Thiết bị kiểm tra phóng điện Corona ở trạng thái đường dây nóng Corona Checker MK-720 series

Vai trò bảo trì rất quan trọng vì các thiết bị điện cung cấp năng lượng cho các hoạt động trong sản xuất và các sinh hoạt trong đời sống xã hội đòi hỏi phải ổn định và tin cậy.Trong số các thiết bị truyền tải và phân phối điện được lắp đặt và cần phải giảm thiểu tối đa sự cố mất điện, vì vậy nếu có thể tìm ra sớm một dấu hiệu bất thường ở trạng thái đường dây nóng trực tiếp, sẽ đóng góp rất lớn để tăng hiệu quả bảo trì và vận hành. Khi có bất thường xảy ra tại các trạm truyền tải và phân phối điện, phương pháp chẩn đoán sử dụng sóng điện từ, âm thanh và sóng âm AE (Acoustic Emission) đã được sử dụng như một kỹ thuật phát hiện sự suy giảm chất cách điện của các công tắc, bộ ngắt mạch, máy biến áp, đầu nối cáp,… ở trạng thái đường dây nóng.

Thiết bị chẩn đoán đã được triển khai và phát triển trong sản xuất,dựa vào đặc trưng các tín hiệu sóng siêu âm và tín hiệu AE gây ra phóng điện một phần trong giai đoạn suy thoái chất cách điện đầu tiên. Đặc điểm của thiết bị chẩn đoán này là vì sự phóng điện một phần xảy ra đồng chu kỳ với nguồn điện áp AC, khi trích xuất tín hiệu sóng siêu âm và tín hiệu AE đồng chu kỳ với tần số nguồn cung cấp điện, do vậy tỷ lệ S/N sẽ được cải thiện.

Một trong số đó là máy dò phóng điện corona MK-710 phiên bản đầu tiên được đưa ra thị trường năm 1998 như một thiết bị chẩn đoán sử dụng phương pháp siêu âm.

Sau đó tiếp tục phát triển dòng máy kiểm tra phóng điện corona MK-720 như một thiết bị chẩn đoán có thể dễ dàng sử dụng hơn dòng MK-710 (bộ phận điều khiển và bộ phận cảm biến tách rời) nhưng vẫn dựa trên công nghệ được áp dụng cho dòng MK-710.

Trong dòng MK-720, MK-720 được sử dụng ở khoảng cách 3 m hoặc gần hơn từ đối tượng cần kiểm thử và MK-720L được sử dụng ở khoảng cách khoảng 3 đến 10 m. Bài viết này mô tả các tính năng của dòng MK-720 và giới thiệu thử nghiệm thực địa MK-720 phát hiện phóng điện một phần được tạo ra từ bộ ngắt mạch (disconnector) 275 kV.

Phát hiện phóng điện một phần bằng sóng siêu âm

Khi phóng điện một phần như phóng điện corona xảy ra từ chất cách điện, sẽ phát ra tín hiệu sóng âm (từ lĩnh vực khả thính đến lĩnh vực siêu âm, từ vài kHz đến vài chục kHz).

Trong khi đó tại môi trường lắp đặt thiết bị phân phối và truyền tải điện, tiếng ồn nền (từ vài kHz trở xuống) cũng tồn tại. Vì vậy không thể xác định chính xác liệu có sự hiện diện hay không của phóng điện một phần nếu chỉ bằng cách đo mức âm áp cao hay thấp.

Tuy nhiên, có một đặc điểm là cường độ tín hiệu âm thanh được tạo ra bởi sự phóng điện một phần đồng kỳ với điện áp AC. Do đó, chọn trong dải vài chục kHz để phát hiện sóng siêu âm, phân tích tần số của dạng sóng siêu âm, trích xuất thành phần kép của tần số cung cấp điện, tách âm thanh và tiếng ồn nền do phóng điện một phần, và như vậy có thể đánh giá sóng siêu âm được tạo ra bởi sự phóng điện một phần.

Ngoài ra, do cảm biến âm thanh phát hiện sóng siêu âm không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng đang tạo ra phóng điện một phần, đây là phương pháp chẩn đoán lý tưởng để đảm bảo an toàn cho người kiểm tra thiết bị phân phối và truyền tải điện ở trạng thái đường dây nóng.

Máy kiểm tra phóng điện corona MK-720

- Các tính năng của MK-720

MK-720 là máy kiểm tra phóng điện corona di động được triển khai và phát triển dựa trên phương pháp phát hiện phóng điện một phần bằng sóng siêu âm được mô tả trong phần trước. Bảng 1 cho thấy các thông số kỹ thuật chính của MK-720, hình 1 ngoại hình MK-720 và hình 2 cho thấy MK-720 được sử dụng để kiểm tra các thiết bị điện trong nhà máy.

Dưới đây mô tả các tính năng của MK-720 và các chi tiết đã được cải thiện để có thể sử dụng dễ dàng hơn so với MK-710.

