[go: up one dir, main page]

SE537145C2 - Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar - Google Patents

Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar Download PDF

Info

Publication number
SE537145C2
SE537145C2 SE1300282A SE1300282A SE537145C2 SE 537145 C2 SE537145 C2 SE 537145C2 SE 1300282 A SE1300282 A SE 1300282A SE 1300282 A SE1300282 A SE 1300282A SE 537145 C2 SE537145 C2 SE 537145C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
determining
electrical insulation
parameter
insulation
temperature
Prior art date
Application number
SE1300282A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1300282A1 (sv
Inventor
Peter Werelius
Mats Öhlen
Alan Lyle Purton
Original Assignee
Megger Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Megger Ltd filed Critical Megger Ltd
Priority to SE1300282A priority Critical patent/SE537145C2/sv
Priority to NO14732822A priority patent/NO2986993T3/no
Priority to PL14732822T priority patent/PL2986993T3/pl
Priority to LTEP14732822.3T priority patent/LT2986993T/lt
Priority to EP14732822.3A priority patent/EP2986993B1/en
Priority to TR2018/07880T priority patent/TR201807880T4/tr
Priority to SI201430747T priority patent/SI2986993T1/sl
Priority to PCT/EP2014/057586 priority patent/WO2014170306A1/en
Publication of SE1300282A1 publication Critical patent/SE1300282A1/sv
Publication of SE537145C2 publication Critical patent/SE537145C2/sv
Priority to US14/883,655 priority patent/US20160041219A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2688—Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/048—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance for determining moisture content of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

537 1 SAMMANDRAG Metod for bestamning av en dielektrisk parameter hos en elektrisk isolering hos en kraftsystemkomponent, innefattar fOljande steg: att man bestammer aktiveringsenergin hos den elektriska isoleringen, att man bestammer den verkliga temperaturen (Ti) has den elektriska isoleringen och den temperatur (T2) till vilken matningen skall korrigeras, att man beraknar en korrigeringsfaktor (Axy) medelst Arrhenius-ekvationen, att man stimulerar den elektriska isoleringen med en DC-spanningsstimuleringssignal, att man bestammer ett svar fOr kraftsystemet pa DC-spanningsstimuleringssignalen vid den verkliga temperaturen och att man bestammer parametern has den elektriska isoleringen vid den ternperatur till vilken matningen skall korrigeras baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn. Darigenom tar man hansyn till de individuella karakteristikerna has kraftsystemanordningen. En anordning fOr bestamning av en dielektrisk parameter has en elektrisk isolering has en kraftsystemkomponent astadkommes ocksa.

Description

537 1 METOD OCH ANORDNING FOR BESTAMNING AV KRAFTSYSTEMPARAMETRAR Tekniskt omrade
[0001] Fareliggande uppfinning avser allmant matning och bestamning av en dielektrisk parameter hos en elektrisk isolering hos en kraftsystemkomponent och mer specifikt en metod och en anordning fOr bestamning av parametrar som tar hansyn till karakteristiken hos enskilda isoleringsegenskaper.
Bakgrund
[0002]Testning av isoleringssystemet has kraftsystemkomponenter, sasom transformatorer, roterande maskiner och kablar, kan utfOras genom att ansluta en testutrustning till tva ledare separerade av ett isoleringssystem och excitera en ledare med den andra ledaren som referens med elektriska signaler, antingen med en DC-signal, en AC-signal eller en godtycklig vagformssignal.
[0003] Det är kant att en &fling i ternperaturen medfOr en minskning av isoleringsresistansen. Temperaturen har darfor en star paverkan pa isoleringsresistansmatningar och resultaten bOr korrigeras till en bastemperatur. Bastemperaturen är vanligtvis i omradet 15-40° C, t.ex. 20° C.
[0004] Det är ocksa kant att anvanda tabeller med temperaturkorrigeringsfaktorer med standardvarden fOr att korrigera resultaten till en bastemperatur. Dessa faktorer tar dock inte hansyn till karakteristiken has isoleringsegenskaperna, vilka kan andras med 6Iderr has den specifika anordningen.
