ANALIZATOR WYSOKONAPIECIOWE
Spis
treści:
Analizator wysokonapięciowy (radar)
Ponieważ niskonapięciowy reflektometr (TDR) nie może zidentyfikować
wysoko rezystancyjnych uszkodzeń, jego skuteczność, jako lokalizatora uszkodzeń
kabli energetycznych jest ograniczona. Podczas użytkowania wysokonapięciowych
systemów radarowych z generatorami udarów, filtrów lub sprzęgów, analizator TDR
może wyświetlić zarówno nisko- jak i wysoko rezystancyjne uszkodzenia. Analizator wysokonapięciowy dostarcza zarówno funkcje reflektometru, jak i oscyloskopu z pamięcią i
jest w stanie wykorzystywać wszystkie metody, wymienione poniżej, metody
lokalizacji uszkodzeń kabli.
Metoda odbicia od łuku (A.R.M.)
Metoda ta jest często opisywana, jako technika radaru wysokonapięciowego, która
pokonuje ograniczenie 200Ω radaru niskonapięciowego. Oprócz reflektometru,
wymagany jest filtr odbicia od łuku oraz generator udarów. Generator udarów jest
używany do wytworzenia łuku w miejscu uszkodzenia. Łuk tworzy chwilowy mostek
(zwarcie) obwodu dla impulsów wysyłanych przez reflektometr. Impulsy te pod
odbiciu od łuku mogą być wykryte i wyświetlone przez reflektometr. Filtr chroni
reflektometr od wysokonapięciowego impulsu generowanego przez generator udaru i
kierunkuje niskonapięciowe impulsy do badanego kabla. Metoda odbicia od łuku
stanowi najdokładniejszą i najłatwiejszą metodę wstępnej lokalizacji i powinna
być używana, jako pierwsze podejście do problemu. Odpowiedź od punktu
uszkodzenia jest wyświetlana łącznie z innymi punktami charakterystycznymi
kabla, jak miejsca łączeń, rozgałęzień i transformatorów. Odbicie od łuku
umożliwia reflektometrowi wyświetlanie przebiegów ze znacznikami "przed" i "po".
Przebieg "przed" jest niskonapięciowym przebiegiem radaru, który pokazuje
wszystkie punkty charakterystyczne kabla, ale nie pokazuje odbić powracających
od uszkodzeń wysoko rezystancyjnych. Przebieg "po" jest wysokonapięciowym
przebiegiem, który zawiera znacznik lokalizacji miejsca uszkodzenia, nawet, gdy
jego rezystancja jest większa niż 200Ω. Przebieg ten jest dygitalizowany,
zapamiętywany i wyświetlany na ekranie. Dzięki temu kursor może być łatwo
ustawiony pozwalając na odczyt odległości do uszkodzenia o wysokiej rezystancji.
Ilustracja metody odbicia od łuku
Różnicowe odbicie od łuku
Ta odmiana metody radaru wysokonapięciowego jest rozszerzeniem metody odbicia od
łuku i wymaga użycia generatora udarów, filtru odbicia od łuku i analizatora.
Używając specjalny algorytm, analizator wysokonapięciowy wyświetla na drugim ekranie
różnicę algebraiczną pomiędzy przebiegiem niskonapięciowym i przechwyconym
przebiegiem wysokonapięciowym. Tak, jak w reflektometrach różnicowych, różnicowe
odbicie od łuku eliminuje wszystkie identyczne odbicia przed miejscem
uszkodzenia w celu pokazania pierwszego powracającego impulsu, który jest łatwo
identyfikowany, jako uszkodzenie w kablu. Ułatwia to wstępne lokalizowanie
miejsca uszkodzenia, szczególnie, gdy odbicie od uszkodzenia nie jest wyraźnie
zdefiniowane lub uszkodzenie występuje w rozbudowanym systemie z dużą ilością
niezidentyfikowanych odbić.
Ilustracja metody różnicowego odbicia od łuku
Odbicie impulsu udaru (ICE - metoda impulsu
prądowego)
Metoda ta wymaga użycia sprzęgu impulsu udaru, generatora udaru i analizatora.
Analizator gra rolę oscyloskopu z pamięcią, który przechwytuje i wyświetla
odbicia od miejsca uszkodzenia wysokonapięciowych impulsów wytworzonych
przez generator udarów. Analizator pracuje w trybie pasywnym (tryb oscyloskopu),
czyli nie wysyła niskonapięciowych impulsów. Metoda impulsu odbicia udaru jest
efektywna w lokalizowaniu uszkodzeń na długich dystansach prostych obwodów, dla
uszkodzeń na których trudno jest zapalić długotrwały łuk i które nie ujawniają się w
metodzie odbicia od łuku. Metoda ta znajduje większość tych samych uszkodzeń,
które mogą być wstępnie zlokalizowane przy użyciu metody odbicia od łuku, ale
zazwyczaj ze zmniejszoną dokładnością i z mniejszym zaufaniem z powodu większej
trudności w interpretacji wyświetlanych znaczników.
