Mikrourladdningar kan mätas noggrannare

En av de viktigaste delarna i varje högspänningsapparat är isolationen
mellan högspända delar och jord, eller mellan olika faser. Vissa skador
i isolationen exempelvis små kaviteter, sprickor eller orenheter i
materialet kan leda till små urladdningar, så kallade partiella
urladdningar, PD.

Partiella urladdningar sprider sig i isolationsmaterialet och förstör så
småningom isolationen. Det betyder att isolationen inte längre kan
isolera högspända delar från jord eller andra faser. I det här fallet
kan en kortslutning (s.k. genomslag) inträffa mellan en högspänd del och
jord, i vissa fall mellan två faser, vilket är skadligt och kostsamt.
Detektering och mätning av partiella urladdningar är därför en av de
viktigaste mätningarna som genomförs av isolationens tillstånd i
högspända apparater.

PD-mätning används för att hitta isolationsproblem i nya apparater eller
för att detektera skadade delar av isolationen i en apparat under
normalt drift.

Konventionella mätningar av partiella urladdningar genomförs när
högspänningsapparaten är avstängd från kraftnätet, men spän-ningssatt av
en yttre högspänningskälla. Mätning när apparaten är under drift ger en
bättre bild av PD-aktiviteter i isolationen, därför att
isolationssystemet är påverkat av alla mekaniska, termiska och
elektriska påkänningar. Genom kontinuerlig övervakning av partiella
urladdningar kan skadade delar av isolationssystemet detekteras innan
större skador, t ex genomslag (kortslutning) inträffar i
högspän-ningsapparaten.

PD-mätning används i stor utsträckning i stora roterande maskiner.
PD-mätningen i roterande maskiner är dock förenad med speciella
svårigheter, bland annat dämpning av PD-signalen i statorlindningen,
stora mängder av störningar kopplade till PD-signalen, och
kalibreringsnoggrannheten.

Akbar Kheirmand, vid Institutionen för elkraftteknik, visar nu i sin
doktorsavhandling en ny mätmetod och ett nytt mätsystem för kontinuerlig
övervakning av partiella ur-laddningar i stora roterande maskiner under
drift. Med den nya metoden reduceras till stor del de tidigare nämnda
problemen.

PD-signaler detekteras av induktiva givare placerade på topphärvor i
statorlindningen, så att varje härva befinner sig mellan två givare.
Mätningen utförs nu på enskilda härvor. Behandlingen av givarsignalerna
utförs enligt en nyutvecklad metod (kallad InTech), som resulterar i ett
mått på PD-aktivitet i härvan under mätning. Med den här tekniken kan
även urladd-ningskällan lokaliseras.

Mätsystemet kontrolleras av en dator och inmätta värden sparas i realtid
i en PC för att kunna användas vid senare tillståndskontroll. Metoden
kan visa försämringstrender i skadade delar av isolationen.
Högspänningsapparaten får därmed en högre tillgänglighet och kan
utnyttjas under längre tid, vilket ger ekonomiska fördelar.

Avhandlingen “Partial Discharges in Large Rotating Machines” har försvarats
vid en offentlig disputation på Chalmers under hösten.

Kontaktinformation
Mer information:
Akbar Kheirmand, Elkraftteknik, Chalmers,
tel ABB, 021-32 31 11, e-post: akbar.kheirmand@secrc.abb.se