Симуляторы сигналов частичных разрядов
Тестовое оборудование этой группы предназначено для организации испытаний диагностических приборов и систем регистрации и анализа частичных разрядов в условиях производства и испытательных лабораторий.
Симуляторы этой группы тестового оборудования бывают трех типов:
- Физические симуляторы дефектов в изоляции («PD Simulator»). В этих симуляторах используются различные ячейки моделирования дефектов, при подаче напряжения на которые генерируются импульсы от частичных разрядов.
- Программные симуляторы сигналов дефектов в изоляции («IDS»). Такие устройства представляют собой интеллектуальные градуировочные калибраторы, на выходе которых формируется изменяемый во времени и по фазе набор импульсов, который характерен для различных дефектов в изоляции.
- Специализированные комплексные симуляторы, в которых симуляторы частичных разрядов первого или второго типа объединяются с физической моделью высоковольтного оборудования, например, симулятор марки «SCL». Такой подход менее универсален, но позволяет более точно отрабатывать диагностические алгоритмы, для данного класса высоковольтного оборудования.
Симуляторы частичных разрядов необходимы для тестирования функций диагностического оборудования, отработки специальных алгоритмов, и для проведения обучения диагностического персонала.
Симулятор дефектов в изоляции марки «PD Simulator»
Симулятор марки «PD Simulator» предназначен для симулирования дефектов в высоковольтной изоляции на физическом уровне. Внутри симуляторы подобраны структуры с таким сочетанием изоляционных и проводящих слоев, внутри которых при определенном напряжении промышленной частоты возникают импульсы частичных разрядов. Эти разряды можно зарегистрировать и проанализировать, подключив измерительный прибор к соответствующим разъемам симулятора.
Симулятор марки «PD Simulator» состоит из шести ячеек, симулирующих дефекты, и встроенного регулируемого высоковольтного источника. Лицевая панель симулятора прозрачная, поэтому конструкция ячеек с дефектами изоляции хорошо вида.
Каждая ячейка с дефектом подключается к источнику высокого напряжения при помощи своего поворотного переключателя. Это дает возможность одновременно генерировать или один, или несколько дефектов в изоляции. Чем больше ячеек с дефектами будет включено одновременно, тем более сложный вид будет иметь зарегистрированное PRPD распределение импульсов частичных разрядов.
На лицевой панели симулятора предусмотрен дополнительный разъем, предназначенный для подключения датчика синхронизации с фазой приложенного напряжения в процессе регистрации частичных разрядов. Это необходимо для того, чтобы зарегистрированные импульсы могли быть использованы для определения типа дефекта в изоляции.
При помощи симулятора марки «PD Simulator» симулируются шесть различных дефектов, возникающих в высоковольтной изоляции:
- Частичный разряд между двумя слоями высоковольтной изоляции, внутренний разряд в изоляции.
- Частичный разряд, возникающий между изолированным проводящим элементом, и высоким напряжением, или землей. Такой дефект обычно называется «плавающим потенциалом».
- Поверхностный разряд с земляного электрода.
- Поверхностный разряд с высоковольтного электрода.
- Корона с высоковольтного электрода.
- Корона с земляного электрода.
При помощи симулятора «PD Simulator» удобно проводить испытание различного диагностического оборудования. Симулятор может также оказать неоценимую пользу при проведении обучения персонала методам оперативной диагностики дефектов в высоковольтной изоляции.
Симулятор сигналов от дефектов марки «IDS»
Переносный прибор марки «IDS» (Insulation Defect Simulator – симулятор сигналов от дефектов в изоляции) предназначен для проверки систем диагностики дефектов в электротехническом оборудовании по частичным разрядам. В отличие от прибора «PD Simulator» прибор марки «IDS» симулирует дефекты не на физическом уровне, а на уровне электрических импульсных сигналов, которые получаются с условного датчика частичных разрядов.
На физическом уровне симулятор «IDS» представляет собой условный трехфазный датчик частичных разрядов, установленный на контролируемом высоковольтном оборудовании. Для большей универсальности на разных выходах симулятора присутствуют импульсы от частичных разрядов в ВЧ, или СВЧ диапазонах частот, т. е. прибор симулирует сигналы с датчиков частичных разрядов типа «RFCT», или от СВЧ электромагнитных антенн.
