Osittaispurkaus on sähköjärjestelmän varhainen varoitusmerkki. Se voi kertoa eristeen heikkenemisestä, likaantumisesta, vaurioista, huonosta kontaktista tai asennukseen liittyvästä ongelmasta ennen kuin vika kehittyy käyttökatkokseksi, laiterikoksi tai turvallisuusriskiksi.

Perinteisesti osittaispurkausten havaitseminen on vaatinut erikoismittauksia, osaamista ja usein myös tarkasti suunniteltuja mittausjärjestelyjä. FLIR Si2 -sarjan äänikamerat tuovat tähän käytännönläheisen työkalun: ne paikantavat osittaispurkauksen synnyttämää korkeataajuista ääntä ja visualisoivat äänilähteen kameran näytölle.

Erityisesti FLIR Si2-PD ja FLIR Si2-Pro on suunniteltu osittaispurkausten havaitsemiseen, luokitteluun ja analysointiin kenttäolosuhteissa. Infradexin FLIR äänikamerat -sivulta löytyy kooste Si2-sarjan malleista ja niiden käyttötarkoituksista.


Mitä osittaispurkausanalyysi tarkoittaa käytännössä?

Osittaispurkaus eli partial discharge, PD, tarkoittaa paikallista eristyskyvyn pettämistä. Kyse ei yleensä ole koko eristevälin täydellisestä läpilyönnistä, vaan rajatusta purkauksesta eristeen sisällä, pinnalla tai kaasumaisessa eristeessä, kuten ilmassa.

Käytännön kunnossapidossa osittaispurkaus on tärkeä havainto siksi, että se voi olla merkki kehittyvästä viasta. Jos ilmiö jatkuu, se voi kuluttaa eristemateriaalia, lisätä häiriöriskiä ja pahimmillaan johtaa läpilyöntiin.

FLIR Si2:n osittaispurkausanalyysin arvo on siinä, että se tuo kenttätyöhön kolme asiaa samaan näkymään: purkauksen paikannuksen, purkaustyypin tulkinnan ja vakavuusarvioinnin. Tämä auttaa sähköalan ja kunnossapidon ammattilaisia arvioimaan, mitä kohteelle pitäisi tehdä seuraavaksi.


Miten FLIR Si2 havaitsee osittaispurkauksia?

FLIR Si2 on akustinen kamera. Se ei siis mittaa osittaispurkausta samalla tavalla kuin sähköinen PD-mittaus, vaan tunnistaa purkauksen synnyttämää ääntä. Osittaispurkaukset voivat tuottaa korkeataajuisia äänisignaaleja, joita ihmiskorva ei välttämättä kuule, mutta jotka kamera pystyy paikantamaan.

Kamera näyttää äänilähteen visuaalisesti näytöllä. Tämä tekee tarkastuksesta nopeaa ja turvallista erityisesti sähköasemilla, jakelulaitteissa, kytkinlaitoksissa, kaapelipäätteillä ja muissa keskijännite- tai suurjännitekohteissa, joissa kohteen fyysinen lähestyminen ei ole aina järkevää tai turvallista.

FLIR Si2-PD ja Si2-Pro voivat muodostaa havaitusta äänisignaalista PRPD-kuvion eli vaihe-erotellun osittaispurkauskuvion. Sen avulla voidaan arvioida, millainen purkaus on kyseessä. Kenttätyössä tämä on merkittävä etu, koska kaikki sähköisestä ympäristöstä kuuluva tai kameran havaitsema ääni ei ole osittaispurkausta.

Lisätietoa akustisen kuvantamisen yleisestä roolista löytyy Infradexin artikkelista Akustinen kuvantaminen FLIR Si2 -äänikameroilla.


PRPD-kuvio auttaa ymmärtämään purkauksen luonnetta

PRPD-kuvio, eli phase-resolved partial discharge pattern, kuvaa purkausten esiintymistä suhteessa vaihtojännitteen jaksoon. Eri osittaispurkaustyypeillä on usein erilaisia kuvioita: osa näkyy symmetrisinä klustereina, osa epäsymmetrisinä ja osa vain tietyssä jakson vaiheessa.

FLIR Si2:n tuottama PRPD-kuvio perustuu akustiseen signaaliin. On tärkeää huomata, että kamera ei tunne jännitteen absoluuttista vaihetta samalla tavalla kuin sähköinen PD-mittaus, joten PRPD-kuvio antaa suhteellista vaiheinformaatiota. Käytännön tarkastuksessa tämä riittää kuitenkin usein siihen, että käyttäjä saa paremman käsityksen purkaustyypistä ja sen mahdollisesta merkityksestä.

