разряд, спектр электромагнитного излучения, приборы для регистрации частичных разрядов, измерительный контур, градуировка, мэк 60270, методы измерения частичных разрядов, спектр частичного разряда.

Keywords:  partial discharge, electromagnetic radiation spectrum, devices for recording partial discharges, measuring circuit, graduation, MEK 60270, methods for measuring partial discharges, partial discharge spectrum.

 Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что электромагнитные поля, создаваемые электроэнергетическими устройствами во внешней области пространства, отражают их внутреннее состояние. Внешнее электромагнитное поле оборудования, работающего в нормальном режиме, отличается от поля оборудования, в котором появились дефекты или изменились условия эксплуатации. Очевидно, что внешние электромагнитные поля электроэнергетического оборудования можно рассматривать как информационные и использовать их для решения задач контроля и технического диагностирования с помощью внешних информационно - измерительных комплексов.

С интегральной характеристики в виде потока импульсов внешнего электромагнитного поля, превышающего некоторый граничный уровень, осуществляется контроль частичных разрядов под рабочим напряжением.

Для измерения интенсивности частичных разрядов применяются анализаторы спектра. Анализатор спектра – это прибор для измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в некоторой полосе частот. Анализатор спектра позволяет определить амплитуду и частоту спектральных компонент, входящих в

состав анализируемого процесса. Анализаторы спектра подразделяются на следующие типы:

• анализатор спектра последовательного типа;
• параллельного типа;
•  анализатор спектра реального времени.

В анализаторе спектра последовательного типа производится сканирование частотного диапазона с некоторым шагом, и на каждом шаге определяется

амплитуда сигнала электромагнитного излучения. Анализаторы спектра последовательного типа получили очень широкое распространение. Они представляют собой компактные легкие устройства, которые удобно использовать в полевых условиях.

Анализаторы параллельного типа содержат набор идентичных узкополосных фильтров, каждый из которых настроен на определенную частоту. При одновременном воздействии исследуемого сигнала на все фильтры каждый из них выделяет соответствующую его настройке составляющую спектра. Это очень громоздкие и дорогие приборы, которые не используются для измерения спектра ЭМИ частичного разряда.

Третий тип анализатора спектра – анализаторы спектра реального времени. В этих приборах измеряется сигнал, наведенный ЭМИ ЧР, и с помощью быстрого преобразования Фурье определяется спектр сигнала. Приборы этого типа не применяются в России для диагностики частичных разрядов.

Таким образом, для измерения спектра излучения электромагнитных сигналов от частичных разрядов используются радиочастотные анализаторы спектра последовательного типа. Они позволяют проводить измерения в полосе от нескольких килогерц до десятков гигагерц. Исследуемый сигнал от частичных разрядов в оборудовании поступает на вход анализатора спектра непосредственно с приемной антенны.