Опыт локализации источника разрядной активности ЧР в сухих трансформаторах

Группа исследователей из Технического университета короля Монгкута в Таиланде опубликовала результаты реализации разработанного ими метода для определения мест разрядной активности ЧР в сухих трансформаторах по измерениям, выполняемым акустическими датчиками и высокочастотными трансформаторами тока (ВЧТТ). Соответствующая статья была опубликована в издании Przegląd Elektrotechniczny в феврале 2021 года.

Метод ориентирован, в первую очередь, на трансформаторы с изоляцией из литьевой смолы. В методе используется ВЧТТ с разъёмным сердечником и несколько акустических датчиков ЧР. ВЧТТ устанавливается на заземляющий проводник трансформатора, акустические датчики размещаются в разных местах на корпусе трансформатора. Локализация источника разрядной активности реализуется сравнением амплитуд сигналов, записанных акустическими датчиками при разном их размещении. В случае, если формы сигналов, регистрируемых акустическими датчиками и ВЧТТ похожи, источником активности является ЧР. В качестве показателя уровня развития дефекта, приводящего к ЧР, исследователи использовали величину gap time, равную разности во времени между двумя последовательными всплесками разрядной активности. Чем ниже gap time, тем серьёзнее дефект. Принцип соотнесения gap time и уровня дефекта показан ниже.

Работа метода была продемонстрирована на трансформаторе 24 кВ 800 кВА, который не обслуживался, как минимум, 3 года до испытаний. Для регистрации разрядной активности использовались 4 акустических датчика (AE1-4) и 1 ВЧТТ. Данные датчиков регистрировались прибором PD-TP500A компании PowerPD.

Акустические датчики были установлены на разной высоте на 4 сторонах трансформатора как показано ниже.

Место установки ВЧТТ показано ниже.

Зарегистрированные осциллограммы акустических сигналов показаны ниже.

Сравнение осциллограмм показало, что наибольший уровень регистрировал датчик AE2. Затем остальные 3 датчика были перемещены и расположены рядом с датчиком AE2 по горизонтали как показано ниже.

После перемещения наибольшую амплитуду разрядной активности регистрировал датчик AE3. После этого остальные 3 датчика были размещены по вертикали относительно AE3. Размещение датчиков показано ниже.

После этого перемещения наибольшую амплитуду разрядной активности регистрировал датчик AE2. Расположение этого датчика соответствовало месту дефекта в трансформаторе.

Для дальнейшего анализа расположение датчиков AE1 и AE4 было изменено, датчики были установлены рядом с AE3 и AE4 как показано ниже.

Записанные после этого осциллограммы всех датчиков примерно совпадали друг с другом и с осциллограммой, записанной ВЧТТ. Осциллограммы показаны ниже.

Измеренное значение параметра gap time в этом случае составило 3,2 мс, что, согласно данным производителя регистратора ЧР, соответствует уровню развившегося дефекта. Трансформатора затем был остановлен и состояние его изоляции было исследовано вручную. Диагностические выводы подтвердились. В месте, определённом при помощи акустических датчиков, были обнаружены отметки развития разрядов, показанные на рисунке ниже.