KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉS- DIAGNOSZTIKA

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA MEE VÁNDORGYŰLÉS 2010.

Tamus Zoltán Ádám, Cselkó Richárd [email protected], [email protected] BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA

• Diagnosztika célja: – Szigetelések állapotának, a további üzemelés kockázatának megállapítása – Súlyos meghibásodások, üzemzavarok elkerülése – Az egyes eszközök várható élettartamának becslése BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport


• A villamos berendezések üzembiztonsága szempontjából egyik legkritikusabb pontja a szigetelés • Klasszikus értelmezésben a legfontosabb jellemző a villamos szilárdság • A szigeteléseknek (pl. kábelszigeteléseknek) további követelményeket (mechanikai, kémiai) is ki kell elégíteniük az élettartamuk során. • Az élettartam vége: a szigetelés elveszíti az üzemképességét, használhatóságát BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

… SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA • Szigetelésdiagnosztika feladata:

BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

… SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA • Szigetelésdiagnosztika feladata??!


… SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA

• Hibás diagnosztikai döntést hozunk – I.: a degradáció már megjelent, igen előrehaladott állapotban van, de a diagnosztikai rendszerem nem detektálja – II.: nincs jelentős degradáció, de a diagnosztikai rendszer hibát detektál

• Alapvető cél az I. típusú diagnosztikai hibák minimalizálása, mert ezek katasztrofális következményekkel járhatnak BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

…DIAGNOSZTIKA

• Diagnosztikai mérések kimenetele? – Csere – Javítás – Karbantartás – Beavatkozás nélküli továbbüzemeltetés

!!! • A diagnosztika céljának megfogalmazása másként BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport


• Sok mérésre van szükség • Gyári javítás/diagnosztika – Költségek... – Kiesés időtartama…

• Csak kivételes esetben engedhető meg az eltérés a helyszíni diagnosztikától



• 0. típusú hiba elkerülése • Roncsolásos vizsgálat esetén nem marad miről dönteni… • Csak a roncsolásmentes vizsgálatok fogadhatók el



• A szigeteléseket üzem közben sokféle hatás éri, ennek eredményeként sokféle romlási folyamat is indulhat meg – Anyagszerkezeti változások, amelyek a kémiai-, a mechanikai- és a villamos tulajdonságok változásában nyilvánulnak meg – Helyi meghibásodások, amelyek például részkisülések megjelenését okozhatják


KOMPLEX … MÓDSZEREK

• Az üzem és (tárolás) közben fellépő igénybevételek miatt az anyag szerkezete megváltozik • Az üzem közben fellépő igénybevételek miatt a villamos szilárdság folyamatosan csökken, amíg eléri a biztonságos üzemelés határát • A villamos szilárdsághoz hasonlóan, a szigetelőanyag egyéb paraméterei is változnak A szigetelőanyagok öregedését kémiai folyamatok okozzák BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

KOMPLEX … MÓDSZEREK Romlási folyamatok Anyagszerkezet változása

Villamos szilárdság

Ed

Dielektromos folyamatok Vezetés

Polarizáció

γ

α(T)



Polarizációs Vezetési Áram IP

IC

Kisülési Visszatérő Feszültség Ud

Veszteségi tényező és permittivitás

Ur

tanδ

Vezetőképesség

Polarizáció

γ

α(T)


ε

KOMPLEX … MÓDSZEREK • Kisülési- és visszatérő feszültség mérés menete


KOMPLEX … MÓDSZEREK • Alkalmazás olaj-papír kábelszigetelésen



• Villamosan mért részletörések nagysága szerinti eloszlás vizsgálata • Helyi hibák kimutatására


KOMPLEX … MÓDSZEREK • Helyi hiba kimutatása akusztikus részletörés méréssel


KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA • A fellépő igénybevételek meghatározása • Az igénybevételek laboratóriumi reprodukálása • Gyorsított öregítés Villamos, termikus, mechanikai igénybevételek, nedvesedés stb.

• A szigetelőanyagra legjellemzőbb folyamatok vizsgálata • Megengedhetők, esetenként kívánatosak is roncsolásos vizsgálatok BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

…SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA • Mechanikai vizsgálatok: – Sűrűségmérés – Szakítóvizsgálatok • Piskóta formájú szabványosított mintákon, vagy • Csőkeresztmetszetűeken, mint termékjellemző

– Hajlítóvizsgálatok • rugóállandó, mint termékjellemző

– Keménységmérés és indenteres mérés • Shore A, Shore D keménység és indenter modulus mérés

• A legtöbb mechanikai módszer roncsolásos vizsgálat, de vannak roncsolásmenetes eljárások is. BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

…SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA • Az anyagszerkezeti változások kémiai vizsgálatokkal követhetőek: – Olaj-papír: • Polimerizációs fok • Olaj bomlástermékek megjelenése

– PVC • Hőstabilitás • Dynamic Mechanic Thermal Analysis (DMTA)

– PE • Oxidation Induction Time (OIT) • Infrared Spectroscopy • Differential Scanning Calorimetry (DSC)

• A kémiai vizsgálatokhoz mintát kell venni a szigetelésből, ezért a kémiai vizsgálatok roncsolásos vizsgálatok • Az anyagszerkezeti változások nyomon követésével azonban lehetőség nyílik a diagnosztikai módszerek pontosítására BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport

KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA • A korszerű szigetelőanyagok igen összetett, komplex anyagok • Több párhuzamos, komplex igénybevétel éri a szigetelést • Több párhuzamos romlási folyamat indul meg a szigetelésben, tehát komplex folyamatok • Párhuzamos mérések, komplex vizsgálatok és kiértékelés biztosíthatják az elvárt eredményt

KO

MP

LE

X

ME

GK

ÖZ

EL

ÍT


ÉS

KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉS- DIAGNOSZTIKA

Recommend Documents