Прибор «IDS» одновременно симулирует наборы импульсов частичных разрядов для трех фаз, причем по каждой фазе импульсы могут генерироваться раздельно и независимо, что определяется заданной пользователем программой. Это позволяет проверять в диагностических приборах работу алгоритмов, разделяющих дефекты по разным фазам, и взаимное влияние процессов в одной фазе на другую.
Достоинством симулятора марки «IDS» является то, что генерируемые им наборы высокочастотных импульсов представляются на стандартном PRPD распределении в виде образов определенных дефектов. При этом пользователь может использовать как стандартные образы дефектов, уже имеющиеся в базе прибора, так и создавать свои PRPD распределения генерируемых импульсов, симулирующие другие дефекты. Это позволяет дополнительно тестировать экспертные диагностические системы, например, систему «PD-Expert».
В память прибора «IDS» можно также записать образы дефектов, зарегистрированные пользователем на реальном оборудовании. Для этого существует специальная подпрограмма, при помощи которой можно перегружать такие замеры из общей базы данных «iNVA», с которой работают все приборы фирмы «DIMRUS».
С прибором поставляется программа, имеющая марку «Конфигуратор IDS», устанавливаемую на компьютере. Эта программа служит базой данных образов дефектов, и позволяет проводить настройку «IDS». Пользователь может изменять:
- Количество импульсов в каждом из трех выходных каналах прибора.
- Амплитуду генерируемых импульсов, которая будет иметь случайные отклонения в заданных размерах.
- Фазу выходных импульсов относительно синусоиды промышленной сети. Для фазы могут задаваться случайные отклонения от заданного значения, в пределах определенного диапазона углов.
- Задавать определенную нестабильность в повторении выходных высокочастотных импульсов в каждом периоде питающего напряжения.
- Накладывать на генерируемые прибором импульсы помехи различного вида, как распределенные по фазе, так и сосредоточенные.
В результате получаемые наборы импульсов в режиме реального времени с высокой точностью симулируют дефекты в изоляции высоковольтного оборудования. Это могут быть: корона, плавающий потенциал, внутренний разряд, поверхностный разряд и другие. В одном сигнале могут быть симулированы несколько дефектов разного вида и интенсивности, что необходимо для углубленной проверки систем диагностики.
Прибор изготовлен в прочном металлическом корпусе, удобном для практического использования, как в лаборатории, так и при «полевых» испытаниях. Он не имеет встроенной батареи и питается от сети переменного тока 220В. Это сделано также и для того, чтобы в приборе была надежная «привязка» генерируемых импульсов к фазе питающего напряжения.
Для связи с программой «Конфигуратор IDS», при загрузке образов новых и корректировки старых дефектов, используется стандартный USB кабель.
Симулятор кабельной линии марки «SCL-500»
Симулятор кабельной линии марки «SCL-500» (Simulator Cable Line) предназначен для проверки диагностического оборудования, предназначенного для мониторинга и диагностики состояния длинных высоковольтных кабельных линий, включающих в себя несколько соединительных муфт.
Симулятор «SCL-500» включает в себя несколько отрезков коаксиальных кабелей, которые можно включать последовательно при помощи коротких внешних перемычек, представляющих собой электромагнитные аналоги соединительных муфт. Таким образом удается симулировать длинную кабельную линию, состоящую из нескольких отдельных кабелей, соединенных соединительными муфтами.
На полученном физическом макете длинной кабельной линии, максимальная длина которой может достигать 500 метров, можно производить проверку различных технических средств и методов рефлектографирования. Можно проконтролировать затухание, отражение и взаимное наложение тестовых сигналов в соединительных муфтах вдоль всей кабельной линии при различных типах дефектов – обрывах и замыканиях.
В состав поставки симулятора «SCL-500» входит модернизированный симулятор импульсов частичных разрядов марки «IDS», непосредственно встроенный в конструкцию. Благодаря наличию программного симулятора высокочастотных импульсов можно, используя «Т» коннекторы, в любую муфту (соединительную перемычку) инжектировать импульсы частичных разрядов, соответствующие определенному дефекту в изоляции. Это дает возможность комплексно проверить работу диагностического оборудования, оценить возможности и точность локализации места возникновения дефекта в изоляции работающей кабельной линии по особенностям распространения в ней электромагнитных импульсов от частичных разрядов.