Visualizzazioni: 14 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2019-05-17 Origine: Sito
Il rilevamento delle scariche parziali è un metodo importante per mantenere il funzionamento sicuro e stabile dei sistemi di alimentazione elettrica. Nelle apparecchiature ad alta tensione, le scariche parziali possono essere un segno precoce di difetti di isolamento, invecchiamento dei materiali, contaminazione superficiale o guasti elettrici nascosti. Il rilevamento tempestivo di questi segnali aiuta gli ingegneri a ridurre il rischio di guasti e a migliorare l’affidabilità del sistema di alimentazione.
I metodi comuni di rilevamento delle scariche parziali includono il rilevamento elettromagnetico e il rilevamento a ultrasuoni. Ogni metodo ha i suoi vantaggi. I metodi elettromagnetici possono rilevare segnali elettrici generati dall'attività di scarica, mentre il rilevamento a ultrasuoni si concentra sull'energia acustica prodotta quando si verifica una scarica parziale all'interno o attorno alle apparecchiature elettriche.
Per il rilevamento a ultrasuoni di scariche parziali, la sensibilità del sensore è uno dei fattori prestazionali più importanti. Se il circuito del sensore a ultrasuoni ha una sensibilità bassa o un rumore elevato, i segnali di scarica deboli potrebbero essere difficili da identificare. Per migliorare le prestazioni di rilevamento, nella progettazione del circuito è possibile utilizzare un amplificatore a basso rumore, noto anche come LNA, e la tecnologia di rilevamento logaritmico.
La scarica parziale non sempre provoca un guasto immediato dell'apparecchiatura, ma può danneggiare gradualmente i materiali isolanti. Nel corso del tempo, ciò può portare a guasti, arresti imprevisti, costose manutenzioni e rischi per la sicurezza. Per quadri elettrici, trasformatori, cavi e altre apparecchiature ad alta tensione, l'ispezione regolare delle scariche parziali è una parte importante della manutenzione preventiva.
Un sistema di rilevamento sensibile aiuta i team di manutenzione a individuare attività di scarico anomale prima che si trasformino in un guasto grave. Questo è il motivo per cui i sensori a ultrasuoni e i relativi circuiti di elaborazione del segnale sono ampiamente studiati e utilizzati nell'ispezione delle apparecchiature elettriche.
Il rilevamento elettromagnetico e il rilevamento a ultrasuoni sono due approcci utili per i test sulle scariche parziali. I metodi elettromagnetici rilevano segnali elettrici o in radiofrequenza causati dall'attività di scarica. I metodi ad ultrasuoni rilevano le onde sonore generate dal rapido rilascio di energia delle scariche parziali.
| Metodo di rilevamento | Segnale principale | Vantaggio tipico |
|---|---|---|
| Rilevazione elettromagnetica | Segnali di impulsi elettrici o elettromagnetici | Utile per rilevare l'attività di scarica attraverso variazioni del segnale elettrico. |
| Rilevazione ad ultrasuoni | Onde acustiche generate dalla scarica | Utile per localizzare le fonti di scarica e ridurre gli effetti delle interferenze elettriche. |
Una sfida nel rilevamento a ultrasuoni delle scariche parziali è che il segnale di scarica può essere molto debole. Il segnale può essere influenzato dalla distanza, dalla struttura dell'apparecchiatura, dal rumore di fondo e dalla sensibilità del sensore a ultrasuoni stesso. Se il circuito front-end non è in grado di amplificare chiaramente il segnale utile, il risultato del rilevamento potrebbe essere instabile.
Per risolvere questo problema, il circuito del sensore a ultrasuoni dovrebbe essere progettato con un'amplificazione del segnale a basso rumore e un rilevamento efficace del segnale. Un circuito ad alta sensibilità può migliorare la capacità di catturare segnali ultrasonici deboli generati da scariche parziali.
Un amplificatore a basso rumore viene utilizzato per amplificare i segnali ultrasonici deboli mantenendo il rumore del circuito il più basso possibile. In un sensore a ultrasuoni a scarica parziale, l'LNA viene solitamente posizionato vicino all'estremità anteriore del sensore in modo che il segnale utile possa essere rafforzato prima dell'ulteriore elaborazione.
La progettazione dell'LNA dovrebbe considerare guadagno, larghezza di banda, impedenza di ingresso, livello di rumore e consumo energetico. Per i dispositivi di ispezione portatili o alimentati a batteria, anche il basso consumo energetico è importante perché il sensore potrebbe dover funzionare per lunghi periodi di ispezione sul campo.
