FLIR Si2-PD – zobacz wyładowania niezupełne, zanim doprowadzą do awarii

Wyładowania niezupełne, określane również skrótem PD – Partial Discharge, są miejscowymi wyładowaniami elektrycznymi, które nie powodują jeszcze całkowitego przebicia izolacji. Mogą jednak stopniowo pogarszać jej stan, prowadząc do uszkodzenia izolatora, awarii urządzenia, nieplanowanego wyłączenia, a w skrajnych przypadkach do łuku elektrycznego lub poważnej awarii energetycznej.

FLIR Si2-PD pozwala wykryć pierwsze oznaki problemu bez dotykania urządzenia i bez konieczności bezpośredniego podłączania aparatury pomiarowej do instalacji. Operator kieruje kamerę w stronę badanego urządzenia, a mapa akustyczna wskazuje miejsce emisji sygnału charakterystycznego dla wyładowania niezupełnego.

124 mikrofony MEMS i wizualizacja dźwięku w czasie rzeczywistym

Sercem kamery jest matryca 124 niskoszumowych mikrofonów MEMS. Urządzenie analizuje różnice czasu dotarcia fal dźwiękowych do poszczególnych mikrofonów i na tej podstawie określa kierunek, z którego pochodzi sygnał.

Wynik jest prezentowany jako kolorowa mapa akustyczna nałożona na obraz z aparatu cyfrowego. Operator od razu widzi, czy sygnał pochodzi z izolatora, głowicy kablowej, przepustu, przewodu, zacisku czy innego elementu instalacji.

Zakres analizowanych częstotliwości od 2 do 130 kHz pozwala rejestrować zarówno dźwięki słyszalne, jak i ultradźwięki charakterystyczne dla różnych rodzajów wyładowań. Rozdzielczość kierunkowa wynosi od 1° do 0,125°, zależnie od częstotliwości sygnału.

Wykrywanie z odległości do 200 metrów

FLIR Si2-PD może lokalizować źródła emisji akustycznej z odległości od 0,3 do 200 metrów. Dzięki temu operator może kontrolować zarówno urządzenia znajdujące się w rozdzielnicy lub na stanowisku pomiarowym, jak również elementy linii napowietrznych, izolatory i urządzenia stacyjne znajdujące się wysoko lub w znacznej odległości.

Duży zasięg ogranicza konieczność korzystania z drabin, podnośników i rusztowań. Pozwala również zachować bezpieczną odległość od elementów znajdujących się pod napięciem. Maksymalny możliwy zasięg zależy od intensywności i częstotliwości sygnału, hałasu tła oraz tego, czy pomiędzy źródłem a kamerą istnieje odpowiednia droga propagacji dźwięku.

Wykrywanie znacznie słabszych sygnałów PD

Według producenta FLIR Si2-PD pozwala identyfikować wyładowania niezupełne nawet 30 razy słabsze niż w poprzednich generacjach kamer akustycznych. Zwiększona czułość pomaga zauważyć problem na wcześniejszym etapie, zanim uszkodzenie izolacji zacznie szybko postępować.

Próg detekcji jest zależny od częstotliwości i wynosi między innymi:

• –15 dB SPL przy 20 kHz,
• 4 dB SPL przy 35 kHz,
• 10 dB SPL przy 50 kHz,
• 36 dB SPL przy 80 kHz,
• 51 dB SPL przy 100 kHz.

Parametry te pokazują, że kamera osiąga największą czułość w niższej części pasma ultradźwiękowego.

Automatyczna analiza wyładowań niezupełnych

FLIR Si2-PD nie ogranicza się do pokazania źródła dźwięku. Kamera posiada funkcję analizy wspomaganej sztuczną inteligencją, która pomaga operatorowi zinterpretować wykryty sygnał.

Po zapisaniu obrazu użytkownik wprowadza:

• odległość od badanego obiektu,
• napięcie instalacji,
• rodzaj kontrolowanego komponentu.

Po uruchomieniu analizy kamera przedstawia:

• prawdopodobny rodzaj wyładowania niezupełnego,
• ocenę poziomu istotności problemu,
• opis wykrytego zjawiska,
• rekomendowane dalsze działania.

Wyniki są dostępne bezpośrednio na urządzeniu, dlatego wstępna decyzja dotycząca dalszej kontroli lub naprawy może zostać podjęta jeszcze podczas inspekcji.

Klasyfikacja rodzaju wyładowania

FLIR Si2-PD klasyfikuje wykryte sygnały do czterech głównych kategorii:

Wyładowanie powierzchniowe lub wewnętrzne

Wyładowania powierzchniowe mogą występować na zabrudzonej, wilgotnej lub uszkodzonej powierzchni izolatora. Mogą powodować stopniową degradację materiału, ścieżki przewodzące, a ostatecznie przeskok po powierzchni izolacji.

