Назначение
Система мониторинга CDM (Cables Diagnostics Monitor) предназначена для постоянного контроля технического состояния изоляции до 45 кабельных линий 6 — 220 кВ под рабочим напряжением. Все контролируемые кабельные линии должны быть подключены (через выключатели) на одном КРУ.
Использование многоканальной системы мониторинга CDM позволяет снизить общие затраты на систему мониторинга и диагностики, рассчитываемые на один контролируемый кабель. С другой стороны, это дает возможность более эффективно отстраиваться от наводок высокочастотных помех на контролируемое оборудование, которые в условиях больших КРУ очень значительны.
Система CDM используется и для периодического мониторинга технического состояния изоляции 45 кабельных линий общей кабельной сборки (КРУ) под рабочим напряжением. Для заказа доступны версии системы мониторинга с уменьшенным и увеличенным количеством контролируемых кабельных линий — 15 и 45.
В системе CDM контроль технического состояния высоковольтной изоляции кабельных линий, соединительных и концевых муфт, осуществляется на основе метода регистрации и анализа частичных разрядов, который имеет максимально высокую чувствительность для диагностики дефектов в изоляции любого типа.
Достоинства использования системы CDM для организации непрерывного мониторинга
- Одновременно контролируется состояние до 45 кабельных линий, подключенных в одном месте
- Состояние кабельных линий контролируется не одномоментно, а постоянно, во всех наиболее важных режимах работы
- На основании анализа полученной информации системой вырабатываются оперативные диагностические решения и даются рекомендации по дальнейшей эксплуатации кабельных линий
При помощи системы CDM реализуются следующие функции диагностики:
- Осуществляется непрерывный контроль состояния изоляции высоковольтной кабельной линии на основе метода регистрации и анализа уровня и распределения частичных разрядов. Определяется тип дефекта в изоляции, анализируется степень его развития и опасности для дальнейшей эксплуатации
- Производится автоматическая локализация мест возникновения дефектов в изоляции, выявленных системой по частичным разрядам, как в муфтах, так и в самом кабеле. Уникальность этой важной диагностической функции в данном случае заключается в том, что она реализована для кабельных линий в режиме «on-line», т. е. под рабочим напряжением
Организация мониторинга кабельных линий под напряжением
Система CDM предназначена для контроля параметров изоляции кабельных линий и работает полностью в автоматическом режиме. Объема внутренней памяти прибора хватает для хранения замеров частичных разрядах в течение достаточно длительного времени. Полученная информация и диагностические заключения оперативно передаются в систему АСУ-ТП более высокого уровня.
Оперативная диагностика технического состояния изоляции контролируемых кабельных линий осуществляется внутри прибора в режиме реального времени при помощи встроенных алгоритмов. При достижении заданных пороговых значений информация о критическом состоянии кабелей отображается на крышке монтажного шкафа прибора при помощи красных светодиодов. По итогам работы в программе мониторинга (в компьютере) автоматически формируются протоколы состояния всех кабельных линий.
Для практической организации мониторинга состояния кабельных линий оптимальной необходимо:
- На всех кабельных линиях, состояние которых предполагается контролировать системой мониторинга, на поводках заземления концевых муфт заранее монтируются первичные датчики частичных разрядов марки «RFCT-7». Прибор CDM при помощи коаксиальных кабелей одинаковой длины подключается к первичным датчикам
- Для работы прибора в автоматическом режиме необходимо заранее сформировать «схемную конфигурацию» контролируемой кабельной сборки. Эта конфигурация создается в компьютере и загружается в прибор перед началом работы
- Для создания схемной конфигурации применяется специальная программа — конструктор, позволяющая рисовать схемы кабелей и места установки датчиков быстро, максимально просто и эффективно. При создании конфигурации контролируемых кабелей вводится вся техническая информация, необходимая для выявления дефектного кабеля, оценки его технического состояния, определения типа дефекта в изоляции и его опасности
Базовые алгоритмы работы системы CDM
Наиболее сложной задачей при проведении регистрации частичных разрядов в высоковольтных кабельных линиях является отстройка от помех, из-за которых чувствительность систем мониторинга падает в десятки и даже сотни раз.
Для решения этого вопроса — выявления дефектов на ранних стадиях развития в приборе CDM реализован набор самых современных средств отстройки от внешних помех. Он включает в себя алгоритмы:
- совместный анализ времени возникновения импульсов и фазы питающего напряжения
- «Time of arrival» — отстройка от помех по времени прихода импульсов от разных кабельных линий, с разрешением в единицы наносекунд
- амплитудная «разборка импульсов» разрядов, предназначенная от удаления из рассмотрения импульсов, наведенных из соседних кабельных линий
- анализ частотных свойств каждого импульса, позволяющий разделять случайные импульсы помех и повторяющиеся импульсы частичных разрядов
- для повышения информативности всех диагностических заключений в приборе дополнительно производится измерение температуры и влажности воздуха в помещении контролируемого КРУ
Второй важной задачей встроенных алгоритмов является определение типа дефекта в изоляции кабельной линии, т. е. определение степени его опасности. Это осуществляется благодаря встроенной в прибор системе «PD-Expert», при помощи которой автоматически производится оценка не только уровня частичных разрядов, но и определяется тип конкретного дефекта в изоляции кабельной линии. Возможности системы «PD-Expert» позволяют даже разделить несколько однотипных дефектов, находящихся в разных местах одного кабеля.
В системе CDM реализована функция локации места возникновения дефекта в линии. В качестве зондирующего используется импульс от частичного разряда, возникшего на месте дефекта изоляции. Если в линии нет импульсов достаточной амплитуды, то в качестве зондирующего импульса могут быть использованы импульсы от «наведенной внешней помехи». Наличие в приборе встроенного «on-line» рефлектометра еще в большей степени расширяет диагностические возможности системы.
Интерфейсы связи, реализованные в системе CDM
- гальванически изолированный интерфейс RS-485
- сетевой интерфейс Ethernet для включения в локальную вычислительную сеть
- интерфейс USB для передачи зарегистрированных данных в переносной компьютер
