Rozdíl mezi offline a online měřením částečných výbojů

V oblasti diagnostiky elektrických zařízení je hlavním cílem nejen odhalení stávajících problémů, ale také přesná předpověď budoucí spolehlivosti a výkonnosti zařízení. To je obzvláště důležité při monitorování částečných výbojů, které mohou indikovat potenciální poruchy izolace ve vysokonapěťových systémech.

Jak offline, tak online způsob monitorování částečných výbojů poskytují cenné poznatky, ale výrazně se liší způsobem sběru a interpretace dat, přičemž každý z nich má své výhody a omezení. Pochopení těchto rozdílů je klíčem k výběru správného přístupu pro zajištění dlouhodobé spolehlivosti a bezpečnosti elektrických zařízení.

Co je to offline (testovací) diagnostika?

Diagnostické informace ze zařízení získáváme testovacími metodami, především když zařízení není v provozním režimu. Jedním z klíčových aspektů offline diagnostiky je její periodicita, přičemž senzory se obvykle instalují během testování. Hlavní výhodou tohoto přístupu je, že jej lze aplikovat na jakékoli zařízení a na jakýkoli diagnostický signál, který lze integrovat do prediktivních modelů.

Zpracování a zejména vyhodnocení modelů diagnostických dat je statistické, což znamená, že výsledky jsou vždy spojeny s určitou mírou nejistoty. Jedním z běžně používaných přístupů je použití statistického Weibullova rozdělení. Toto rozdělení člení životní cyklus výrobku na 3 fáze reprezentované „vanovou křivkou“, což pomáhá definovat prognózu životnosti elektrických zařízení.

• Fáze I (A-D): období časných poruch – v tomto pásmu dochází k rychlému poklesu intenzity poruch. Vysoká frekvence je zpočátku způsobena záběhem, při kterém se projevují poruchy způsobené chybami ve výrobě, montáži nebo konstrukci objektu.
• Fáze II (D-F): období normálního provozu – jedná se o dlouhé období, nazývané také období normálního užití. Výrobek je používán k určenému účelu s přibližně konstantním výskytem poruch. K poruchám dochází především z vnějších příčin, obvykle nedochází k opotřebení ovlivňujícímu vlastnosti předmětu.
• Fáze III (F-B): období stárnutí – dochází k nárůstu intenzity poruch v důsledku stárnutí a opotřebení materiálu. Po překročení únosné intenzity poruch je objekt odstaven a vyřazen z provozu.

U některých objektů mohou chybět období předčasných poruch. K tomu dochází především v případech, kdy je objekt kontrolován a testován přímo u výrobce. Může také chybět období stárnutí – to se může stát, pokud je objekt vyřazen z provozu dříve, než se projeví růst intenzity poruch vlivem stárnutí.

Offline diagnostika se opírá o statistické metody odhadu předpokládané životnosti zařízení, protože skutečnou životnost nelze přímo ověřit. Tento teoretický přístup se používá k určení zbývající životnosti, i když vyžaduje zkrácení zkušebních intervalů pro přesnější předpovědi v rámci fáze zbytkové životnosti.

Co je online (funkční) diagnostika?

Při online diagnostice je snímač namontován přímo na zařízení a shromažďuje informace během jeho běžného provozu. Frekvence měření je nastavitelná, což zajišťuje přesné monitorování za všech provozních podmínek. Hlavní výzva spočívá v nalezení vhodné diagnostické veličiny, která přesně odráží provozní stav zařízení.

Vývoj senzorové technologie a výpočetní techniky rozšířil spektrum vhodných diagnostických veličin, jako jsou vibrace, proudová spektra a částečné výboje. Každá z těchto veličin poskytuje cenné informace o provozním stavu zařízení.

Spolu s doplňujícími informacemi, jako jsou podmínky prostředí, můžeme zjištěné informace použít jak pro nouzovou diagnostiku, tak pro předpověď životnosti zařízení. Naměřená diagnostická veličina odráží četnost potenciálních poruch, což umožňuje spolehlivější předpovědi na základě údajů v reálném čase.

Oblast od nuly do T1 se často označuje jako střední doba životnosti, což je období užitečné pro plánování potenciálních zdrojů na budoucí údržbu. V oblasti T1 až T2 je při správném nastavení obvykle dostatek času na plánování a provádění údržby.

Pro předpověď chování zařízení je třeba vytvořit předpokládanou křivku potenciální poruchovosti, která modeluje očekávaný vzorec poruchovosti, který je obvykle exponenciální. Vzhledem k tomu, že online měření poskytují velký nepřetržitý tok dat, lze k vytvoření této křivky použít různé přístupy. Další výhodou je možnost analyzovat a ověřovat model, což umožňuje systému zlepšovat se prostřednictvím self-learningu.

Současným trendem je online diagnostika, která umožňuje jak trvalé sledování havarijních limitů, tak předpovědi na základě reálných informací se zpětným ověřením.

Interpretace výsledků online diagnostiky

Současná koncepce diagnostiky je systém pro odborníky. Předkládá zákazníkovi smysluplná měření a umožňuje mu rozhodnout o dalším postupu. Hlavní sledovanou veličinou je ekvivalentní náboj, který se zobrazuje na výsledném průběhu.

Při hodnocení je vždy důležité věnovat pozornost aktuálním trendům. Pokud je trend stabilní nebo klesající, není moc důvodů k obavám. Pokud se však zvyšuje, mohou se i malé změny stát kritickými. Kromě toho by se mělo měřit také prostředí, jako je okolní teplota, atmosférický tlak a relativní vlhkost, protože mají vliv na trend nárůstu ekvivalentního náboje.

Shrnutí

Jak offline, tak online diagnostika hrají zásadní roli při sledování a předvídání spolehlivosti elektrických zařízení.

Offline diagnostika díky své široké použitelnosti a flexibilitě umožňuje podrobnou analýzu v době mimo provoz a je ideální pro vytváření prediktivních modelů. Pro zvýšení přesnosti však vyžaduje kratší intervaly testování.

Na druhé straně online diagnostika nepřetržitě monitoruje zařízení v reálném čase a poskytuje stálý tok dat, která lze využít k okamžité detekci poruch a předpovědi životnosti. Jelikož je výběr správné diagnostické veličiny zásadní, pokrok v senzorových a výpočetních technologiích rozšířil škálu měřitelných veličin. ModemTec nabízí unikátní diagnostický systém PD Doctor, který umožňuje nepřetržité online monitorování částečných výbojů a údajů o prostředí.

Kombinace offline a online přístupů ve výsledku umožňuje komplexnější pochopení stavu zařízení, což zajišťuje včasnou údržbu a prodloužení provozní životnosti.

Chcete vyzkoušet výhody online monitorování částečných výbojů?