Sammanfattning av uppfinningen
[0005] Ett andamalmed fOreliggande uppfinning är att 6stadkomma en metod och en anordning fOr bestamning av kraftsystemisoleringsparametrar, vid vilka man tar hansyn till de individuella karakteristikerna has kraftsystemanordningsisoleringen. 1 537 1
[0006] Enligt en forsta aspekt av uppfinningen astadkommes en metod fOr bestamning av en dielektrisk parameter hos en elektrisk isolering hos en kraftsystemkomponent, innefattande fOljande steg: att man bestammer aktiveringsenergin hos den elektriska isoleringen, att man bestammer den verkliga temperaturen hos den elektriska isoleringen och den temperatur till vilken matningen skall korrigeras, att man beraknar en korrigeringsfaktor medelst Arrhenius-ekvationen, att man stimulerar den elektriska isoleringen med en DCspanningsstimuleringssignal, att man bestammer ett svar fOr kraftsystemet pa DCspanningsstimuleringssignalen vid den verkliga temperaturen och att man bestammer parametern hos den elektriska isoleringen vid den temperatur till vilken matningen skall korrigeras baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn. Darigenom tar man hansyn till de individuella karakteristikerna hos kraftsystemanordningen.
[0007] Vid en fOredragen utforingsform utfOrs steget att bestamma parametern has den elektriska isoleringen i frekvensdomanen.
[0008] Vid en fOredragen utforingsform fOrskjuts frekvenserna med korrigeringsfaktorn.
[0009] Vid en fOredragen utfOringsform utfOrs steget att bestamma parametern has den elektriska isoleringen i tidsdomanen.
[0010] Vid en fOredragen utfOringsform fOrskjuts tiden med korrigeringsfaktorn och amplituden skalas fOr isoleringsresistans/strOmavlasning med korrigeringsfaktorn.
[0011] Vid en fOredragen utfOringsform innefattar den elektriska isoleringen ett enda material, och varvid parametern has den elektriska isoleringen bestams baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn beraknad baserat pa en enda aktiveringsenergi.
[0012] Vid en fOredragen utfOringsform innefattar den elektriska isoleringen atminstone tva material. 2 537 1
[0013] Vid en fOredragen utfOringsform innefattas stegen att utfOra en matning av dielektriskt svar som funktion av tiden vid den verkliga temperaturen hos den elektriska isoleringen, och dividera matdatat till data fOr fOrsta, andra och vane ytterligare material.
[0014] Vid en fOredragen utfOringsform utfors steget att dividera matdatat till data fOr fOrsta, andra och vane ytterligare material medelst en matematisk modell, sasom XY-modellen for dielektriskt frekvenssvarsmatningar.
[0015] Vid en fOredragen utfOringsform anvands tern peraturkorrigeringen fOr vane material, varvid metoden innefattar det ytterligare steget att bestamma det totala dielektriska svaret vid den temperatur till vilken matningen skall korrigeras.
[0016] Vid en fOredragen utfOringsform är den dielektriska parametern nagot av fOljande: isoleringsresistans, dielektriskt absorptionsfOrhallande och polariseringsindex.
[0017] Vid en fOredragen utfOringsform är kraftsystemkomponenten nagot av faljande: en roterande maskin, en transformator, en genomforing och en kraftkabel.
[0018] Vid en fOredragen utfOringsform Ors en korrigering fOr flera temperaturer i ett intervall fOr att bestamma temperaturberoendet fOr den dielektriska parametern, fbretradesvis isoleringsresistans och polariseringsindex.
[0019] Enligt en andra aspekt av uppfinningen astadkommes en anordning fOr bestamning av en dielektrisk parameter has en elektrisk isolering has en kraftsystemkomponent, innefattande en teststyrenhet, en stimulatorkrets inrattad att stimulera isoleringen hos kraftsystemkomponenten, en detektorkrets inrattad att detektera, registrera och/eller mata svaret has kraftsystemkomponenten, en inmatningsanordning inrattad att inmata textvarden och/eller parametervarden fOr att beordra stimulatorkretsen, och en utmatningsanordning, vilken kannetecknas av att teststyrenheten 8r inrattad att styra anordningen fOr att utfOra metoden enligt uppfinningen. 3 537 1
[0020] Enligt en tredje aspekt av uppfinningen astadkommes ett datorprogram, innefattande datorlasbara kodorgan, vilket, da det exekveras i en anordning, f6r anordningen att utfOra metoden enligt uppfinningen.
[0021] Enligt en fjarde aspekt av uppfinningen astadkommes en datorprogram produkt innefattande ett datorprogram innefattande datorlasbara kodorgan, vilket, da det exekveras i en anordning, far anordningen att utfgra metoden enligt uppfinningen.