La tecnologia di rilevamento logaritmico può aiutare a elaborare i segnali ultrasonici con un'ampia gamma dinamica. Nei test sulle scariche parziali, la potenza del segnale può variare notevolmente a seconda dell'intensità della scarica, della posizione e della struttura circostante. Un rilevatore logaritmico può comprimere questo ampio intervallo di segnali e rendere più semplice per il sistema misurare e confrontare i livelli di segnale.
Combinando un amplificatore a basso rumore con il rilevamento logaritmico, il circuito del sensore a ultrasuoni può migliorare la sensibilità, aumentare la stabilità della misurazione e supportare applicazioni di ispezione sul campo più pratiche.
Un tipico circuito del sensore a scarica parziale a ultrasuoni comprende un elemento di rilevamento a ultrasuoni, un amplificatore a basso rumore, un circuito di filtro, un rilevatore logaritmico, un circuito di elaborazione dell'uscita e un modulo di alimentazione. L'obiettivo è catturare segnali acustici deboli, ridurre il rumore e fornire un output stabile per l'analisi.
| del modulo di circuito | Funzione |
|---|---|
| Sensore ad ultrasuoni | Riceve i segnali acustici generati dalla scarica parziale. |
| Amplificatore a basso rumore | Amplifica i segnali deboli riducendo il rumore aggiunto. |
| Circuito di filtraggio | Riduce le componenti di frequenza indesiderate e le interferenze di fondo. |
| Rilevatore logaritmico | Converte la potenza del segnale in un intervallo di uscita più gestibile. |
| Alimentazione a batteria | Supporta l'ispezione portatile sul campo e un comodo utilizzo per la manutenzione. |
Dopo aver progettato il circuito del sensore a ultrasuoni, è necessario testare le prestazioni. Gli elementi chiave del test includono sensibilità, guadagno, livello di rumore, stabilità di rilevamento e consumo energetico. Questi risultati aiutano a determinare se il sensore è in grado di rilevare deboli segnali di scarica parziale in condizioni pratiche di ispezione.
Un sensore a ultrasuoni ad alta sensibilità con guadagno adeguato può migliorare l'affidabilità del rilevamento delle scariche parziali. Quando il circuito è alimentato a batteria, può essere utilizzato più comodamente anche per l'ispezione portatile delle apparecchiature elettriche.
I sensori a ultrasuoni per scariche parziali possono essere utilizzati per l'ispezione di quadri, trasformatori, accessori per cavi e altre apparecchiature elettriche. Sono particolarmente utili quando le squadre di manutenzione necessitano di un metodo di rilevamento non invasivo per identificare possibili problemi di isolamento.
Per la manutenzione dei sistemi di alimentazione, la combinazione del rilevamento a ultrasuoni con altri metodi di test delle scariche parziali può fornire una comprensione più completa delle condizioni delle apparecchiature. Ciò aiuta a migliorare la diagnosi dei guasti e supporta la manutenzione basata sulle condizioni.
Il rilevamento delle scariche parziali è un metodo utilizzato per identificare piccole scariche elettriche all'interno o attorno ai sistemi di isolamento. Aiuta a individuare precocemente i difetti di isolamento nelle apparecchiature elettriche ad alta tensione.
I sensori a ultrasuoni possono rilevare le onde acustiche prodotte dall'attività di scarica. Sono utili per ispezioni non invasive e possono aiutare a localizzare le fonti di scarica nelle apparecchiature elettriche.
Un LNA, o amplificatore a basso rumore, amplifica i segnali ultrasonici deboli aggiungendo il minor rumore possibile. Ciò migliora la sensibilità del circuito di rilevamento.
Il rilevamento logaritmico aiuta a elaborare i segnali con un'ampia gamma dinamica. Rende più semplice misurare e confrontare l'intensità del segnale ultrasonico da diversi livelli di scarica.
SÌ. Un circuito di sensori a ultrasuoni ben progettato può utilizzare l'alimentazione della batteria, utile per strumenti di ispezione portatili e applicazioni di manutenzione sul campo.
Il rilevamento di scariche parziali a ultrasuoni può essere utilizzato per quadri, trasformatori, accessori per cavi e altre apparecchiature elettriche ad alta tensione in cui è necessario monitorare le condizioni di isolamento.
