השיטה היעילה ביותר לזיהוי פריקה חלקית במערכות חמות היא להשתמש בחיישן -תדר זרם גבוה (HFCT) או חיישן תדר אולטרה- גבוה (UHF), בשילוב עם אוסילוסקופ או גלאי פריקה חלקית ייעודי. על ידי לכידת אותות הדופק בתדר גבוה- שנוצרים על ידי פריקות בזמן שהמערכת מופעלת ופועלת, ניתן לזהות אותות אלו ולמקם אותם באמצעות דפוסי ניתוח של שלב-פריקה חלקית (PRPD). כאשר עוצמת הפריקה שזוהתה עולה על 10 pC, יש לראות בכך מעיד על פריקה מזיקה הדורשת פעולה מתקנת מיידית.
1. מאפיינים אופייניים ועקרונות זיהוי של פריקה חלקית
פריקה חלקית מתייחסת לתקלות חשמליות זעירות המתרחשות בנקודות של פגמים בבידוד. למרות שאירועים אלה אינם גורמים מיידית לקצר חשמלי, הם משחררים פולסי זרם-חולפים בתדירות גבוהה (נמשכים<1 μs) and electromagnetic waves (with frequencies reaching up to several hundred MHz).
בסיס זיהוי: על ידי צימוד אותות-תדירות גבוהים אלו באמצעות חיישנים, ניתן להשיג בדיקות קו לא-חודרניות, בזמן אמת-.
מדדי מפתח: גודל פריקה לכאורה (נמדד ב-pC), קצב חזרת פריקה ומאפייני חלוקת פאזה.
תקני תעשייה: על פי IEC 60270, פריקה חלקית העולה על 10 pC עלולה לגרום ל-נזק לטווח ארוך לבידוד ולכן מחייבת התייחסות רצינית.
2. שיטות זיהוי נפוצות ובחירת ציוד
שיטה 1: שיטת-זרם בתדירות גבוהה (HFCT) - הגישה הנפוצה והמעשית ביותר
עקרון: שנאי זרם-גבוה נצמד אל חוט ההארקה או קו אספקת החשמל של מערכת הרצים החמים כדי לזהות את הזרמים בתדר- הגבוה הקשורים לפולסי פריקה כשהם מתפשטים לאורך המוליך.
ציוד: אוסילוסקופ PicoScope בשילוב עם חיישן HFCT, או גלאי פריקה חלקית ייעודי (למשל, Fluke ii910).
יתרונות:
התקנה פשוטה; אין צורך לכבות את המערכת.
רגישות גבוהה; מסוגל לזהות פריקות ברמת 1 pc.
ניתן לשלב עם ניתוח פאזה כדי להבחין בין אירועי פריקה אמיתיים לבין הפרעות רעשי רקע.
טיפ תפעולי: הצמד את ה-HFCT לכבל ההארקה של מעגל החימום, חבר אותו לאוסילוסקופ, הגדר את רוחב הפס ל-1 מגה-הרץ-30 מגה-הרץ, וצפה בתצוגה עבור נוכחות של פולסים בתדר גבוה- תקופתי. שיטה 2: שיטת אולטרה-תדר גבוה (UHF) - מתאימה לאזורים מוגנים גרועים
עקרון: פריקה חלקית פולטת גלים אלקטרומגנטיים בטווח של 300 מגה-הרץ עד 3 גיגה-הרץ, אותם ניתן לזהות באמצעות אנטנת UHF.
תרחישים ישימים: נקודות דליפה אלקטרומגנטיות, כגון פערים בכיסויי קופסאות החיבור ובממשקי המחברים.
ציוד: גלאי פריקה חלקית UHF (למשל, פתרונות המומלצים על ידי ADI).
יתרונות: חסינות חזקה בפני הפרעות-תדר מתח; מתאים לסביבות אלקטרומגנטיות מורכבות.
מגבלות: מערכות Hot runner כוללות בדרך כלל מבני מתכת סגורים, הגורמות להחלשה משמעותית של אותות UHF; לכן, הזיהוי חייב להתבצע במיקומים לא-אטומים.