Kortfattad beskrivning av ritningarna
[0022] Uppfinningen kommer nu att beskrivas, sa'som exempel, med hanvisning till bifogade ritningar, pa vilka:
[0023] Fig. 1 är ett blockschema som visar en anordning enligt uppfinningen fgr bestamning av kraftsystemparametrar;
[0024] Fig. 2 ar ett diagram som visar mOjligt temperaturberoende has ett material da det mats i frekvensdomanen;
[0025] Fig. 3 är ett diagram som visar mOjligt temperaturberoende has ett material dá det mats i tidsdomanen;
[0026] Fig. 4 är ett diagram som visar fOrlustfaktorn som funktion av frekvens;
[0027] Fig. 5 är ett diagram som visar isoleringsresistansen som funktion av tid och
[0028] Fig. 6 är ett diagram som visar isoleringsresistansen vid 60 sekunder som funktion av temperatur.
Beskrivning av utfOringsformer
[0029] I det fOljande kommer en detaljerad beskrivning av en metod och en anordning fOr bestamning av en parameter has en kraftsystemkomponent att ges.
[0030] Temperaturberoendet i manga isoleringsmaterial kan beskrivas av Arrhenius-ekvationerna: 4 537 1 a %.1 s..=(1) dar kb is Boltzmans konstant = 1,3806488 x -23 m2 kg s-2K-1 och Exy är aktiveringsenergin, t.ex.. 0,90 eV (1 eV (elektronvolt) = 1,60217657 x -19 joule).
Antag att aktiveringsenergin = 0,90 eV och T1 =40°C (=313,15K) och T2=20°C (=293,15K), se =0A03
[0031] En korrigering i frekvensdomanen, dar CO representerar frekvensen, utfOrs enligt fOljande.
X (e) , T2) = Ay/Ax * X (e) /Ax(T1, T2), It)
[0032]FOr isoleringsmaterial som fOljer Arrhenius-ekvationen, A=A=Ay och se: X(€0,T2) = x(co/A(T1, T2), TO(2) dar x(o),T) representerar bidraget till reell och imaginer del perm ittivitet vid en enda polariserings process. FOr de fiesta isoleringsmaterial, om konduktiviteten kan fOrsummas, dominerar vanligtvis en polariseringsprocess fOrlusterna och metoden är giltig even fOr den uppmatta fOrlustfaktorn (dissipation factor — DF), dvs.: DF(co, T2) = DF(co/A(T1, T2), Ti)(3)
[0033] Om DF skall korrigeras till 50 Hz och 20°C fran matningen vid Ti =40°C se utfOrs matningen vid cirka 485 Hz (50/0,103=485Hz). Uppmatt DF vid Ti =40°C korrigeras da tillbaka: DF(2*7*50, 293.15) = DF(2*7*50/0.103, 313,15)
[0034] Eller, eftersom i denna formel vinkelfrekvensen/frekvensen, temperatur i Celsius/Kelvin-skala är desamma: 537 1 DF(50, 20) = DF(50/0.103, 40) = DF(485, 40)
[0035] DF, t.ex. 0,0023, matt vid Ti =40°C och vid frekvensen 485 Hz är samma som DF vid frekvensen 50 Hz far ternperaturen T2=20°C (dvs. aven t.ex. 0,0023). Detta exemplifieras i Fig. 4, som visar farlustfaktorn som function av frekvens. Man ser der hur farlusterna matta vid 40°C justeras med Arrhenius- eller korrigeringsfaktorn far att erhalla farlustfaktorn vid 20°C.
[0036]En korrigering i tidsdomanen utfors enligt faljande: f(t, T2)=Ay(T1, T2)*f(A„(T1,T2) *t, Ti)
[0037] Far isoleringsmaterial som faljer Arrhenius-ekvationen, Ax=Ay=Axy och sá f(t, T2)=A(T1, T2)*f(A,,y(T1,T2)*t, Ti)(4) varvid f(t, T) representerar bidraget till stram, skalat med spanning och samplets geometri, far en enda polariseringsprocess. Far de fiesta isoleringsmaterial, am konduktiviteten kan farsummas, dominerar vanligtvis en polariseringsprocess strammen i tidsintervallet av intresse och clarfar I(t, T2)=Axy(T1, T2)*I(A (T1,T2)*t, Ti)() Isoleringsresistansen (IR) definieras som IR(t, T2) = U / 1(t, T2) dar U halls konstant. Darfar IR(t, T2)=1/A (T1, T2)*IR(Axy(T1,T2)*t, Ti)(6)
[0038] Om IR skall korrigeras till 60 s och 20°C sa gars matning av isoleringsresistansen vid ca. 6,2 s (0,103*60=6,2). Uppmatt data vid Ti =40°C korrigeras darefter tillbaka: IP(60, 293.15)=1/0.103*IP(0.103*60, 313.15) 6 537 1 eller, eftersom temperaturen i Celsius/Kelvin-skalan är densamma IP(60, 20)=1/0.103*IP(0.103*60, 40)
[0039] IR, t.ex. 1,0 GOhm, matt vid Ti =40°C och vid tiden 6,2 s är samma som IR = 9,7 GOhm (1,0 GOhm / 0,103) vid tiden = 60 s fOr temperaturen 12 = 20°C.
