วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการตรวจจับการคายประจุบางส่วนในระบบฮอทรันเนอร์คือการใช้เซ็นเซอร์หม้อแปลงกระแสความถี่สูง (HFCT) หรืออัลตร้า-ความถี่สูง (UHF) ซึ่งจับคู่กับออสซิลโลสโคปหรือเครื่องตรวจจับการคายประจุบางส่วนโดยเฉพาะ ด้วยการจับสัญญาณพัลส์ความถี่สูง-ที่สร้างขึ้นโดยการปล่อยประจุในขณะที่ระบบเปิดและทำงานอยู่ สัญญาณเหล่านี้จึงสามารถระบุและแปลเป็นภาษาท้องถิ่นผ่านรูปแบบการวิเคราะห์เฟส-การคายประจุบางส่วนที่ได้รับการแก้ไข (PRPD) เมื่อขนาดการปล่อยประจุที่ตรวจพบเกิน 10 pC ควรพิจารณาว่าเป็นการบ่งชี้ถึงการปล่อยประจุที่เป็นอันตรายซึ่งต้องดำเนินการแก้ไขทันที
1. ลักษณะทั่วไปและหลักการตรวจจับการคายประจุบางส่วน
การคายประจุบางส่วนหมายถึงไฟฟ้าขัดข้องที่เกิดขึ้นที่จุดบกพร่องของฉนวน แม้ว่าเหตุการณ์เหล่านี้จะไม่ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรในทันที แต่จะปล่อยพัลส์กระแสความถี่สูงชั่วคราว- (ที่คงอยู่ยาวนาน<1 μs) and electromagnetic waves (with frequencies reaching up to several hundred MHz).
พื้นฐานการตรวจจับ: ด้วยการรวมสัญญาณความถี่สูง-เหล่านี้ผ่านเซ็นเซอร์ การทดสอบสายแบบสด-ที่ไม่ล่วงล้ำ{2}}จึงเกิดขึ้นได้
ตัวชี้วัดหลัก: ขนาดการปล่อยที่ชัดเจน (วัดเป็น pC) อัตราการทำซ้ำของการปล่อย และลักษณะการกระจายเฟส
มาตรฐานอุตสาหกรรม: ตามมาตรฐาน IEC 60270 การคายประจุบางส่วนที่เกิน 10 pC อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อฉนวนในระยะยาว- ดังนั้นจึงควรให้ความสนใจอย่างจริงจัง
2. วิธีการตรวจจับทั่วไปและการเลือกอุปกรณ์
วิธีที่ 1: วิธีกระแสความถี่สูง (HFCT) - วิธีที่ใช้กันทั่วไปและใช้งานได้จริงที่สุด
หลักการ: หม้อแปลงกระแสความถี่สูง-ถูกหนีบไว้บนสายกราวด์หรือสายจ่ายไฟของระบบฮอทรันเนอร์เพื่อตรวจจับกระแสความถี่สูง-ที่เกี่ยวข้องกับพัลส์ดิสชาร์จขณะที่พวกมันแพร่กระจายไปตามตัวนำ
อุปกรณ์: ออสซิลโลสโคป PicoScope จับคู่กับเซ็นเซอร์ HFCT หรือเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนโดยเฉพาะ (เช่น Fluke ii910)
ข้อดี:
ติดตั้งง่าย ไม่จำเป็นต้องปิดระบบ
ความไวสูง สามารถตรวจจับการปล่อยประจุที่ระดับ 1 pC
สามารถใช้ร่วมกับการวิเคราะห์เฟสเพื่อแยกแยะระหว่างเหตุการณ์การคายประจุของแท้และการรบกวนสัญญาณรบกวนพื้นหลัง
เคล็ดลับในการใช้งาน: ยึด HFCT เข้ากับสายกราวด์ของวงจรทำความร้อน เชื่อมต่อกับออสซิลโลสโคป ตั้งค่าแบนด์วิดท์เป็น 1 MHz–30 MHz และสังเกตหน้าจอว่ามีพัลส์ความถี่สูง-เป็นระยะๆ วิธีที่ 2: วิธีความถี่สูงพิเศษ (UHF) - เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีการกำบังไม่ดี
หลักการ: การคายประจุบางส่วนจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วง 300 MHz ถึง 3 GHz ซึ่งสามารถตรวจจับได้ด้วยเสาอากาศ UHF
สถานการณ์ที่ใช้งานได้:จุดรั่วไหลของแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นช่องว่างในฝาปิดกล่องรวมสัญญาณและอินเทอร์เฟซของคอนเนคเตอร์
อุปกรณ์: อุปกรณ์ตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนแบบ UHF (เช่น โซลูชันที่แนะนำโดย ADI)
ข้อดี: มีภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งต่อพลังงาน-การรบกวนความถี่ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน
ข้อจำกัด: โดยทั่วไประบบฮอทรันเนอร์จะมีโครงสร้างโลหะปิด ส่งผลให้สัญญาณ UHF ลดทอนลงอย่างมาก ดังนั้น การตรวจจับจะต้องดำเนินการในตำแหน่งที่ไม่ได้-ปิดสนิท