שיטה 3: שיטה אולטרסאונד (AE) - ללוקליזציה עזר
עיקרון: פריקה חלקית מלווה בקולות "פיצוחים" חלשים (גלים אולטרא-קוליים, 20 קילו-הרץ עד 200 קילו-הרץ), אותם ניתן ללכוד באמצעות חיישנים פיזואלקטריים.
ציוד: גלאי פריקה חלקית אולטרסאונד (למשל, Fluke ii910).
יתרונות: מאפשר לוקליזציה מדויקת של נקודת הפריקה (שגיאה < 10 ס"מ) וחסין מפני הפרעות חשמליות.
מגבלות: רגישות נמוכה יותר; דורש זיהוי-בטווח קרוב, וסביבות-טמפרטורות גבוהות עלולות לפגוע בביצועי החיישן.
יישום אופייני: לאחר זיהוי אנומליה בשיטת HFCT, נעשה שימוש בבדיקה קולית לסריקה לאורך מוט החימום -סעיף אחר קטע-כדי לאתר את המיקום המדויק של הפריקה.
3. תהליך איתור וקריטריונים לשיפוט
|
שָׁלָב |
מִבצָע |
אמצעי זהירות |
|
1. הכנת המערכת |
השאר את הראנר החם מופעל ופועל; מוגדר לטמפרטורת חימום רגילה. |
הימנע מבדיקה ב"מצב קר", שכן פריקה חלקית מתרחשת בדרך כלל תחת עוצמות שדה חשמליות גבוהות בטמפרטורות גבוהות. |
|
2. התקנת חיישן |
מהדקים את ה-HFCT על חוט ההארקה; מקם את אנטנת ה-UHF קרוב לקופסת החיבורים. |
ודא מגע טוב כדי למנוע הנחתה של האות. |
|
3. רכישת אותות |
השתמש באוסילוסקופ או בגלאי פריקה חלקית (PD) כדי להשיג נתונים במשך 1-5 דקות. |
הגדר רוחב פס מתאים (1 מגה-הרץ - 30 מגה-הרץ) וסף הפעלה. |
|
4. ניתוח דפוסים |
התבונן בתבנית PRPD (Phase-Amplitude-ספירת פריקות). |
דפוסי פריקה חלקית אופייניים מופיעים כהפצות "אוזן ארנב" או "פרפר". |
|
5. קריטריונים לשיפוט |
עוצמת פריקה > 10 pC, או נוכחות של פולסים- מתמשכים בתדר גבוה. |
מתאם עם נתונים היסטוריים; מגמת עלייה משמשת אות אזהרה. |
שיפוט עזר: אם מלווה בזיהוי של ריח אוזון, שינוי צבע (השחרה) של חומרי בידוד, או תנודות חריגות בבקרת הטמפרטורה, נוכחות של פריקה חלקית מאוששת עוד יותר.
4. נקודות מפתח לשיפור יעילות הזיהוי
בדיקת-תפעול בזמן אמת: פריקה חלקית מתרחשת בעיקר בתנאי מתח- גבוהים וטמפרטורה גבוהה-; גילוי ב"מצב קר" אינו סביר ללכד אירועים אלו.
שיטות משלימות: השתמשו ב-HFCT לזיהוי ראשוני ובחיישנים אולטרסאונדים ללוקליזציה מדויקת כדי לשפר את הדיוק.
אי הכללת רעשי רקע: רשמו את רמות הרעש הבסיסיות כאשר מערכת החימום אינה פעילה כדי למנוע זיהוי שגוי של הפרעות רשת החשמל כפריקה חלקית בפועל.
ניטור תקופתי: מומלץ לבצע בדיקות מקצועיות מדי חצי שנה להקמת "ארכיון מגמת פריקה חלקית".
הערה: פריקה חלקית משמשת כ"אות מבשר" של ירידת בידוד; גילוי מוקדם יכול למנוע השלכות חמורות כגון התמוטטות גוף החימום או דליפת המערכת.