[0040] Nu med hanvisning till Fig. 1 visas en anordning fOr bestamning av isoleringsparametrar, allmant betecknad 10. Anordningen 10 innefattar en teststyrenhet 11, en stimulatorkrets 12, en detektorkrets 13, en inmatningsanordning 14, en utmatningsanordning eller display 15 och valfritt en databas 16. Anordningen kan vara ansluten till en elektriskt kraftsystemanordning medelst ett kablage eller likande (ej visat).
[0041] Teststyrenheten 11 kan innefatta ett datorprogram som innefattar datorlasbara kodorgan, vilka, da de exekveras i en anordning, far anordningen att utfOra nedan beskrivna metod. Teststyrenheten kan ocksa innefatta en datorprogramprodukt innefattande ett sadant datorprogram.
[0042]Stimulatorkretsen 12 stimulerar eller exciterar isoleringen has kraftsystemkomponenten under test med en stimuleringssignal. Stimulatorkretsen 12 kan exempelvis generara en likstrOmsspanningssignal (DC-spanningssignal) fOr att stimulera komponenten under test.
[0043] Detektorkretsen 13 detekterar, registerar och/eller mater svaret has komponenten under test pa stimuleringssignalen som utmatas av stimulatorn 12. Detektorkretsen 13 kan innefatta en eller flera analog-till-digital-omvandlare fOr att periodiskt registera spanningen och/eller strOmmen has en utgang pa komponenten under test och andra kretsarrangemang fOr att lagra de digitala vardena i ett minne. I en utfOringsform kan detektorkretsen 13 ocksa innefatta andra kretsarrangemang eller behandlingsfunktionalitet fOr att analysera det registrerade svaret for att bestamma en testresultatparameter, t.ex. polariseringsstrOm, depolariseringsstrOm, isoleringsresistans, dielektrisk absorptionsfOrhallande och polariseringsindex. Alternativt tillhandahaller 7 537 1 detektorkretsen 13 obehandlat data till teststyrenheten 11, vilken analyserar det obehandlade datat fOr att bestam ma testresultatparametern.
[0044] Teststyrenheten 11 utfOr testen genom att styra stimulatorkretsen 12 och detektorkretsen 13. Teststyrenheten 11 mottar insignaler fran inmatningsanordningen 14 som teststyrenheten 11 anvander fOr att definiera testvarden och/eller parametervarden fOr att beordra stimulatorkretsen 12. Insignalerna kan definiera en isoleringstemperatur has kraftsystemkomponenten under test och/eller en omgivningstemperatur has den miljO som omger kraftsystemkomponenten under test.
[0045] Inmatningsanordningen 14 kan vara ett tangentbord och/eller knappsats och/eller pekskarm. Visningsanordningen 15 kan vara en plan display, en flytande kristalldisplay (LCD) eller annan display.
[0046] Anordningen 10 kan vara kopplad till lokal AC-matning och till en skrivare vid testplatsen, pa faltet, fOr att skriva ut testresultat pa plats
[0047] En metod fOr att bestamma en dielektrisk parameter has en elektrisk isolering has en kraftsystemkomponent kommer nu att beskrivas i detalj. Metoden beskriven pa ett allmant satt innefattar fOljande steg. Aven am dessa steg beskrivs i en specifik ordning inses att ordningen kan andras utan att man avviker fran uppfinningsiden.
[0048] Testningen antas utfOras vid temperaturen Ti, dvs. den verkliga temperaturen pa provet, under det att i det fOljande den temperatur du skulle vilja "korrigera" ditt uppmatta data till betecknas T2.
