KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉS- DIAGNOSZTIKA

Átírás

1 Budapesti i Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉS- DIAGNOSZTIKA MEE VÁNDORGYŰLÉS Tamus Zoltán Ádám, Cselkó Richárd tamus.adam@vet.bme.hu, cselko.richard@vet.bme.hu

2 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA Diagnosztika célja: Szigetelések állapotának, a további üzemelés kockázatának megállapítása Súlyos meghibásodások, üzemzavarok elkerülése Az egyes eszközök várható élettartamának becslése

3 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA A villamos berendezések üzembiztonsága szempontjából egyik legkritikusabb pontja a szigetelés Klasszikus értelmezésben a legfontosabb jellemző a villamos szilárdság A szigeteléseknek (pl. kábelszigeteléseknek) további követelményeket (mechanikai, kémiai) is ki kell elégíteniük az élettartamuk során. Az élettartam vége: a szigetelés elveszíti az üzemképességét, használhatóságát

4 SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA Szigetelésdiagnosztika feladata:

5 SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA Szigetelésdiagnosztika feladata??!

6 SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA Hibás diagnosztikai döntést hozunk I.: a degradáció már megjelent, igen előrehaladott állapotban van, de a diagnosztikai rendszerem nem detektálja II.: nincs jelentős degradáció, de a diagnosztikai rendszer hibát detektál Alapvető cél az I. típusú diagnosztikai hibák minimalizálása, mert ezek katasztrofális következményekkel járhatnak

7 DIAGNOSZTIKA Diagnosztikai mérések kimenetele? Csere Javítás Karbantartás Beavatkozás nélküli továbbüzemeltetés!!! A diagnosztika céljának megfogalmazása másként

8 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA Sok mérésre van szükség Gyári javítás/diagnosztika Költségek... Kiesés időtartama Csak kivételes esetben engedhető meg az eltérés a helyszíni diagnosztikától

9 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA 0. típusú hiba elkerülése Roncsolásos vizsgálat esetén nem marad miről dönteni Csak a roncsolásmentes vizsgálatok fogadhatók el

10 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA A szigeteléseket üzem közben sokféle hatás éri, ennek eredményeként sokféle romlási folyamat is indulhat meg Anyagszerkezeti változások, amelyek a kémiai-, a mechanikai- és a villamos tulajdonságok változásában nyilvánulnak meg Helyi meghibásodások, amelyek például részkisülések megjelenését okozhatják

11 KOMPLEX MÓDSZEREK Az üzem és (tárolás) közben fellépő igénybevételek miatt az anyag szerkezete megváltozik Az üzem közben fellépő igénybevételek miatt a villamos szilárdság folyamatosan csökken, amíg eléri a biztonságos üzemelés határát A villamos szilárdsághoz hasonlóan, a szigetelőanyag egyéb paraméterei is változnak A szigetelőanyagok öregedését kémiai folyamatok okozzák

12 KOMPLEX MÓDSZEREK Romlási folyamatok Anyagszerkezet változása Villamos szilárdság Dielektromos folyamatok Vezetés Polarizáció E d γ α(t)

13 KOMPLEX MÓDSZEREK Polarizációs Vezetési Áram I P I C Kisülési Visszatérő Feszültség U d U r Veszteségi tényező és permittivitás tanδ ε Vezetőképesség γ Polarizáció α(t)

14 KOMPLEX MÓDSZEREK Kisülési- és visszatérő feszültség mérés menete

15 KOMPLEX MÓDSZEREK Alkalmazás olaj-papír kábelszigetelésen

16 KOMPLEX MÓDSZEREK Villamosan mért részletörések nagysága szerinti eloszlás vizsgálata Helyi hibák kimutatására

17 KOMPLEX MÓDSZEREK Helyi hiba kimutatása akusztikus részletörés méréssel

18 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA A fellépő igénybevételek meghatározása Az igénybevételek laboratóriumi reprodukálása Gyorsított öregítés Villamos, termikus, mechanikai igénybevételek, nedvesedés stb. A szigetelőanyagra legjellemzőbb folyamatok vizsgálata Megengedhetők, esetenként kívánatosak is roncsolásos vizsgálatok

19 SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA Mechanikai vizsgálatok: Sűrűségmérés Szakítóvizsgálatok Piskóta formájú szabványosított mintákon, vagy Csőkeresztmetszetűeken, mint termékjellemző Hajlítóvizsgálatok rugóállandó, mint termékjellemző Keménységmérés és indenteres mérés Shore A, Shore D keménység és indenter modulus mérés A legtöbb mechanikai módszer roncsolásos vizsgálat, de vannak roncsolásmenetes eljárások is.

20 SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA KIALAKÍTÁSA Az anyagszerkezeti változások kémiai vizsgálatokkal követhetőek: Olaj-papír: Polimerizációs fok Olaj bomlástermékek megjelenése PVC Hőstabilitás Dynamic Mechanic Thermal Analysis (DMTA) PE Oxidation Induction Time (OIT) Infrared Spectroscopy Differential Scanning Calorimetry (DSC) A kémiai vizsgálatokhoz mintát kell venni a szigetelésből, ezért a kémiai vizsgálatok roncsolásos vizsgálatok Az anyagszerkezeti változások nyomon követésével azonban lehetőség nyílik a diagnosztikai módszerek pontosítására

21 KOMPLEX RONCSOLÁSMENTES HELYSZÍNI SZIGETELÉSDIAGNOSZTIKA A korszerű szigetelőanyagok igen összetett, komplex anyagok Több párhuzamos, komplex igénybevétel éri a szigetelést Több párhuzamos romlási folyamat indul meg a szigetelésben, tehát komplex folyamatok Párhuzamos mérések, komplex vizsgálatok és kiértékelés biztosíthatják az elvárt eredményt KOMPLEX MEGKÖZELÍTÉS