Badanie strat w przewodach wysokiego napięcia: metody i techniki diagnostyczne

Badanie strat w przewodach wysokiego napięcia jest kluczowym elementem utrzymania sprawności i bezpieczeństwa systemów elektroenergetycznych. Straty energii w przewodach mogą być wynikiem różnych czynników, takich jak opór przewodów, niedoskonałości izolacji, obecność nieczystości w materiale przewodzącym czy nawet uszkodzenia mechaniczne. 

Patronem materiału jest Polski producent przewodów Bitner

Diagnostyka przewodów metodą termowizyjną

Metoda termowizyjna jest techniką diagnostyczną wykorzystującą kamerę termowizyjną do obrazowania termicznego obiektów. W kontekście badania strat w przewodach wysokiego napięcia, ta metoda jest stosowana do wizualizacji rozkładu temperatury na powierzchni przewodów podczas pracy pod obciążeniem.

Proces ten opiera się na zasadzie, że obszary przewodów o większym oporze lub uszkodzone izolacje generują dodatkowe ciepło podczas przepływu prądu. Kamera termowizyjna rejestruje promieniowanie podczerwone emitowane przez przewody, a następnie konwertuje je na obraz termiczny, gdzie różne temperatury są reprezentowane przez różne kolory lub skale barwne.Podczas badania, operator skanuje przewody, a różnice w temperaturze są wizualizowane na ekranie kamery termowizyjnej. Anomalie termiczne, takie jak obszary o wyższej temperaturze w stosunku do otoczenia, mogą wskazywać na obszary zwiększonej straty energii lub potencjalne problemy z przewodem, takie jak uszkodzenia izolacji czy nadmierne obciążenie.

Metoda termowizyjna umożliwia szybką i nieinwazyjną ocenę stanu przewodów pod obciążeniem, co pozwala operatorom identyfikować potencjalne problemy i podejmować odpowiednie działania naprawcze.

Analiza częstotliwościowa

W przypadku analizy częstotliwościowej jako techniki diagnostycznej dla przewodów wysokiego napięcia, głównym celem jest identyfikacja problemów związanych ze stratami energii i efektywnością przewodów w istniejących systemach elektrycznych. Ta technika diagnostyczna jest wykorzystywana w celu oceny stanu przewodów w trakcie ich eksploatacji.
Analiza częstotliwościowa umożliwia badanie charakterystyk częstotliwościowych sygnałów prądowych i napięciowych w przewodach podczas ich normalnej pracy. Poprzez monitorowanie tych charakterystyk można identyfikować zmiany, które mogą wskazywać na obecność problemów, takich jak nadmierne straty energii.

Na przykład, wzrost oporu w przewodach spowodowany uszkodzeniem izolacji lub innych problemów może prowadzić do zwiększonych strat energii, co objawia się charakterystycznymi zmianami w charakterystykach częstotliwościowych sygnałów. Analiza tych zmian może umożliwić identyfikację obszarów, w których przewody są bardziej podatne na problemy oraz umożliwić podejmowanie działań naprawczych w celu zapobieżenia dalszym uszkodzeniom.

Diagnostyka przewodów metodą korelacyjną

Metoda korelacyjna w kontekście badania strat w przewodach wysokiego napięcia opiera się na porównywaniu sygnałów prądowych i napięciowych w różnych punktach przewodu. Jest to skuteczna technika diagnostyczna, która umożliwia identyfikację potencjalnych problemów, takich jak zwarcia czy uszkodzenia izolacji, poprzez analizę różnic między sygnałami w różnych miejscach przewodu.

Podstawowym założeniem tej metody jest fakt, że sygnały prądowe i napięciowe w przewodach powinny być korelacyjne - czyli powinny być w zgodzie ze sobą. W przypadku wystąpienia niezgodności między tymi sygnałami, może to wskazywać na obecność problemów w przewodach.

Na przykład, w przypadku uszkodzenia izolacji w danym obszarze przewodu, może dojść do wycieku prądu, co spowoduje zmniejszenie wartości prądu w tym miejscu. Jednakże napięcie w tym samym punkcie przewodu może pozostać stabilne lub nawet wzrosnąć z powodu oporu w miejscu uszkodzenia. Ta różnica w sygnałach prądowych i napięciowych może być wykryta za pomocą analizy korelacyjnej.

Podobnie, w przypadku zwarcia, nastąpi gwałtowny wzrost prądu w danym punkcie przewodu, co spowoduje wyraźne zmiany w sygnałach prądowych i napięciowych, które można zidentyfikować za pomocą metody korelacyjnej.

Metoda korelacyjna umożliwia lokalizację potencjalnych problemów w przewodach wysokiego napięcia poprzez porównanie sygnałów prądowych i napięciowych w różnych punktach przewodu. Jest to skuteczne narzędzie diagnostyczne, które może być stosowane zarówno w przypadku przewodów pod napięciem, jak i wyłączonych, umożliwiając operatorom identyfikację obszarów wymagających naprawy lub konserwacji.

Analiza spektralna przewodów energetycznych

Analiza spektralna jest zaawansowaną techniką diagnostyczną wykorzystywaną do badania przewodów wysokiego napięcia. Polega na analizie widma sygnałów elektrycznych w przewodach w celu identyfikacji charakterystycznych wzorców związanych z występowaniem strat energii.

W kontekście przewodów wysokiego napięcia, analiza spektralna umożliwia ocenę rozkładu energii w różnych częstotliwościach w sygnałach elektrycznych przepływających przez kable energetyczne (https://bitner.com.pl/produkty/katalog/4,kable-energetyczne). Poprzez analizę widma sygnałów można identyfikować charakterystyczne wzorce częstotliwościowe, które mogą wskazywać na obecność strat energii w przewodach.

Na przykład, w przypadku wystąpienia strat energii w postaci ciepła, mogą pojawić się dodatkowe składowe częstotliwościowe w sygnałach elektrycznych, które są charakterystyczne dla procesów termicznych. Analiza tych dodatkowych składowych częstotliwościowych może umożliwić identyfikację obszarów, w których występują zwiększone straty energii.

Ponadto, analiza spektralna może być wykorzystywana do identyfikacji innych rodzajów strat energii, takich jak straty dielektryczne czy straty indukcyjne, poprzez analizę charakterystycznych wzorców częstotliwościowych w sygnałach elektrycznych.

Wykorzystanie analizy spektralnej w diagnostyce przewodów wysokiego napięcia umożliwia szybką i skuteczną identyfikację obszarów, w których występują problemy związane ze stratami energii. Jest to zaawansowane narzędzie diagnostyczne, które może być stosowane wraz z innymi metodami badawczymi w celu kompleksowej oceny stanu technicznego przewodów i zapewnienia ich niezawodności i wydajności.