[0049] Aktiveringsenergin Exy fOr den elektriska isoleringen has kraftsystemkomponenten som skall testas bestams. Aktiveringsenergin är cirka 0,9 eV fOr oljeimpregnerad cellulosa, sasom kraftpapper och presspan, och är cirka 0,4 — 0,5 eV fOr transformatorolja. Aktiveringsenergin fOr andra material kan hittas i litteratur eller genom matning. 8 537 1
[0050] Den verkliga ternperaturen Ti for den elektriska isoleringen bestams ocksa. Detta kan gOras pa ma'nga satt som är bekanta fOr fackmannen. Den temperatur 12 till vilken matningen skall korrigeras bestams ocksa. Vanligtvis ãr T2 = 40°C fOr roterande maskiner och 12 = 20°C fOr transformatorer under det att T2 = 16°C (60 °F) fOr kablar.
[0051] Med anyandande av vardena pa Exy, T1, and 12 i Arrhenius-ekvationen beraknas temperaturberoendet eller Arrhenius-faktorn Axy (Ti, T2) som anyands som en korrigeringsfaktor.
[0052] Den elektriska isoleringen stimuleras med en DCspanningsstimuleringssignal under en lamplig tid, sasom 6,2 sekunder, 60 sekunder eller vane annan lamplig tid. Svaret has den elektriska isoleringen pa DC-spanningsstimuleringssignalen bestams darefter. Slutligen, baserat pa svaret, modifierat med anyandande av korrigeringsfaktorn, bestams parametern for en kraftsystemkomponent.
[0053] Fig. 2 visar ett mbjligt temperaturberoende has ett material da det mats i frekvensdomanen (AC). I frekvensdomanen farskjuts frekvenserna med faktorn Axy beraknad genom Arrhenius-ekvationen baserat pa Ti och T2 och aktiveringsenergin fOr det specifika isoleringsmaterialet.
[0054] Om exempelvis ett oljeimpregnerat isoleringssystem uppmatt vid 40° C har en fOrlustfaktor pa 0,0021 vid 50 Hz and cirka 0,0028 vid 485Hz kommer det att ha cirka 0,0028 vid 50 Hz och 20° C. 20° C skillnad innebar ungefar en faktor 1/0,103 i frekvens fOr ett isoleringsmaterial med aktiveringsenergin 0,9 eV.
[0055] Fig. 3 visar mOjligt temperaturberoende has ett material da det uppmats i tidsdomanen (DC). I tidsdomenen anyands samma skalningsfaktor som den som anyands i frekvensdomanen men tiden fOrskjuts och amplituden skalas fOr isoleringsresistans-/strOmmatning.
[0056] Exempelvis uppmats samma oljeimpregnerade isoleringssystem som ovan vid 40° C. FOr ett matresultat pa t.ex. 1 GOhm vid tiden 6,2 s är den ekvivalenta avlasningen nu 9,7 GOhm (1 GOhm/0,103) vid 60 sekunder 9 537 1 (6,2/0,103) for 20°C. Med andra ord, am en isoleringsresistansavlasning vid en specifik tidpunkt är av intresse, t.ex. vid 60 s vid 20°C, och isoleringstemperaturen inte ãr 20°C, uppmats isoleringsresistansen vid en annan tidpunkt, vid vilken skalningsfaktorn bestams av temperaturskillnaden T1 — T2 och aktiveringsenergin och isoleringsresistansen-/strOmmen multipliceras/divideras med samma skalningsfaktor. Detta exemplifieras i Fig. 5, dar isoleringsresistansen visas som funktion av tiden. Den nedre kurvan är isoleringsresistansen uppmatt vid 40°C och genom att justera den i tid och skalning med Arrhenius- eller korrigeringsfaktorn erhalles den Ovre kurvan som representerar isoleringsresistansen vid 20°C.
[0057]I exemplet ovan, vid vilket den elektriska isoleringen innefattar ett enda material, bestams parametern fOr den elektriska isoleringen vid 12 baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn fOr det enda materialet, dvs. med en enda aktiveringsenergi. Om den elektriska isoleringen innefattar tva eller fler material maste metoden tillampas individuellt fOr var och ett av de tva eller flera materialen enligt fOljande.
[0058]Forst mats en dielektrisk parameter, isoleringsresistans (IR), polariseringsstrOm eller depolariseringsstrOm, i ett tidsintervall vid den verkliga temperaturen fOr isoleringen, T1, och dielektriskt svar erhalles som funktion av tid. Darefter, med hjalp av en modell, sasom den kanda XY-modellen for dielektriskt frekvenssvarmatningar, divideras matdatat till data fOr fOrsta, andra och vane ytterligare material.
[0059] Med anvandande av Arrheniusfaktorn fOr vane material bestams hur svaret skall transformeras fOr en given temperaturandring till temperaturen 12.