Przechwycone przebiegi nie pokazują punktów
charakterystycznych kabla, jak czyni to metoda odbicia od łuku. W metodzie tej,
generator udaru jest podłączony bezpośrednio do kabla bez użycia filtra, który
może ograniczać zarówno napięcie, jak i prąd przykładane do uszkodzenia.
Niektóre uszkodzenia zawierające wodę lub olej w przestrzeni uszkodzenia
wymagają większego prądu jonizującego i wyższego napięcia niż może być
dostarczone w metodzie odbicia od łuku. Generator udarów przekazuje
wysokonapięciowy impuls do kabla wytwarzając łuk w miejscu uszkodzenia, który
powoduje odbicie energii wstecz w kierunku generatora udarów. To stopniowo
gasnące odbicie ponawia
się w obu kierunkach pomiędzy miejscem uszkodzenia i generatorem, dopóki cała
energia się nie rozproszy. Sprzęg prądowy wykrywa odbicie łuku, które jest
przechwytywane przez analizator i wyświetlane na ekranie w formie przebiegu. W
celu określenia lokalizacji uszkodzenia, kursory są umieszczane za pikiem na
przebiegu.
Metoda odbicia impulsu udaru
radaru wysokiego napięcia
Analizator mierzy czas i oblicza odległość do uszkodzenia
używając współczynnika szybkości propagacji. Dla przebiegu pokazanego na
rysunku, istnieje mała trudność w określeniu, gdzie umieścić kursory, aby
uzyskać odległość do uszkodzenia. W wielu przypadkach, interpretacja kształtu
przebiegu może być ekstremalnie trudna z powodu dodatkowych odbić, które mogą
być wytwarzane przez miejsca łączeń i rozgałęzień. Na dokładność wyznaczenia
odległości od uszkodzenia, w metodzie impulsu obicia udaru, mają również wpływ
problemy powodowane przez zmiany we współczynniku propagacji. Pomimo
niedociągnięć, metoda ta dostarcza alternatywne narzędzie do lokalizowania
niektórych uszkodzeń, które które mogłyby nie być ujawnione przy użyciu metody
odbicia od łuku i przez to mogłyby być dużo trudniejsze do zlokalizowania.
Odbicie opadającego napięcia (Decay -
metoda fali wędrownej)
Metoda ta wymaga użycia sprzęgu udaru, źródła WN dc oraz analizatora. Analizator
pełni rolę oscyloskopu z pamięcią, który przechwytuje i wyświetla odbicia od
uszkodzenia generowanego przez przebicie napięciem dc w miejscu uszkodzenia.
Analizator pracuje w trybie pasywnym i nie działa, jak reflektometr wysyłający
impulsy. Opadanie jest użyte głównie do lokalizowania uszkodzeń na kablach
przesyłowych, które wymagają napięcia przebicia wyższego niż dostarczają typowe
generatory udarów. Może być wymagane źródło napięcia dc o wartości do 160kV w
celu przebicia miejsca uszkodzenia i przechwycenia chwilowych oscylacji używając
sprzęgu o odpowiednim zakresie oraz analizatora. Patrz rysunek poniżej.
Ilustracja metody odbicia opadającego
napięcia
Wysokie napięcie dc jest przykładane stopniowo do badanego
kabla ładując jego pojemność dopóki nie nastąpi przebicie miejsca uszkodzenia o
wysokiej rezystancji. W czasie przebicia, pojemność kabla jest rozładowywana
poprzez miejsce uszkodzenia i generuje impuls napięciowy, który przemieszcza się
z powrotem do źródła napięcia, gdzie odbija się ponownie w kierunku do
uszkodzenia. Gdy impuls napięcia osiągnie miejsce uszkodzenia, jego polaryzacja
jest odwrócona i ponownie przemieszcza się do źródła napięcia. Odbicia te są
kontynuowane tam i z powrotem dopóki energia zgromadzona w fali nie zostanie
rozproszona. Sprzęg prądowy wykrywa odbicia udaru, które są przechwytywane i
wyświetlane na ekranie, jako przebieg. W celu określenia lokalizacji
uszkodzenia, kursory są ustawiane na kolejnych piku i dolinie na przebiegu.
Analizator mierzy czas i oblicza odległość do uszkodzenia wykorzystują szybkość
propagacji. Wszystkie trzy fazy mogą być zwarte ze sobą na obu końcach kabla w
celu wykorzystania zalet ich dodatkowej pojemności.
Copyright (c) 1998. This Page was created by
Tomtronix on May the 14th, 2004.