Wyładowania wewnętrzne rozwijają się w pustkach lub wadach materiału izolacyjnego. Kamera akustyczna może wykryć je przede wszystkim wtedy, gdy znajdują się stosunkowo blisko powierzchni, na przykład w głowicy kablowej. Głęboko położone wyładowanie wewnętrzne może nie emitować sygnału akustycznego o poziomie wystarczającym do detekcji.

Wyładowanie pływające

Wyładowanie pływające powstaje pomiędzy przewodnikiem a metalowym elementem znajdującym się na niezdefiniowanym potencjale. Może być związane z niewłaściwym uziemieniem, zabrudzeniem, utlenieniem powierzchni kontaktowej, błędem montażowym lub uszkodzonym elementem.

Typowymi miejscami występowania są mocowania izolatorów wsporczych szyn zbiorczych oraz metalowe elementy, które są niewłaściwie uziemione.

Korona ujemna

Korona powstaje w powietrzu w pobliżu ostrych krawędzi lub punktów przewodnika, gdzie natężenie pola elektrycznego jest wystarczająco wysokie, aby zjonizować otaczające powietrze. Przy słabszym zjawisku wyładowania mogą pojawiać się głównie podczas ujemnej połowy okresu napięcia.

Korona może powodować straty mocy, zakłócenia elektromagnetyczne, hałas oraz powstawanie ozonu i związków chemicznych przyspieszających degradację pobliskich izolatorów polimerowych.

Korona dodatnia i ujemna

Przy wyższym natężeniu pola elektrycznego wyładowania mogą występować zarówno w ujemnej, jak i dodatniej połowie okresu napięcia. Zjawisko może wskazywać na silniej rozwiniętą koronę, na przykład na ostrych krawędziach przewodników, uszkodzonych żyłach przewodów lub nieprawidłowo dobranych elementach sterujących polem elektrycznym.

Wzorzec PRPD na ekranie kamery

Kamera automatycznie analizuje okresowość sygnału i tworzy wykres PRPD – Phase-Resolved Partial Discharge. Wzorzec pokazuje, w których częściach okresu 50 lub 60 Hz występują impulsy oraz jak rozkłada się ich amplituda.

Kształt i symetria skupisk pomagają odróżnić koronę, wyładowanie pływające oraz wyładowanie powierzchniowe lub wewnętrzne. Wykres PRPD może być wyświetlany w małym oknie lub powiększony na ekranie urządzenia.

W przypadku pomiaru akustycznego jest to wzorzec fazy względnej. Kamera nie jest elektrycznie zsynchronizowana z napięciem badanej instalacji, dlatego nie określa bezwzględnej fazy napięcia w taki sam sposób jak aparatura podłączona do obwodu.

Automatyczny dobór częstotliwości

Różne wyładowania mogą emitować sygnały w różnych zakresach częstotliwości. Ponadto w stacji lub zakładzie mogą występować inne źródła hałasu: transformatory, wentylatory, elektronika, przecieki gazów lub drgające elementy.

FLIR Si2-PD automatycznie dostraja zakres analizy, ułatwiając oddzielenie interesującego sygnału od zakłóceń. Operator może również analizować rozkład częstotliwości i obserwować, czy wskazane źródło wykazuje okresowość charakterystyczną dla sieci 50 lub 60 Hz.

Wibracje i wycieki gazów mogą zostać pokazane na mapie akustycznej, ale najczęściej nie tworzą wzorca PRPD charakterystycznego dla wyładowań niezupełnych. Niektóre urządzenia elektroniczne niskiego napięcia mogą generować sygnał o okresowości 50 lub 60 Hz, dlatego wyniki zawsze należy interpretować również na podstawie lokalizacji źródła i rodzaju urządzenia.

Zastosowanie FLIR Si2-PD w energetyce

Kamera może być wykorzystywana podczas kontroli:

• izolatorów liniowych i stacyjnych,
• przepustów transformatorowych,
• głowic i muf kablowych,
• przewodów oraz połączeń napowietrznych,
• ograniczników przepięć,
• przekładników prądowych i napięciowych,
• transformatorów energetycznych,
• elementów rozdzielnic średniego i wysokiego napięcia,
• szyn zbiorczych i izolatorów wsporczych,
• odłączników, rozłączników i wyłączników,
• elementów znajdujących się na niezdefiniowanym potencjale,
• instalacji, w których występują skargi na zakłócenia radiowe lub nadmierny hałas.