[0060] Slutligen bestams det totala dielektriska svaret med anvandande av samma modell som da materialen var separerade, t.ex. XY-modellen, vid den temperatur till vilken matningen skulle korrigeras.
[0061] Resultatet kan anvandas fOr att berakna en ekvivalent dielektrisk parameter, t.ex. isoleringsresistans och polariseringsindex, fOr ett enda isoleringsmaterial. Vidare kan det dielektriska svaret bestammas, t.ex. 537 1 isoleringsresistans och polariseringsindex, fOr ett antal olika temperaturer och det dielektriska svaret plottas vid exempelvis isoleringsresistansen vid 60 sekunder som funktion av temperatur. Detta exemplifieras i Fig. 6, som visar isoleringsresistansen vid 60 sekunder som funktion av temperatur.
[0062] FOredragna utfOringsformer av en metod och en anordning enligt uppfinningen har beskrivits. Det inses av fackmannen att testanordningen fOr kraftsystemkomponenter latt kan anyandas fdir testning av dielektriska egenskaper i kraftsystemkomponenter, inklusive krafttransformatorer, instrumenttransformatorer, kablar, generatorer och andra roterande maskiner, kretsbrytare och annat, i vissa fall efter att ha gjort lampliga modifieringar i stimuleringskretsen 12 eller detektorkretsen 13 eller teststyrenheten 11. 11

Claims (16)

537 1 PATE NTKRAV I.Metod fOr bestamning av en dielektrisk parameter hos en elektrisk isolering has en kraftsystemkomponent, innefattande fOljande steg:
1. att man bestammer aktiveringsenergin has den elektriska isoleringen, 2. att man bestammer den verkliga ternperaturen (Ti) hos den elektriska isoleringen och den temperatur (T2) till vilken matningen skall korrigeras, 3. att man beraknar en korrigeringsfaktor (Axy) medelst Arrhenius-ekvationen, 4. att man stimulerar den elektriska isoleringen med en DCspanningsstimuleringssignal, 5. att man bestammer ett svar fOr kraftsystemet pa DCspanningsstimuleringssignalen vid den verkliga temperaturen och 6. att man bestammer parametern has den elektriska isoleringen vid den temperatur till vilken matningen skall korrigeras baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn, varvid bestamningen av parametern has den elektriska isoleringen utfOrs i tidsdomanen.
2. Metod enligt patentkravet 1, vid vilken tiden fOrskjuts med korrigeringsfaktorn (Axy) och amplituden skalas fOr isoleringsresistans/strOmavlasning med korrigeringsfaktorn (Axy).
3. Metod enligt nagot av patentkraven 1-2, vid vilken den elektriska isoleringen innefattar ett enda material, och varvid parametern has den elektriska isoleringen bestams baserat pa svaret modifierat med korrigeringsfaktorn beraknad baserat pa en enda aktiveringsenergi.
4. Metod enligt nagot av patentkraven 1-3, vid vilken den elektriska isoleringen innefattar atm instone tva material. 12 537 1
5. Metod enligt patentkravet 4, innefattande stegen att utfOra en matning av dielektriskt svar som funktion av tiden vid den verkliga temperaturen (T1) hos den elektriska isoleringen, och dividera matdatat till data far farsta, andra och vane ytterligare material.
6. Metod enligt patentkravet 5, vid vilken steget att dividera matdatat till data far farsta, andra och varje ytterligare material utfOrs medelst en matematisk modell, sasom XY-modellen far dielektriskt frekvenssvarsmatningar.
7. Metod enligt patentkravet 5 eller 6, vid vilken temperaturkorrigeringen anvands far vane material, varvid metoden innefattar det ytterligare steget att bestamma det totala dielektriska svaret vid den temperatur till vilken matningen skall korrigeras.
8. Metod enligt nagot av patentkraven 1-7, vid vilken den dielektriska parametern är nagot av foljande: isoleringsresistans, dielektriskt absorptionsfarhallande och polariseringsindex.
9. Metod enligt nagot av patentkraven 1-8, vid vilken kraftsystemkomponenten är nagot av faljande: en roterande maskin, en transformator, en genomfbring och en kraftkabel.
10. Metod enligt nagot av patentkraven 1-9, vid vilken en korrigering gars far flera temperaturer i ett intervall fOr att bestamma temperaturberoendet far den dielektriska parametern, faretradesvis isoleringsresistans och polariseringsindex.