Kun kamera tunnistaa mahdollisen osittaispurkauksen, käyttäjä voi tallentaa kuvan ja täydentää analyysiä määrittämällä etäisyyden, jännitteen ja komponentin, jossa purkaus havaittiin. Tämän jälkeen kameran PD-analyysi voi antaa arvion purkaustyypistä, vakavuudesta sekä suositelluista jatkotoimenpiteistä.


Millaisia osittaispurkauksia Si2 voi tunnistaa?

FLIR Si2 luokittelee osittaispurkauksia käytännön tarkastuksia varten useisiin päätyyppeihin. Tärkeää on ymmärtää, että luokittelu tukee päätöksentekoa, mutta se ei poista asiantuntijan vastuuta arvioida kohdetta, olosuhteita ja kokonaisriskiä.


Pinta- tai sisäinen purkaus

Pinta- ja sisäiset purkaukset ovat usein vakavimpia osittaispurkauksen muotoja, koska ne voivat liittyä eristemateriaalin heikkenemiseen. Pintapurkaus voi syntyä esimerkiksi likaantumisen, kosteuden, vaurioiden tai eristepinnan epätasaisuuksien seurauksena. Sisäinen purkaus voi tapahtua eristeen sisällä, esimerkiksi ontelossa tai vaurioituneessa materiaalissa.

Näiden purkausten merkitys on kunnossapidon kannalta suuri. Jos ilmiö etenee, seurauksena voi olla eristeen täydellinen pettäminen. Siksi pinta- tai sisäiseksi purkaukseksi tulkittu havainto on yleensä syytä arvioida huolellisesti ja dokumentoida jatkotoimenpiteitä varten.

Tyypillisiä tarkastuskohteita ovat eristimet, läpiviennit, kaapelipäätteet ja kaapeliliitokset.


Kelluva purkaus

Kelluva purkaus syntyy, kun johtava osa on kelluvassa potentiaalissa suhteessa toiseen johtavaan osaan. Taustalla voi olla esimerkiksi huono kontakti, likaantunut liitos, hapettunut kosketuspinta, puutteellinen maadoitus tai asennukseen liittyvä ongelma.

Kaikki kelluvat purkaukset eivät välttämättä ole välittömästi kriittisiä, mutta ne ovat aina tarkastamisen arvoisia. Ne voivat kertoa komponentin, liitoksen tai rakenteen tilasta jotain sellaista, mikä ei näy paljaalla silmällä.

Tyypillisiä sijainteja ovat esimerkiksi kiskostojen tukieristeiden kiinnikkeet, maadoittamattomat osat ja komponentit, joissa on huono sähköinen kontakti.


Koronapurkaus

Koronapurkaus on osittaispurkaus ilmaan. Se syntyy tyypillisesti terävässä kohdassa, jossa sähkökentän voimakkuus kasvaa riittävän suureksi ionisoimaan ympäröivää ilmaa.

Korona ei aina tarkoita välitöntä vaurioriskiä. Se voi kuitenkin aiheuttaa häviöitä, sähkömagneettisia häiriöitä, kuuluvaa ääntä sekä otsonia ja muita yhdisteitä, jotka voivat vaurioittaa lähellä olevia materiaaleja. Erityisesti polymeerieristeiden läheisyydessä koronaan kannattaa suhtautua huolellisesti.

Tyypillisiä koronapurkauksen sijainteja ovat johtimien terävät kärjet, reunat, kulmat, ylijännitesuojat ja sähkölinjojen vaurioituneet säikeet.


Mitä hyötyä AI-avusteisesta analyysistä on kenttätyössä?

Osittaispurkausten tulkinta ei ole aina yksinkertaista. Äänilähde voi olla purkaus, mutta se voi olla myös värähtelyä, kaasuvuoto, paineilmavuoto tai elektronisen laitteen aiheuttama jaksollinen ääni. Siksi pelkkä äänilähteen paikantaminen ei vielä riitä.

FLIR Si2:n tekoäly-avusteinen analyysi auttaa käyttäjää arvioimaan havaintoa jo tarkastushetkellä. Kamera voi tukea käyttäjää purkaustyypin tunnistamisessa ja vakavuuden arvioinnissa. Tämä nopeuttaa päätöksentekoa ja auttaa priorisoimaan, mitkä kohteet vaativat välitöntä jatkotutkimusta ja mitkä voidaan ottaa mukaan suunniteltuun kunnossapitoon.