Producent wskazuje zastosowania w przesyle i dystrybucji energii, podstacjach oraz kontroli urządzeń wysokiego napięcia, w których wcześniejsze wykrycie PD może ograniczyć ryzyko awarii i napraw awaryjnych.

Kontrola bez wyłączania urządzenia

Jedną z największych zalet obrazowania akustycznego jest możliwość prowadzenia inspekcji podczas normalnej pracy instalacji. Kamera nie wymaga bezpośredniego kontaktu z urządzeniem ani zakładania czujnika na każdy kontrolowany element.

Operator może skanować wiele izolatorów, połączeń i komponentów z jednego stanowiska. Pozwala to szybko wytypować miejsca, które wymagają dokładniejszej diagnostyki, oczyszczenia, naprawy albo kontroli inną metodą.

FLIR Si2-PD powinna być traktowana jako narzędzie do szybkiego wykrywania, lokalizacji, klasyfikacji i oceny ryzyka. W zależności od typu urządzenia oraz znaczenia wykrytego zjawiska wynik może wymagać potwierdzenia metodą elektryczną, UHF, TEV, pomiarem kontaktowym lub zgodnie z procedurami obowiązującymi u użytkownika.

Ograniczenia metody akustycznej

Kamera wykrywa dźwięk emitowany przez wyładowanie, dlatego pomiędzy źródłem a matrycą mikrofonową musi istnieć droga propagacji fali akustycznej.

W przypadku całkowicie zamkniętej, szczelnej rozdzielnicy metalowej lub wyładowania rozwijającego się głęboko wewnątrz izolacji sygnał może nie wydostać się na zewnątrz w poziomie umożliwiającym jego lokalizację. W takich sytuacjach można potrzebować metod uzupełniających, na przykład TEV, UHF, pomiarów elektrycznych zgodnych z IEC 60270 albo ultradźwięków kontaktowych.

Kamera szczególnie dobrze sprawdza się przy zjawiskach emitujących dźwięk do otaczającego powietrza: koronie, wyładowaniach powierzchniowych, wyładowaniach na przepustach, izolatorach i zakończeniach kablowych oraz problemach na otwartych elementach infrastruktury.

Obraz cyfrowy 12 MP i zoom 8×

Wbudowany aparat cyfrowy o rozdzielczości 12 MP zapewnia czytelny obraz kontrolowanego urządzenia. Mapa akustyczna jest nakładana bezpośrednio na obraz, dzięki czemu po zapisaniu pliku można łatwo zidentyfikować miejsce wykrytego problemu.

Kamera oferuje:

• obraz wideo 1280 × 720 pikseli,
• pole widzenia 75° po przekątnej,
• cyfrowy zoom 8×,
• rejestrację aparatu z częstotliwością 60 kl./s,
• mapę akustyczną odświeżaną z częstotliwością 30 kl./s,
• ekran odświeżany z częstotliwością 70 kl./s.

Płynny obraz ułatwia skanowanie rozległych podstacji, linii i urządzeń.

Ekran dotykowy 5"

FLIR Si2-PD posiada kolorowy, rezystancyjny ekran dotykowy TFT LCD o przekątnej 5 cali i rozdzielczości 1280 × 720 pikseli.

Ekran rezystancyjny umożliwia obsługę także w rękawicach roboczych. Wbudowane diody LED pomagają oświetlić urządzenie podczas pracy w ciemnych pomieszczeniach technicznych lub wewnątrz budynków rozdzielni.

Dokumentowanie zdjęć i filmów

Kamera zapisuje obrazy w formatach NLZ i JPEG oraz pozwala nagrywać filmy akustyczne o długości do 5 minut w formacie NLZ.

Do wyników można dodawać:

• znaczniki obrazów,
• komentarze,
• współrzędne GPS,
• informacje dotyczące urządzenia i lokalizacji pomiaru.

Wbudowana pamięć o pojemności 128 GB umożliwia przechowywanie dużej liczby inspekcji. Dane można kopiować przez sieć Wi-Fi, pamięć USB lub przewód USB.

FLIR Acoustic Camera Viewer

Wyniki można przesyłać do chmurowej platformy FLIR Acoustic Camera Viewer. Rozwiązanie pozwala przeglądać, analizować, organizować i udostępniać obrazy akustyczne bez instalowania programu na komputerze.

Platforma pomaga przygotować dokumentację zawierającą:

• lokalizację wyładowania,
• wzorzec PRPD,
• klasyfikację typu PD,
• ocenę istotności problemu,
• komentarze operatora,
• zalecane działania.