11. Anordning far bestamning av en dielektrisk parameter hos en elektrisk isolering has en kraftsystemkomponent, innefattande en teststyrenhet (11), en stimulatorkrets (12) inrattad att stimulera isoleringen has kraftsystemkomponenten, en detektorkrets (13) inrattad att detektera, registrera och/eller mata svaret has kraftsystemkomponenten, en inmatningsanordning (14) inrattad att inmata textvarden och/eller parametervarden far att beordra stimulatorkretsen (12), och en utmatningsanordning (15), kannetecknad av att teststyrenheten (11) är inrattad att styra anordningen far att utfara metoden enligt patentkravet 1. 13 537 1
12. Datorprogram, innefattande datorlasbara kodorgan, vilket, da det exekveras i en anordning, far anordningen att utfara metoden enligt nagot av patentkraven 1-10.
13. Datorprogramprodukt innefattande ett datorprogram enligt patentkravet 12. 14 537 1
SE1300282A 2013-04-16 2013-04-16 Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar SE537145C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1300282A SE537145C2 (sv) 2013-04-16 2013-04-16 Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar
NO14732822A NO2986993T3 (sv) 2013-04-16 2014-04-15
PL14732822T PL2986993T3 (pl) 2013-04-16 2014-04-15 Sposób i urządzenie do określania parametrów systemu elektroenergetycznego
LTEP14732822.3T LT2986993T (lt) 2013-04-16 2014-04-15 Būdas ir įrenginys galios sistemos parametrams nustatyti
EP14732822.3A EP2986993B1 (en) 2013-04-16 2014-04-15 Method and device for determining power system parameters
TR2018/07880T TR201807880T4 (tr) 2013-04-16 2014-04-15 Güç sistemi parametrelerinin belirlenmesi için yöntem ve alet.
SI201430747T SI2986993T1 (sl) 2013-04-16 2014-04-15 Postopek in naprava za določanje parametrov elektroenergetskega sistema
PCT/EP2014/057586 WO2014170306A1 (en) 2013-04-16 2014-04-15 Method and device for determining power system parameters
US14/883,655 US20160041219A1 (en) 2013-04-16 2015-10-15 Method and device for determining power system parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1300282A SE537145C2 (sv) 2013-04-16 2013-04-16 Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1300282A1 SE1300282A1 (sv) 2014-10-17
SE537145C2 true SE537145C2 (sv) 2015-02-17

Family

ID=51014256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1300282A SE537145C2 (sv) 2013-04-16 2013-04-16 Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20160041219A1 (sv)
EP (1) EP2986993B1 (sv)
LT (1) LT2986993T (sv)
NO (1) NO2986993T3 (sv)
PL (1) PL2986993T3 (sv)
SE (1) SE537145C2 (sv)
SI (1) SI2986993T1 (sv)
TR (1) TR201807880T4 (sv)
WO (1) WO2014170306A1 (sv)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10602082B2 (en) 2014-09-17 2020-03-24 Fluke Corporation Triggered operation and/or recording of test and measurement or imaging tools
US10271020B2 (en) 2014-10-24 2019-04-23 Fluke Corporation Imaging system employing fixed, modular mobile, and portable infrared cameras with ability to receive, communicate, and display data and images with proximity detection
US20160131607A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Fluke Corporation Method of combined use of infrared camera, non-contact infrared sensor, or contact temperature sensor with insulation resistance tester for automatic temperature normalization
US20170078544A1 (en) 2015-09-16 2017-03-16 Fluke Corporation Electrical isolation for a camera in a test and measurement tool
WO2017070629A1 (en) 2015-10-23 2017-04-27 Fluke Corporation Imaging tool for vibration and/or misalignment analysis
EP3370073B1 (en) 2017-03-01 2020-04-29 ABB Power Grids Switzerland AG Method and device for determining capacitive component parameters
CN109142995B (zh) * 2018-07-31 2024-03-19 国网江西省电力有限公司南昌供电分公司 一种基于介电响应法的油纸绝缘介电测试仪及方法
CN110007199B (zh) * 2019-02-14 2020-05-01 重庆大学 固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端
CN110501366B (zh) * 2019-08-30 2021-07-27 中南大学 一种低维功能复合材料温度相关等效电学性能的预测方法
EP3839524B1 (en) * 2019-12-16 2025-11-05 E.On Se Method, device and arrangement for monitoring a power distribution transformer
CN111859727B (zh) * 2020-06-02 2024-05-07 南方电网科学研究院有限责任公司 一种建立盆式绝缘子活化能和绝缘裕度关系的方法