วิธีที่ 3: วิธีอัลตราโซนิก (AE) - สำหรับการแปลเสริม
หลักการ: การคายประจุบางส่วนจะมาพร้อมกับเสียง "แคร็ก" เบาๆ (คลื่นอัลตราโซนิก 20 kHz ถึง 200 kHz) ซึ่งสามารถบันทึกได้โดยใช้เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก
อุปกรณ์: อุปกรณ์ตรวจจับการคายประจุบางส่วนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (เช่น Fluke ii910)
ข้อดี: ช่วยให้ระบุจุดจำหน่ายได้อย่างแม่นยำ (ข้อผิดพลาด < 10 ซม.) และป้องกันการรบกวนทางไฟฟ้า
ข้อจำกัด: ความไวต่ำ; ต้องใช้การตรวจจับระยะใกล้- และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-อาจทำให้ประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ลดลง
การใช้งานทั่วไป: หลังจากที่ตรวจพบความผิดปกติโดยใช้วิธี HFCT แล้ว โพรบอัลตราโซนิกจะถูกนำมาใช้ในการสแกนตามแท่งทำความร้อน-ทีละส่วน- เพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนของการปล่อยออก
3. กระบวนการตรวจจับและเกณฑ์การตัดสิน
|
ขั้นตอน |
การดำเนินการ |
ข้อควรระวัง |
|
1. การเตรียมระบบ |
เปิดและใช้งาน hot runner ไว้ ตั้งเป็นอุณหภูมิความร้อนปกติ |
หลีกเลี่ยงการทดสอบใน "สภาวะเย็น" เนื่องจากการคายประจุบางส่วนมักเกิดขึ้นภายใต้ความแรงของสนามไฟฟ้าสูงที่อุณหภูมิสูง |
|
2. การติดตั้งเซ็นเซอร์ |
ยึด HFCT เข้ากับสายกราวด์ วางตำแหน่งเสาอากาศ UHF ใกล้กับกล่องรวมสัญญาณ |
ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่ดีเพื่อป้องกันการลดทอนสัญญาณ |
|
3. การได้มาซึ่งสัญญาณ |
ใช้ออสซิลโลสโคปหรือเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน (PD) เพื่อรับข้อมูลเป็นเวลา 1-5 นาที |
ตั้งค่าแบนด์วิธที่เหมาะสม (1 MHz – 30 MHz) และเกณฑ์ทริกเกอร์ |
|
4. การวิเคราะห์รูปแบบ |
สังเกตรูปแบบ PRPD (เฟส-แอมพลิจูด-จำนวนการคายประจุ) |
รูปแบบการจำหน่ายบางส่วนโดยทั่วไปจะปรากฏเป็นการกระจายแบบ "หูกระต่าย" หรือ "ผีเสื้อ" |
|
5. เกณฑ์การตัดสิน |
ขนาดการคายประจุ > 10 pC หรือมีพัลส์ความถี่สูง-อย่างต่อเนื่อง |
มีความสัมพันธ์กับข้อมูลในอดีต แนวโน้มขาขึ้นทำหน้าที่เป็นสัญญาณเตือน |
การตัดสินเสริม: หากมีการตรวจจับกลิ่นโอโซน การเปลี่ยนสี (ดำคล้ำ) ของวัสดุฉนวน หรือการควบคุมอุณหภูมิที่ผันผวนผิดปกติ การมีอยู่ของการปล่อยบางส่วนจะได้รับการยืนยันเพิ่มเติม
4. ประเด็นสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับ
การทดสอบการทำงาน-แบบเรียลไทม์: การคายประจุบางส่วนมักเกิดขึ้นภายใต้สภาวะ-แรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิสูง-; การตรวจจับใน "สภาวะเย็น" ไม่น่าจะสามารถจับภาพเหตุการณ์เหล่านี้ได้
วิธีการเสริม: ใช้ HFCT สำหรับการตรวจจับเบื้องต้นและเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อการระบุตำแหน่งที่แม่นยำเพื่อเพิ่มความแม่นยำ
การยกเว้นเสียงรบกวนพื้นหลัง: บันทึกระดับเสียงพื้นฐานเมื่อระบบทำความร้อนไม่ทำงาน เพื่อหลีกเลี่ยงการระบุการรบกวนของโครงข่ายไฟฟ้าผิดพลาดว่าเป็นการคายประจุบางส่วนที่เกิดขึ้นจริง
การตรวจสอบเป็นระยะ: แนะนำให้มีการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญทุกๆ หกเดือนเพื่อสร้าง "เอกสารแนวโน้มการปล่อยประจุบางส่วน"
หมายเหตุ: การคายประจุบางส่วนทำหน้าที่เป็น "สัญญาณตั้งต้น" ของการเสื่อมสภาพของฉนวน การตรวจจับตั้งแต่เนิ่นๆ สามารถป้องกันผลกระทบร้ายแรง เช่น การพังทลายขององค์ประกอบความร้อน หรือการสะดุดของระบบ