Dane mogą być udostępniane osobom odpowiedzialnym za diagnostykę, planowanie remontów i utrzymanie ruchu.

FLIR Thermal Studio – obrazy termiczne i akustyczne w jednym raporcie

Zapisane obrazy można analizować również w programie FLIR Thermal Studio z dodatkiem FLIR Si-Series Plugin.

Program umożliwia przygotowanie raportu łączącego:

• obrazy akustyczne z FLIR Si2-PD,
• termogramy z kamery termowizyjnej,
• zdjęcia cyfrowe,
• klasyfikację wyładowania,
• wyniki analizy PRPD,
• komentarze i zalecenia.

Połączenie termowizji i obrazowania akustycznego pomaga uzyskać pełniejszy obraz stanu urządzenia. Termowizja może wskazać przegrzewające się połączenia, natomiast kamera akustyczna może lokalizować zjawiska PD, które nie muszą jeszcze powodować widocznego wzrostu temperatury.

Zarządzanie flotą i aktualizacje OTA

FLIR Si2-PD jest przygotowana do pracy zarówno jako pojedyncze urządzenie, jak i element większej floty kamer wykorzystywanych w wielu zakładach lub oddziałach.

Funkcje zarządzania flotą pomagają kontrolować wykorzystanie i stan urządzeń. Oprogramowanie kamery może być aktualizowane automatycznie przez Wi-Fi w trybie OTA – Over The Air albo przez połączenie USB. Integracja z usługami chmurowymi ułatwia standaryzację sposobu wykonywania i dokumentowania inspekcji w całym przedsiębiorstwie.

Co zawiera zestaw FLIR Si2-PD?

Standardowy zestaw producenta zawiera:

• kamerę akustyczną FLIR Si2-PD,
• dwa akumulatory litowo-jonowe,
• ładowarkę do akumulatorów,
• cztery przewody zasilające,
• pasek na szyję,
• twardą walizkę transportową,
• pamięć USB,
• drukowaną dokumentację,
• kartę z bezterminową licencją dodatku FLIR Si-Series Plugin do FLIR Thermal Studio.

Jeden akumulator umożliwia pracę do około 2,5 godziny, a jego naładowanie zajmuje około dwóch godzin. Dwa akumulatory pozwalają kontynuować inspekcję podczas ładowania drugiego ogniwa.

Najważniejsze parametry FLIR Si2-PD

• 124 niskoszumowe mikrofony MEMS,
• pasmo częstotliwości od 2 do 130 kHz,
• odległość pracy od 0,3 do 200 m,
• automatyczna klasyfikacja wyładowania,
• ocena istotności wspomagana AI,
• zalecane działania wyświetlane na ekranie,
• analiza i prezentacja wzorca PRPD,
• aparat cyfrowy 12 MP,
• zoom cyfrowy 8×,
• ekran dotykowy 5", 1280 × 720 pikseli,
• pamięć wewnętrzna 128 GB,
• zapis zdjęć NLZ i JPEG,
• nagrywanie filmów akustycznych do 5 minut,
• Wi-Fi 2,4 i 5 GHz,
• aktualizacje OTA,
• czas pracy do 2,5 godziny,
• stopień ochrony IP54,
• temperatura pracy od –10°C do 50°C,
• masa około 1,2 kg bez akumulatora,
• masa około 1,45 kg z akumulatorem,
• wymiary 184 × 276 × 167 mm.

Czym FLIR Si2-PD różni się od pozostałych kamer serii?

FLIR Si2-PD jest przeznaczona przede wszystkim do wykrywania i analizy wyładowań niezupełnych.

FLIR Si2-LD służy do wykrywania oraz ilościowej oceny wycieków sprężonego powietrza i gazów, a także do kontroli problemów z łożyskami.

FLIR Si2-Pro łączy funkcje modelu Si2-PD oraz Si2-LD, umożliwiając wykrywanie wyładowań niezupełnych, wycieków gazów i usterek mechanicznych w jednym urządzeniu.

Dlaczego warto kupić FLIR Si2-PD w Euro Pro?

Kupując FLIR Si2-PD w Euro Pro, otrzymujesz pomoc w konfiguracji analizy wyładowań niezupełnych, ustawieniu parametrów badanego urządzenia oraz interpretacji wzorców PRPD.

Zapewniamy prezentacje kamery w rzeczywistych warunkach, szkolenie z obsługi urządzenia, pomoc w uruchomieniu FLIR Acoustic Camera Viewer oraz konfiguracji dodatku do FLIR Thermal Studio. Pomagamy również połączyć badania akustyczne z termowizją i dobrać metodę uzupełniającą do rodzaju kontrolowanego urządzenia.