Integrering af PD-detektion i højspændingsudstyr efter brandpåvirkning

Det er en vanskelig opgave at håndtere et brandsted. En metodisk tilgang er nødvendig for at sikre, at alle beviser peger på en årsag eller en underliggende risiko. På den måde kan en virksomhed eller et industrielt miljø fortsætte med at fungere uden fare for lignende fremtidige brandhændelser. Højspændingssystemer er særligt udsatte på grund af tilstedeværelsen af varme, sod, kemikalier, korrosion og fugt.

Med tiden begynder mange industrielle miljøer at blive nedbrudt. Materialer bliver nedslidte, slitage spiller en rolle, og isolering begynder at revne. Det skaber de perfekte rammer for partielle udladninger (PD), som kan føre til brand. At inspicere disse situationer efter en brand kræver specialudstyr og omfattende erfaring inden for kriminalteknik. Her er nogle af de indsigter, vi har fået fra vores arbejde hos Dreiym Engineering.

Hvad er delvis afladning, og hvorfor er det vigtigt?

Delvis afladning opstår, når isoleringen omkring elektrisk højspændingsudstyr begynder at blive nedbrudt eller bryde sammen. I stedet for en komplet lysbue eller kortslutning har PD en tendens til at være lidt mere snigende. Den arbejder i baggrunden og påvirker lydløst de isoleringsmaterialer, der bruges på standardudstyr som kabler, transformatorer og bøsninger.

Du finder PD i hulrum, revner, delaminerede overflader eller grænseflader med forurenede materialer. Når elektriske belastninger påføres sådanne svage punkter, skabes der mikroarkeringer sammen med akustisk energi, lys, ozon, lokal opvarmning eller elektromagnetisk stråling. Det er netop disse emissioner, vi leder efter ved hjælp af professionelt og omhyggeligt kalibreret udstyr.

Det foreslås, at 85% af højspænding Isolationsfejl er forårsaget af PD-aktivitet. Det er derfor IEEE Std. 930 eksisterer. Det er en afgørende prædiktor for, at du er i fare for elektrisk fejl og potentielle brandskader.

Brandens rolle i at fremskynde PD-risiko

Hvis PD nedbryder isoleringsmaterialer over tid, tager ild den periode og accelererer den helt vildt. Selv et kort øjeblik, hvor materialet udsættes for flammer eller høj varme, kan svække dets pålidelighed og underliggende struktur (især hvis det er organisk eller polymerbaseret). I en situation efter en brand leder du efter PD på grund af:

• Termisk nedbrydning nedbryder isoleringsmaterialerne og reducerer deres dielektriske styrke.
• Fugtabsorption på grund af brandslukkere og -bekæmpere, der bruger vand eller skum.
• Røg- og sodaflejringer kan fungere som halvledende barrierer og øge risikoen for en gnist.
• Mekanisk stress opstår, når materialer hurtigt afkøles eller opvarmes og udvikler revner og delaminering.

Når den nedbrudte isolering ikke kan opretholde den oprindelige sikkerhed for spændingsbelastning, begynder PD. Det sker ofte, når et system efter en brand får strøm igen. Isolationspapiret i en transformer, som er beregnet til kontinuerlig drift ved 105 grader Celsius, vil miste halvdelen af sin beskyttelse på 15 minutter ved højere temperaturer.

Metoder til PD-detektion efter brandeksponering

Spørgsmålet er så, hvordan et team som vores hos Dreiym Engineering opdager og angiver, hvor der er PD-aktivitet efter en brand? Vores rolle er at stole på videnskabelige instrumenter, mange års erfaring og datadrevet indsigt. Det kan omfatte:

• Ultralydsdetektion: Brug AE-sensorer til at opdage sporingsudladninger på overfladen, der udsender højfrekvente lydbølger (akustiske emissionssensorer).
• Ultrahøjfrekvent (UHF) sensorik: Detektere de elektromagnetiske impulser, der skabes af intern PD-aktivitet, især hvis du bruger lukkede eller GIS-komponenter.
• Infrarød termografi: IR-scanning er ikke en direkte PD-detektionsmetode, men den hjælper med at identificere lokal varmeopbygning fra energitab, som sandsynligvis vil forårsage større nedbrydning af isoleringsmaterialer.
• Oscillografisk tidsdomæne-reflektometri (OTDR): Vi bruger OTDR til at lokalisere isoleringsbrud i strømkabler. Det sker ved at sende impulser og derefter analysere de tilsvarende reflekterede bølgeformer, der modtages.