Käytännössä hyöty näkyy erityisesti kolmessa tilanteessa:

  • Kun sähköasemalla tai teollisuuslaitoksessa tarkastetaan useita kohteita yhdellä kierroksella
  • Kun havainto pitää dokumentoida nopeasti ja ymmärrettävästi kunnossapidon tai asiakkaan käyttöön
  • Kun käyttäjä haluaa erottaa mahdollisen osittaispurkauksen muista äänilähteistä jo kentällä

Infradexin artikkeli Osittaispurkausten havaitseminen FLIR Si2-PD äänikameran avulla avaa aihetta tarkemmin Si2-PD:n näkökulmasta.


Käyttökohteet sähköverkoissa ja teollisuudessa

FLIR Si2 soveltuu erityisesti keskijännite- ja suurjännitejärjestelmien tarkastuksiin. Tyypillisiä käyttökohteita ovat sähköasemat, kytkinlaitokset, muuntamot, voimajohdot, kaapelipäätteet, eristimet, läpiviennit ja teollisuuden sähkönjakelun kohteet.

Käyttöönotossa kameraa voidaan hyödyntää tarkastamaan, onko uudessa tai saneeratussa kohteessa asennuksiin, komponentteihin tai rakenteisiin liittyviä purkausilmiöitä. Säännöllisessä kunnossapidossa kamera voi toimia osana ennakoivaa tarkastusohjelmaa, jossa samoja kriittisiä kohteita seurataan määräajoin.

Suurin hyöty syntyy, kun osittaispurkausten havainnointi ei jää yksittäiseksi tarkastukseksi, vaan siitä rakennetaan toistettava prosessi: kohteet kuvataan, havainnot dokumentoidaan, vakavuus arvioidaan ja muutoksia seurataan ajan yli.


Muut äänilähteet: miksi tulkinta on tärkeää?

Koska FLIR Si2 paikantaa ääntä, se voi näyttää myös muita äänilähteitä kuin osittaispurkauksia. Tämä on sekä vahvuus että tulkintaa vaativa asia.

Muuntajien ja reaktorien hurina voi aiheuttaa komponenttien värähtelyä. Paineilma- ja kaasuvuodot tuottavat korkeataajuista sihinää. Jotkin pienjännitteiset elektroniset laitteet voivat muodostaa jaksollisia ääniä, jotka muistuttavat osittaispurkauksen kuviota.

Usein nämä voidaan erottaa osittaispurkauksista sijainnin, PRPD-kuvion puuttumisen tai käyttökohteen perusteella. Tästä syystä käyttäjän osaaminen on edelleen ratkaisevaa. Kamera nopeuttaa havaitsemista ja tarjoaa analyysin tueksi, mutta lopullinen kunnossapitopäätös tehdään aina kohteen teknisen kokonaiskuvan perusteella.


FLIR Si2-PD vai Si2-Pro?

FLIR Si2-PD on suunnattu osittaispurkausten havainnointiin. Se sopii käyttäjälle, jonka pääasiallinen tarve liittyy sähköverkon, sähköasemien, kytkinlaitteiden tai teollisuuden sähkönjakelun PD-tarkastuksiin.

FLIR Si2-Pro on laajempi vaihtoehto, joka yhdistää osittaispurkausten, paineilma- ja kaasuvuotojen sekä mekaanisten vikojen paikantamista. Se sopii organisaatioille, joissa samaa äänikameraa halutaan hyödyntää useassa kunnossapidon käyttökohteessa.

Jos tarve on kertaluonteinen selvitys, laitetta voi myös testata käytännön kohteessa. Infradexin laitteiston vuokraus -sivulta löytyy tietoa vuokrattavista lämpö- ja äänikameroista, mukaan lukien Si2-Pro.


Hyödyt asiakkaalle

FLIR Si2:n suurin hyöty on varhainen riskien tunnistaminen. Osittaispurkaus voi olla merkki viasta, joka ei vielä näy ulkoisesti, mutta joka voi kehittyä vakavaksi ongelmaksi.

Turvallisuus paranee, kun tarkastuksia voidaan tehdä etäältä ilman tarpeetonta lähestymistä jännitteisiin kohteisiin. Tämä ei poista sähkötyöturvallisuuden vaatimuksia, mutta vähentää tarvetta mennä lähelle tarkastettavaa komponenttia.

Kustannussäästöjä syntyy, kun viat voidaan havaita ennen kuin ne aiheuttavat laiterikkoja, käyttökatkoja tai kiireellisiä korjauksia. Erityisesti sähköasemilla ja teollisuuden kriittisessä sähkönjakelussa ennakoiva havainto voi olla huomattavasti arvokkaampi kuin jälkikäteen tehty korjaus.

Dokumentointi paranee, kun havainto voidaan tallentaa kuvana, äänilähteen sijaintina ja analyysituloksena. Tämä helpottaa korjausten priorisointia, raportointia ja havaintojen seurantaa.