(1) Bộ phận thu thập âm thanh phóng điện một phần bằng tấm thu âm parabol:

Giống như MK-710, sử dụng cảm biến siêu âm bắt được tín hiệu được thu thập bởi một tấm thu âm parabol, đảm bảo chỉ hướng 8 độ đối với đối tượng cần kiểm tra. Với cấu trúc này, MK-720 có thể phát hiện sự phóng điện 300 pC từ khoảng cách l m. Bên cạnh đó, nguồn ánh sáng laser được đặt ở trung tâm của tấm thu âm parabol là để trỏ đến vị trí nguồn âm thanh.

(2) Cải thiện tính di động

Như thể hiện trong hình 1, MK-720 tích hợp bộ thu âm parabol, bộ tính toán tín hiệu siêu âm DSP, màn hình LCD hiển thị dữ liệu và bộ lưu trữ pin.

Ngoài ra, bằng cách kết hợp DSP chuyên dụng, kết quả phân tích siêu âm được hiển thị trên màn hình LCD trong thời gian thực chỉ bằng cách nhấn công tắc đo ở mặt trước của thiết bị. Vì vậy chỉ cần cầm MK-720 bằng một tay mà có thể tìm thấy vị trí xảy ra phóng điện một phần trong khi quét đối tượng cần chẩn đoán

(3) Ghi dữ liệu đo

1. Tỷ lệ chiếm bởi thành phần gấp đôi so với tần số nguồn 2. Giá trị chuyển đổi áp suất âm thanh của 2 lần thành phần tần số nguồn

Có thể ghi tối đa 10 dạng sóng siêu âm và dải tần trong bộ nhớ. Dữ liệu được ghi có thể được chuyển vào máy tính thông qua cổng tiếp nối USB.

Bảng 1: Thông số kỹ thuật của MK-720

Ngoại hình MK-720

MK-720 được sử dụng để kiểm tra các thiết bị điện trong nhà máy

- Thử nghiệm thực địa

Hình 3 là một thử nghiệm thực địa trong đó phóng điện một phần được phát hiện bằng MK-720, một phổ siêu âm được phát hiện ở khoảng cách khoảng 3 m từ phóng điện một phần tạo ra từ chất cách điện của bộ ngắt mạch 275 kV được miêu tả trong hình 4. Trục ngang của hình 4 là một giá trị tần số nguồn điện được chuẩn hóa (trục hoành = 1 biểu thị tần số cung cấp điện). Hình 4 cho thấy rõ thành phần đồng kỳ của tần số cung cấp điện và thành phần cao tần của sự phóng điện corona tạo ra từ chất cách điện này.

Thử nghiệm thực địa

Phổ tần số của sóng siêu âm phát ra từ chất cách điện của bộ ngắt mạch 275 kV

Máy kiểm tra phóng điện MK-720L

MK-720L được cải thiện so với MK-720 và có khoảng cách phát hiện khoảng 10 m. Ví dụ, mô hình này được thiết kế để phát hiện sự phóng điện một phần xảy ra trong thiết bị trên cột điện thoại và sự phóng điện một phần xảy ra trong các trạm truyền tải và phân phối điện bên trong và bên ngoài các nhà máy, phải đứng cách xa hơn 3 mét để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Hơn nữa, vì dạng sóng phát hiện và phổ tần số của sóng siêu âm có thể được hiển thị gần như thời gian thực trên màn hình LCD ở mặt sau của thân máy, nên người sử dụng sẽ dễ dàng phán đoán trạng thái xuất hiện của phóng điện một phần ngay lập tức tại hiện trường. Hình 5 cho thấy một ví dụ về màn hình hiển thị LCD ở mặt sau của thân máy.

Màn hình hiển thị LCD

Phương pháp phát hiện, thông số kỹ thuật và thử nghiệm thực địa của dòng máy kiểm tra phóng điện corona MK-720 sử dụng sóng siêu âm đã được giới thiệu. Cấu trúc tích hợp của bộ cảm biến siêu âm và bộ phân tích tín hiệu đã giúp dễ dàng phát hiện sự phóng điện một phần tại chỗ mà không cần tiếp xúc trực tiếp, và ngay ở trạng thái đường dây nóng một cách trực tiếp thời gian thực.

Việc sử dụng và triển khai MK-720 rất dễ dàng và thuận tiện trong việc kiểm tra chuẩn đoán phục vụ công tác bảo hành, bảo trì các hệ thống điện, trạm điện và đường dây truyền tải trong ngành điện lực và các ngành liên quan đến điện. Phiên bản tiếp theo của hãng sẽ tích hợp tính năng trí tuệ nhân tạo (AI) để nhận dạng sóng phản hồi theo công nghệ và mô hình mạng thần kinh (neural netwrok) để tăng cường chuẩn đoán hệ thống thiết bị điện và truyền tải điện, theo xu thế CMCN 4.0.

Theo Automation