Vi kan bruge disse værktøjer både online og offline (med eller uden strøm). På den måde har vi efterforskningsteknikker til rådighed, der passer til sikkerhedsrisikoen for vores team og folk “på stedet”, efter at branden opstod.

Scenarie fra den virkelige verden: Datacenter

Det hjælper at undersøge detektering af delvise udladninger ud fra et scenarie fra den virkelige verden. Lad os sige, at du driver et stort datacenter et sted i Midtvesten. For et par uger siden opstod der en brand i et nærliggende printerrum, fordi en medarbejder havde sneget sig til at ryge en cigaret i nærheden af skraldespanden. Flammerne blev bekæmpet hurtigt nok til at begrænse branden til dette rum, men røgskaden nåede ind i jeres serverrum.

Under en standard visuel inspektion foretaget af dit risikostyringsteam blev der kun opdaget overfladiske skader. Et par vægge med brændt maling og nogle smeltede etiketter eller gulve, der har brug for professionel rengøring, var alt, hvad der var nødvendigt. Men du har en it-direktør, som har hyret et kriminalteknisk team som vores, bare for at være sikker.

Ved hjælp af en blanding af vores værktøjer og erfaring udførte dette team offline PD-test og opdagede aktiv afladning i koblingsanlæggets samleskinneisolering. De bittesmå hulrum, der er dannet af røgskader ved høj varme, er alt, hvad der skal til for at skabe delvise lysbuer, som sandsynligvis vil føre til endnu flere skader i løbet af de næste par uger.

Nu har dit datacenter flere oplysninger at handle ud fra. Du kan udskifte eventuelle kompromitterede dele af udstyret og afskrive den delvise omkostning til PD-detektion i stedet for at pådrage dig betydelige økonomiske udgifter på grund af en sekundær brand, der opstår så tæt på den primære hændelse.

Forebyggelse af fremtidige PD-risici i højspændingssystemer

Detektering af delvise udladninger er nødvendig, før en situation kommer ud af kontrol. Det er det godkendelsesstempel, du har brug for efter en brand for at få ro i sindet. Der er nogle andre skridt, som en virksomhed eller et industriområde kan tage for yderligere at reducere PD-risikoen uden at få besøg af et retsmedicinsk team, men det bør ikke erstattes:

• Foretag baseline PD-målinger omkring højspændingsanlæg under almindelig drift. Det vil skabe et før-billede af baseline-driften.
• Planlæg elektriske revisioner omkring din forældede, aldrende eller fugtudsatte isolering, så du får en bedre idé om, hvad du skal forberede dig på i fremtiden.
• Installer overspændingsbeskyttelse, især hvis du overvejer kommercielt elektrisk design, for at sikre, at dine isoleringssystemer har backup-beskyttelse.
• Få dine risikomanagere til at købe termisk og ultrasonisk udstyr til at overvåge uregelmæssigheder i realtid.

Det sidste forslag er godt, men kan måske bedre anvendes af et team af eksperter, som f.eks. vores elektrikere. ingeniører og retsmedicinere specialister hos Dreiym Engineering. Vi har i årtier arbejdet med private boliger, erhvervsejendomme og industrimiljøer i hele Texas, Oklahoma, Louisiana, New Mexico og Colorado. Vi har den nødvendige licens, juridiske ekspertise og udstyr til at opdage PD, før det eskalerer.

Vores omfattende rapportering giver dig den nødvendige indsigt, så du kan justere infrastrukturopgraderinger eller reparationer efter brand i overensstemmelse hermed. Det er risikabelt nok at arbejde med højspændingssystemer. Spar dig selv for besværet med et lydløst PD-problem, der kommer snigende, når du prøver at komme dig efter en tidligere hændelse.

Lad ikke skjult udladning udløse den næste brand

Selv efter at flammerne er slukket, og du har taget skridt til at rengøre og reparere det berørte område, er risikoen ikke helt væk. Delvise udladninger kan være inde i komponenterne i dit højspændingsudstyr, hvilket udgør en usynlig trussel, der forringer dit system yderligere.

Et retsmedicinsk ingeniørteam som vores hos Dreiym Engineering giver ro i sindet. Det sikrer, at din forsikringsudbyder er tilfreds, og giver dit risikostyringsteam et solidt overblik over, hvad der skal repareres, planer for forbedring af systemer i fremtiden, og hvad der skal overvåges lige nu. Planlæg en konsultation i dag, og lad os sørge for, at dine systemer er sikre og fungerer effektivt.