Tehokkuus kasvaa, kun tarkastaja saa kentällä välittömän päätöksenteon tuen. Kaikkia havaintoja ei tarvitse käsitellä vasta toimistolla, vaan alustava luokittelu ja vakavuusarvio saadaan jo kohteessa.


Rajoitteet ja huomioitavat asiat

Akustinen osittaispurkausten paikannus on tehokas menetelmä, mutta se ei korvaa kaikkia sähköisiä PD-mittauksia. Erityisesti syvällä komponentin sisällä tapahtuva sisäinen purkaus ei välttämättä tuota sellaista ääntä, jonka kamera pystyy havaitsemaan.

Tulkintaan vaikuttavat myös etäisyys, ympäristön melu, esteet, kohteen rakenne, jännitetaso, sääolosuhteet ja purkauksen sijainti. Ulkotiloissa tuuli, sade ja ympäröivä teollinen melu voivat vaikuttaa tarkastuksen käytännön toteutukseen.

PRPD-kuvio antaa tärkeää lisätietoa, mutta sen tulkinta kannattaa yhdistää kohdetietoon ja kunnossapidon asiantuntemukseen. Vakavissa havainnoissa jatkotutkimukset, tarkempi sähköinen PD-mittaus tai komponentin tarkastus voivat olla tarpeen.


Yhteenveto

FLIR Si2 tuo osittaispurkausten havaitsemiseen käytännönläheisen ja nopeasti käyttöönotettavan työkalun. Kamera paikantaa korkeataajuisia äänilähteitä, muodostaa mahdollisista osittaispurkauksista PRPD-kuvion ja tukee käyttäjää purkaustyypin sekä vakavuuden arvioinnissa.

Sähköverkon, teollisuuden ja kiinteistöjen kriittisessä sähkönjakelussa tämä voi tarkoittaa nopeampaa riskien tunnistamista, parempaa dokumentointia ja suunnitelmallisempaa kunnossapitoa.

Kun osittaispurkausanalyysi yhdistetään osaavaan tulkintaan ja selkeään tarkastusprosessiin, FLIR Si2 auttaa muuttamaan näkymättömän sähköisen riskin konkreettiseksi havainnoksi. Infradex auttaa valitsemaan oikean Si2-mallin, suunnittelemaan käyttöönoton ja varmistamaan, että äänikamerasta saadaan todellista hyötyä kunnossapidon arkeen.


FAQ

 Mikä on osittaispurkaus?

Osittaispurkaus on paikallinen sähköpurkaus, jossa eristyskyky pettää osittain. Se voi tapahtua eristeen pinnalla, sisällä tai ilmassa. Ilmiö voi olla merkki kehittyvästä viasta sähköjärjestelmässä.

Miten FLIR Si2 havaitsee osittaispurkauksia?

FLIR Si2 havaitsee osittaispurkausten synnyttämää korkeataajuista ääntä ja visualisoi äänilähteen kameran näytölle. Si2-PD ja Si2-Pro voivat myös muodostaa PRPD-kuvion ja tukea purkaustyypin sekä vakavuuden arviointia.

Mitä PRPD-kuvio tarkoittaa?

PRPD-kuvio eli vaihe-eroteltu osittaispurkauskuvio kuvaa purkausten esiintymistä suhteessa vaihtojännitteen jaksoon. Sen avulla voidaan arvioida, minkä tyyppisestä osittaispurkauksesta voi olla kyse.

Korvaako FLIR Si2 perinteisen PD-mittauksen?

Ei kaikissa tilanteissa. FLIR Si2 on tehokas akustinen paikannus- ja analyysityökalu, mutta syvällä komponentin sisällä tapahtuvat purkaukset eivät aina tuota havaittavaa ääntä. Tarvittaessa havaintoja voidaan täydentää sähköisillä PD-mittauksilla tai muilla tarkastusmenetelmillä.

Kenelle FLIR Si2-PD sopii?

FLIR Si2-PD sopii erityisesti sähköverkon, sähköasemien, kytkinlaitteiden, kaapelipäätteiden ja teollisuuden sähkönjakelun tarkastuksiin. Si2-Pro sopii laajempiin kunnossapitotarpeisiin, joissa halutaan yhdistää osittaispurkausten, vuotojen ja mekaanisten vikojen paikannusta.

Infradex Oy on FLIR tuotteiden virallinen maahantuoja Suomessa ja tarjoaa asiantuntijakoulutusta sekä laitteet akustiikkakuvauksen sekä lämpökuvauksen erilaisiin sovelluksiin ja tarpeisiin. Ota yhteyttä jos haluat kuulla lisää!