Đo đạc và lưu trữ đặc tính của hiện tượng phóng điện cục bộ (PD) nhằm giám sát trạng thái cách điện trong thiết bị (hoặc hệ thống) điện hiện nay được sử dụng rất rộng rãi. Kiểm tra PD không những thế còn cung cấp thông tin quan trọng về tuổi thọ của cách điện, rất hữu ích cho việc chuẩn đoán và đánh giá tính nguyên trạng của thiết bị.
Các thiết bị đo PD hết sức đa dạng, tùy theo điện áp, điều kiện làm việc cũng như cấu tạo của đối tượng được đo mà có các thiết bị riêng áp dụng cho từng chủng loại đảm bảo an toàn, cung cấp đầy đủ thông tin.
a, Đo hiện tượng PD trên cáp điện:
L
Hình 2.1 : Đo hiện tượng phóng điện cục bộ trên cáp điện
Hiện tượng phóng điện cục bộ xảy ra trong các lỗ trống khí của vật liệu cách điện và phá hỏng từng lớp. Do vậy, xác định được vị trí của điểm phóng điện cục bộ là rất quan trọng khi kiểm định chất lượng của cáp. Sử dụng phương pháp sóng di chuyển để phát hiện điểm có hiện tượng phóng điện cục bộ. (Bộ định vị thu thập thông tin và xác định vị trí, PD detector nhận xung, lọc đưa ra kết quả đo, bộ phân tích hiển thị, đưa ra các cảnh báo)
Khi có hiện tượng phóng điện cục bộ, cáp điện có vai trò như đường dẫn sóng để các xung lan truyền. Từ điểm phóng điện, xung sẽ truyền theo hai hướng, một là xung trực tiếp và một là xung phản hồi, và chính xung phản hồi này xác định được vị trí của điểm phóng điện cục bộ.
Trên thực tế, xung phản hồi thường bị nhiễu hoặc bị yếu đi nên người ta thường dùng thêm một bộ tiếp sóng để nhận được xung phản hồi tại đầu xa của cáp.
Xung trực tiếp
Hình 2.2 : Đo hiện tượng phóng điện cục bộ trên cáp điện lực. b, Đo hiện tượng PD trong máy phát điện:
Hình 2.3 : Đo hiện tượng phong điện cục bộ trong máy điện : đo PD tại bushing, đo PD tại phần đệm và đo PD tại điểm cuối của cuộn dây
- Thông thường , người ta hay sử dụng phương pháp đo bằng sóng siêu âm hoặc âm thanh đối với các thiết bị dạng này để tránh tháo dỡ hay lắp đặt thiết bị
quá phức tạp. Các bộ đo chỉ cần để bên ngoài và được tiến hành đo, đưa ra kết quả phân tích, và cuối cùng cho đánh giá về lớp cách điện.
Cũng có thể sử dụng phương pháp đo điện để xác định được hình dáng và định vị được vị trí của hiện tượng phóng điện cục bộ. Trên các bộ đo và phân tích thế hệ mới, tại các điểm có hiện tượng phóng điện cục bộ máy tính có thể mô tả trên không gian 2D, 3D về các lỗ hổng, trống trong vật liệu cách điện
c, Đo hiện tượng PD tại Transformer
Hình 2.4:Đo hiện tượng phóng điện cục bộ Transformer .
Transformer là thành phần quan trọng trong hệ thống điện, chúng hoạt động trong các điều kiện khác nhau.Transformer có giá thành khá lớn và sử dụng nhiều trong hệ thống điện.
Sử dụng phương pháp đo bằng sóng âm để phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ, giám sát được hiện tượng phóng điện cục bộ.
d, Đo hiện tượng PD trong mô tơ:
Hình 2.5 : Đo phóng điện cục bộ trong mô tơ
Trong mô tơ hay các cuộn dây có thể dùng phương pháp đo bằng âm thanh hoặc sóng siêu âm để kiểm tra độ bền cách điện và phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ.
+ Đo PD tại GIS:
Hình 2.6 : Đo phóng điện cục bộ tại GIS
Dùng sóng âm VHF/UHF để nhận biết hiện tượng phóng điện cục bộ tại GIS.Chùm tia thu về có thể mô tả vị trí của điểm phóng điện cục bộ
+ Đo PD tại các đầu cực máy điện:
Hình 2.6 : Đo phóng điện cục bộ tại các đầu cực Sử dụng sóng UHF để đo hiện tượng phóng điện cục bộ ở các đầu cực.
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MẠCH ĐO HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Trên thực tế với một thiết bị đo PD, các dữ liệu được tập hợp tạo thành bảng hoặc biểu đồ 2D, 3D hiển thị một cách rõ ràng cho người sử dụng. Thậm chí, các thiết bị đo còn có thể đưa ra các mức độ cảnh báo khác nhau tùy theo giá trị đo được. Ví dụ : bình thường, phóng điện gây ra tác hại, phóng điện có thể phá hủy cách điện .., .dựa vào sự tính toán, đánh giá giá trị PD trên cơ sở dữ liệu đã được thu thập của vật liệu điện nhất định.
Tuy nhiên, trong giới hạn của phòng thí nghiệm nhà trường, ta có thể thiết kế mạch đo hiện tượng phóng điện cục bộ đơn giản, nhằm mục đích đánh giá, so sánh giữa giá trị lý thuyết và giá trị đo thực tế.
Sơ đồ khối của một thiết bị đo hiện tượng phóng điện cục bộ đơn giản
Display
Detector Analyser
Computer
Hình 3.1 : Sơ đồ khối của mạch đo hiện tượng phóng điện cục bộ Bộ phận detector có nhiệm vụ nhận biết hiện tượng phóng điện cục bộ trên vật liệu, chuyển đổi thành các tín hiệu ban đầu. Tại thiết bị đo này, phần detector có chức năng đo trực tiếp xung phóng điện từ mẫu thí nghiệm (mô hình thay thế hoặc mẫu cách điện thực) đưa ra đầu khuyếch đại
Bộ Analyser nhận tín hiệu đo của Detector trị tuyệt đối hoá, nhận đỉnh, ngưỡng, số hoá thông qua ADC (được điều khiển từ phần vi xử lý) rồi đưa qua hiển thị
Phần thông tin có thể tiếp tục được mở rộng nhờ có cổng nối RS232 vào máy tính
Phần hiển thị: Hiển thị bằng màn hình tinh thể lỏng giá trị đo được