Application of the acoustic emission method to record partial discharges in a medium voltage switchgear model

• Autorzy: Śmietanka Hubert , Molas Michał , Ranachowski Zbigniew , Ranachowski Przemysław , Wieczorek Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.11.60

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie metody emisji akustycznej do rejestracji wyładowań niezupełnych generowanych w modelu rozdzielnicy średniego napięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of the acoustic emission (AE) method for the detection and recording of partial discharges (PD) occurring in a medium voltage switchgear model was presented in this paper. The results of AE measurements were presented in the form of spectrograms. The acoustic emission effect occurred when the applied voltage level reached values from 10 kV to 30 kV. The authors used devices and probes EA to record PD using the acoustic method. The presented equipment can also be intended for industrial applications. The original accomplishment of the presented work is the achievement of successful and repeatable results of partial discharge measurements using the acoustic method.

PL

W pracy przedstawione zostało zastosowanie metody emisji akustycznej (EA) do detekcji i rejestracji wyładowań niezupełnych (WNZ) powstających w modelu rozdzielnicy średniego napięcia. Wyniki pomiarów EA przedstawiono w formie spektrogramów. Efekt emisji akustycznej powstawał, gdy poziom przyłożonego napięcia osiągał wartość od 10 kV do 30 kV. Autorzy wykorzystali urządzenia i głowice EA do rejestracji WNZ metodą akustyczną. Zaprezentowana aparatura może być również przeznaczona do zastosowań przemysłowych. Oryginalnym osiągnięciem prezentowanej pracy jest uzyskanie pomyślnych i powtarzalnych wyników pomiarów wyładowań niezupełnych przy zastosowaniu metody akustycznej.

Słowa kluczowe

EN

partial discharge; PD; acoustic emission; AE; registration of acoustic emission signal

PL

wyładowanie niezupełne; WNZ; emisja akustyczna; EA; rejestracja sygnału emisji akustycznej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 11
• Strony: 286--290
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Śmietanka Hubert

• Instytut Energetyki – Instytut Badawczy, ul. Mory 8, 01-330 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-1274-080X

autor

Molas Michał

• Instytut Energetyki – Instytut Badawczy, ul. Mory 8, 01-330 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-5954-8335