CN112924905B (zh) * 2021-02-02 2022-04-08 西南交通大学 一种基于梯度电压高频振荡的变压器绕组绝缘评估方法
CN112816791B (zh) * 2021-02-04 2025-02-14 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种基于介电频谱的电缆绝缘材料活化能测量方法和装置
SE545723C2 (en) 2021-12-30 2023-12-19 Megger Sweden Ab Method and device for measuring high voltage devices using a correction factor
CN115421013A (zh) * 2022-10-09 2022-12-02 哈尔滨理工大学 一种倒立式电流互感器绝缘受潮及老化评估方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019760A (en) * 1989-12-07 1991-05-28 Electric Power Research Institute Thermal life indicator
US5648725A (en) * 1995-09-12 1997-07-15 Emerson Electric Co. Pulse width modulation simulator for testing insulating materials
JPH10332682A (ja) * 1997-05-29 1998-12-18 Mitsubishi Electric Corp 電気絶縁油の評価方法
JP3316182B2 (ja) * 1998-06-03 2002-08-19 三菱電線工業株式会社 被覆ケーブルの余寿命推定方法
TW200419600A (en) * 2002-12-06 2004-10-01 Toko Inc Complex magnetic material, and core and magnetic element using the complex magnetic material
US7659728B1 (en) * 2006-08-23 2010-02-09 Watkins Jr Kenneth S Method and apparatus for measuring degradation of insulation of electrical power system devices
US9110117B2 (en) * 2010-04-16 2015-08-18 Avo Multi-Amp Corporation System and method for detecting voltage dependence in insulation systems based on harmonic analysis
CN102096030B (zh) * 2010-12-10 2013-04-17 西安交通大学 一种基于运行数据评估电力变压器绝缘剩余寿命的方法
US9046423B2 (en) * 2012-08-01 2015-06-02 Qualitrol Company, Llc Hybrid mechanical and electrical transformer monitor

Also Published As

Publication number Publication date
TR201807880T4 (tr) 2018-06-21
EP2986993A1 (en) 2016-02-24
NO2986993T3 (sv) 2018-08-04
PL2986993T3 (pl) 2018-09-28
SI2986993T1 (sl) 2018-09-28
EP2986993B1 (en) 2018-03-07
LT2986993T (lt) 2018-06-25
US20160041219A1 (en) 2016-02-11
SE1300282A1 (sv) 2014-10-17
WO2014170306A1 (en) 2014-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE537145C2 (sv) Metod och anordning för bestämning av kraftsystemparametrar
CN106855605A (zh) 用于电缆整体老化寿命评估的频域测试分析系统及方法
CN109459625A (zh) 多相测量设备
Fofana et al. Low temperature and moisture effects on polarization and depolarization currents of oil-paper insulation
CN107957436A (zh) 一种评估油浸纸绝缘组件的不均匀受潮程度的方法
CN105445625A (zh) 不同温度下变压器油隙交流电导率频域谱划归至参考温度的方法
CN104459412B (zh) 一种变压器热老化实时模拟测量装置及其应用
Bakhri et al. Negative sequence current compensation for stator shorted turn detection in induction motors
Fofana et al. Polarization and depolarization current measurements of oil impregnated paper insulation system under thermal runaway
Mishra et al. A novel method to predict severity of thermal aging and degree of polymerization for reliable diagnosis of dry-type insulation
Onal A study for examining dissipation factors of various insulations and test transformers in the wide range of frequency
Ritzmann et al. Synchrophasor-based transmission line impedance measurement
Mishra et al. Health assessment of oil-paper insulation using short duration frequency domain response
Mariut Temperature gradient effect on partial discharge activity-modelling and simulation
Smulko et al. Acoustic emission for detecting deterioration of capacitors under aging
Chatterjee et al. An advanced technique for frequency domain spectroscopy of oil-paper insulation at reduced time using triangular excitation
Liu et al. Transformation Algorithm of Dielectric Response in Time‐Frequency Domain
Malviya et al. Development of a low cost portable frequency domain spectroscopy data measurement module for oil-paper insulation
Bakhri et al. Practical issues on negative sequence current monitoring for condition monitoring in induction motors
Lamarre et al. Dielectric response of rotating machine stator insulation system
Sarkar et al. A novel methodology for on-site validation of RV measurement data
Zeng et al. Design of high voltage dielectric spectroscopy measurement system for bushing moisture detection
Schauer Fast Impedance Spectroscopy Method for Insulating Layers with Very High Impedance
Varačka et al. Dielectric frequency response of mineral oil impregnated pressboard
Al-Ameri et al. Investigating the capacitive inter-winding response of power transformer