راهنمای جامع بهینه‌سازی پیکربندی اندازه‌گیری تخلیه جزئی

  • June 25, 2025
  • 10 دقیقه مطالعه
تخلیه جزئی, اندازه‌گیری PD, Zm, HFCT, عایق فشار قوی, نویز الکتریکی, ترانسفورماتور جریان فرکانس بالا, فیلتر بالاگذر, خازن کوپلینگ

انتخاب بهترین پیکربندی برای اندازه‌گیری تخلیه جزئی با Zm و HFCT همراه با بررسی نویز و سیگنال

چگونه بهترین روش اندازه‌گیری تخلیه جزئی را انتخاب کنیم ؟

پیکربندی‌های رایج در مدار آزمون تخلیه جزئی

1. پیکربندی Zm به صورت موازی:

در این روش Zm در مسیری فرعی و به صورت موازی با دستگاه مورد سنجش قرار می گیرد  از مزایای این روش می توان محافظت بیشتر در برابر تخلیه های شدید را نام برد البته حساسیت پایین نسبت به سایر پیکر بندی ها در این مدار مورد انتظار خواهد بود.

2. پیکربندی Zبه صورت سری:

در این حالت Zm در مسیری مستقیم با نمونه مورد سنجش قرار می گیرد این پیکربندی نسبت به موازی دارای حساسیتی بالاتر خواهد بود، ولی پالس های فشار قوی می توانند مستقیم وارد پیکر بندی اندازه گیری شوند.

3. پیکربندی پل:

در این ساختار می توانیم از چندین Zm به صورت متقارن در یک ساختار متوازن استفاده کنیم تا نویز حالت مشترک قابل چشم پوشی باشد البته که در این حالت نیاز به تطبیق دقیق اجزاء و تنظیم ولتاژ می تواند وقت گیر باشد بنابراین در محیط های آزمایشگاهی این ساختار مناسب تر خواهد بود.

نقش امپدانس اندازه‌گیری Zm در آزمون PD

امپدانس Zm سیگنال‌های جریان فرکانس بالا را به ولتاژ تبدیل می‌کند و این ولتاژها به‌ راحتی قابل پردازش توسط سیستم‌های دیجیتال و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال هستند به دلیل های اشاره شده اندازه‌گیری ولتاژ می تواند بهینه تر باشد:

  • تقویت آسان‌تر سیگنال
  • کاهش نویز
  • سازگار با سیستم‌های دیجیتال
  • پردازش مؤثرتر در حوزه ولتاژ

ترانسفورماتور جریان فرکانس بالا یا HFCT

HFCT ابزاری غیرمستقیم برای تشخیص تخلیه جزئی است که سیگنال را از طریق میدان مغناطیسی تشخیص می‌دهد از مزایای آن علاوه بر عدم تداخل با مدار اصلی میتوان موارد زیر را نام برد:

  • ایزولاسیون بالا
  • پاسخ فرکانسی گسترده از 100 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز

که البته امکان اشباع در فرکانس‌های تغذیه ۵۰ یا ۶۰ هرتز وجود دارد بنابراین نیازمند کالیبراسیون دقیق و تنظیم نرم‌افزاری خواهیم بود.

طراحی فیلتر Zm ایده آل:

امپدانس Zm معمولاً مانند یک فیلتر بالاگذر عمل می‌کند Zm  با مفداری بالا به معنی حساسیت بیشتراست ولی احتمال اشباع را بیشتر می کند.

علاوه بر آن Zm پایین عملکرد بهتری در جریان بالا خواهد داشت ولی حساسیت کمترآن یم جنبه ی منفی است.

در حالت کلی انتخاب مقدار مناسب Zm به مقدار نویز محیط و شدت تخلیه وابسته است

 

نقش خازن کوپلینگ Ck در انتقال سیگنال

خازن کوپلینگ Cمسیر موازی برای عبور سیگنال‌های فرکانس بالا فراهم می‌کند و می دانیم :

  • افزایش Cباعث افزایش نسبت سیگنال به نویز (یا SNR) می‌شود.
  • یا این حال نیاز به جریان تغذیه بالاتر دارد.
  • تأثیر مستقیم بر پهنای پالس خروجی (یا ثابت زمانی) برابر حاصلضرب RC خواهد بود.

 

انواع نویز و انتخاب باند فرکانسی مناسب

برای حصول نتیجه دقیق در آزمون‌های PD حذف یا کنترل نویز اهمیت زیادی دارد انواع رایج نویز عبارت‌اند از

  • نویز سفید که در طیف فرکانسی یکنواخت دیده می‌شود
  • نویز کلیدزنی که ناشی از منابع تغذیه سوئیچینگ یا اینورترها است
  • تداخل سینوسی که حاصل از سیگنال‌های رادیویی یا خطوط انتقال قدرت می‌باشد

نکته تخصصی پیش از آغاز آزمون حتماً طیف‌سنجی نویز FFT انجام دهید تا باند فرکانسی مناسب انتخاب شود

 

جمع‌بندی نهایی

یک آزمون PD دقیق نه تنها به ابزار بلکه نیازمند طراحی اصولی مدار اندازه‌گیری نیز هست بنابراین:

  • پیکربندی Zm به‌صورت سری یا موازی برای اکثر موارد مناسب است.
  • HFCT گزینه‌ای ایمن و بدون تداخل برای محیط‌های صنعتی است.
  • انتخاب صحیح Zm فیلتر و Cنقش مهمی در بهینه‌سازی دارد.

بیشتر بدانید:
پیام بگذارید
مطالب مرتبط
تحلیل و تفسیر تصویری تخلیه جزئی

روش‌های نوین در پایش تخلیه جزئی: تلفیق تحلیل زمانی-فرکانسی و الگوریتم‌های آماری مطالعه حاضر چهارچوبی برای ادغام تکنیک‌های کلاسیک (نمودارهای فاز-بار) با روش‌های مدرن (پردازش سیگنال غیرخطی و یادگیری ماشین) را با تمرکز بر کالیبراسیون سیستم‌های اندازه‌گیری PD کاهش نویز با فیلترهای تطبیقی طبقه‌بندی خودکار نقص‌ها ارائه می‌دهد.

ادامه مطلب
Visualization and Interpretation of Partial Discharges (PD)

Partial Discharge, PD Measurement, q(u) plot, q(t) plot, HFCT, Oscilloscope, Statistical Fingerprint, 3CFRD are all caught up in this article as a starter package.

ادامه مطلب