autor

Ranachowski Zbigniew

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-2447-4705

autor

Ranachowski Przemysław

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-1152-610X

autor

Wieczorek Krzysztof

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-8906-0557

Bibliografia

• [1] Sikorski W., Ziomek W., Kuffel E., Staniek P., Siodla K., Location and Recognition of Partial Discharge Sources in a Power Transformer Using Advanced Acoustic Emission Method, Electrical Review, 10/2008 (2008), 20-23
• [2] Ranachowski Z., Wieczorek K., Ranachowski P., Dębowski T., Monitoring of Partial Discharges in Cable Insulation and Cable Head Using Acoustic Method, Archives of Acoustics, 47 (2022), No. 2, 259-265
• [3] Ranachowski Z., Misztal K., Misztal N., Bednarski G., Raport z pomiarów wyładowań niezupełnych (WNZ) generowanych wewnątrz zestawu dwóch mechanicznie połączonych modułów rozdzielnic typu CBGS-0 24 kV w wykonaniu podstawowym (Transformer/line protection). Raport IEn-IB Laboratorium Wielkopradowe dla I-DE Electricas Inteligentes S.A., Nr proj. badawcz. 4700375510, (2021-2022)
• [4] Bengtsson T., Jönsson B., Transformer PD diagnosis using acoustic emission technique, 10th International Symposium on High Voltage Engineering, Montreal, Canada, August (1997), 25-29
• [5] Markalous S., Tenbohlen S., Feser, K., Detection and location of partial discharges in power transformers using acoustic and electromagnetic signals, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 15 (2008), No. 6, 1576-1583
• [6] Lundgaard L. E., Partial discharge XIV. Acoustic partial discharge detection practical application, IEEE Electrical Insulation Magazine, 8 (1992), No. 5
• [7] Odic E., Jouseau E., Vivien G., Maroni C-S., Characterization of medium voltage equipment ageing by monitoring of partial discharges chemical and acoustical emission. 10th International Electrical Insulation Conf. INSUCON 2006, May (2006), Birmingham, United Kingdom, 24-29. HAL Id: hal- 00220492 https://centralesupelec.hal.science/hal-00220492, 2008
• [8] Liuhuo Wang, Haijing Wang, Lijun Wang, Wenjun Ning, Ji Wu, Hong Lu, Shenli Jia, Experimental investigation of transient earth voltage and acoustic emission measurements of partial discharge signals in medium-voltage switchgears, 2nd International Conference on Electric Power Equipment - Switching Technology (ICEPE-ST) (2013) https://www.researchgate.net/publication/269309880_Experime ntal_investigation_of_transient_earth_voltage_and_acoustic_e mission_measurements_of_partial_discharge_signals_in_medi um-voltage_switchgears
• [9] The Morocco-UK Power Project 2021, Retrieved January 12th (2021), from https://xlinks.co/morocco-uk-power-project/
• [10] Florkowski M., Partial discharges in high-voltage insulating systems. Mechanism, processing and analytics, [in Polish:] WIMIR AGH, Kraków, (2020) ISBN: 978-83-66364-75-2
• [11] Pepper D., Plath R., Partial Discharges in Typical Defects of Power Cable Systems at Variable Test Voltage Frequency- Fundamental and Practical Considerations Proc. of the 19th International Symposium on High Voltage Engineering, Pilsen, Czech Republic (2015)
• [12] Sikorski W., Walczak K., Gil W., Szymczak C., On-line Partial Discharge Monitoring System for Power Transformers based on the Simultaneous Detection of High Frequency, Ultra-High Frequency and Acoustic Emission Signals, Energies, 13 (2020), 3271-3308
• [13] Sikorski W., Walczak K., Moranda H. et al. Partial Discharge On-line Monitoring System Based on Acoustic Emission Method-Operational Experiences [in Polish:], Przeglad Elektrotechniczny, 88 (2012), 117-121
• [14] Guidelines for Unconventional Partial Discharge Measurements, Paris, Retrieved January 12th (2010), from https: //e-cigre.org/publication/ SESSION2010_D1-33
• [15] IEEE Guide for the Detection and Location of Acoustic Emissions from Partial Discharges in Oil-Immersed Power Transformers and Reactors, Retrieved January 12th (2018), from https://ieeexplore.ieee.org/document/4293265
• [16] Acoustic Emission (AE) Technology, Retrieved January 12th, from https://physicalacoustics.com/ae-technology/
• [17] Partial Discharge, Retrieved January 12th, from https://vallen.de/applications/partial-discharge/
• [18] Kunicki M., Cichoń A., Application of a Phase resolved Partial Discharge Pattern Analysis for Acoustic Emission Method in High Voltage Insulation Systems Diagnostics Archives of Acoustics, 43 (2018), 2, 235-243
• [19] Witos F., Olszewska A., System do analizy sygnałów emisji akustycznej generowanych przez wyładowania niezupełne w izolacji transformatorów elektroenergetycznych, Przeglad Elektrotechniczny, 88 (2012), 154 – 157
• [20] WD 100-900 KHZ WIDEBAND DIFFERENTIAL AE SENSOR, Retrieved January 12th, from https://physicalacoustics.com/byproduct/ sensors/WD-100-900-kHz-Wideband-Differential-AESensor
• [21] LT1028 Ultralow Noise Precision High Speed Op Amps (n.d.), Retrieved January 12th, from https://analog.com/en/products/lt1028.\
• [22] USB-1901/1902/1903 (n.d.) Retrieved January 12th from https://www.adlinktech.com/Products/
• [23] Ranachowski Z., Wieczorek K. , Ranachowski P., Dębowski T., Monitoring of Partial Discharges in Cable Insulation and Cable Head Using Acoustic Method, Archives of Acoustics, 47 (2022), No. 2, 259-265

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).