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PRY-CAM 局部放電量測感測器原理

# 第22期

PRY-CAM 局部放電量測感測器原理

PRY-CAM PD測量儀,配置Electromagnetic sensor(電磁感測器)/ Ultra Wide Band(UWB)主動式電容探頭。為何能夠偵測、量化局部放電(Partial Discharge, PD)到1 pC(皮庫侖)的說明:

一、工作原理

1. 局部放電(PD)現象

局部放電是高壓設備絕緣材料內部或表面發生的微小電氣放電現象。這些放電通常不會完全穿透絕緣,但會產生高頻脈衝電磁波與電流訊號。

2. 主動式電容探頭(Active Capacitive Probe)

結構:主動式電容探頭是一種能夠偵測高頻(UWB, Ultra Wide Band)電磁訊號的感測器。

原理:當局部放電發生時,會在設備表面或附近空間產生高頻電場變化。電容探頭藉由與設備表面形成一個「微型電容」感應這些高頻電場脈衝。

主動式設計:內部有低噪訊放大器,能夠提升微弱訊號,減少外部雜訊干擾,提高靈敏度。

3. 超寬頻(UWB)技術

UWB 感測器能夠偵測極短暫、頻率範圍極廣的脈衝訊號(如局部放電產生的電磁波)。這使得感測器可以捕捉到 PD 的瞬間訊號,並且不受一般低頻雜訊干擾。

二、為何能偵測並量化到 1 pC?

1. 高靈敏度探頭設計

專利主動式電容探頭設計,能夠感測非常微弱的電荷轉移(PD事件),即使只有 1 pC(皮庫侖,1皮庫侖=10^-12 庫侖)也能偵測。

2. 訊號處理技術

UWB 技術能夠將 PD 的高頻脈衝訊號即時捕捉。

內建數位訊號處理(DSP)技術,能夠將感測到的電磁訊號轉換為可量化的電荷值(pC),並過濾背景雜訊。

3. 量化方式

每一次局部放電事件會產生一個高頻脈衝,探頭偵測到後,系統會計算其對應的電荷量。

透過校正與標準化,設備能夠將每一次放電事件轉換為精確的 pC 數值。

三、總結

PRY-CAM 的 UWB 主動電容探頭能夠偵測局部放電,是因為:

局部放電會產生高頻電磁訊號。UWB 主動式電容探頭能夠高靈敏度地感測這些訊號。

內建放大器與數位訊號處理技術將微弱訊號放大、量化,並過濾雜訊。

最終可以精確地量化每次局部放電的電荷,解析度可達 1 pC。

 

補充:局部放電的檢測意義

量化局部放電可用於評估高壓設備的絕緣健康狀況,及早發現絕緣缺陷,預防故障。

 

PRY-CAM 局部放電量測感測器原理