Nhận diện nhiễu trong thử nghiệm phóng điện cục bộ

Trong máy thử nghiệm phóng điện cục bộ, việc phân biệt tín hiệu phát sinh từ mẫu thử với tín hiệu nhiễu là yếu tố quan trọng để đánh giá kết quả đo. Nhiễu không chỉ đi vào hệ thống theo cùng đường với tín hiệu phóng điện cục bộ qua cảm biến dòng điện, mà còn có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống giám sát do nối đất, che chắn hoặc xử lý mạch chưa phù hợp.

Ở môi trường hiện trường, nhiễu có thể xuất hiện với nhiều dạng và cường độ khác nhau tùy theo vị trí đo. Vì vậy, trước khi kết luận về tình trạng của đối tượng thử, cần xem xét nguồn phát, đường truyền và đặc điểm của tín hiệu thu được.

Nguồn nhiễu trong Máy thử nghiệm phóng điện cục bộ

Nhiễu điện từ thường đi đến điểm đo theo hai cơ chế chính: ghép trực tiếp qua không gian và dẫn truyền theo đường dây. Mỗi điểm đo có đường ghép nhiễu riêng, do đó mức độ ảnh hưởng đến kết quả có thể không giống nhau. Việc thay đổi vị trí cảm biến hoặc cấu hình kết nối cũng có thể làm thay đổi dạng tín hiệu quan sát được.

Các nguồn nhiễu thường được chia thành nhiễu liên tục có tính chu kỳ, nhiễu xung và nhiễu trắng. Cách phân loại này giúp người vận hành nhận biết bản chất tín hiệu, từ đó tránh xem mọi xung thu được là dấu hiệu phóng điện bên trong mẫu thử.

Nhiễu liên tục có tính chu kỳ

Dạng nhiễu này có thể liên quan đến sóng hài bậc cao, truyền thông sóng mang hoặc thông tin vô tuyến. Khi tín hiệu nhiễu tồn tại liên tục và biên độ tương đối ổn định, nó thường tạo thành nền nhiễu trong quá trình đo. Nền nhiễu làm giảm khả năng quan sát các tín hiệu phóng điện nhỏ.

Nhiễu xung

Nhiễu xung gồm nhiễu xung tuần hoàn và nhiễu xung ngẫu nhiên. Nhiễu xung tuần hoàn chủ yếu có thể phát sinh từ dòng xung tần số cao khi thiết bị điện tử công suất hoạt động. Trong khi đó, nhiễu xung ngẫu nhiên có thể đến từ phóng điện vầng quang trên đường dây cao áp, phóng điện của thiết bị điện khác, thao tác bộ chuyển nấc, hồ quang khi động cơ vận hành hoặc phóng điện tại vị trí tiếp xúc kém.

Nhiễu trắng

Nhiễu trắng có thể bao gồm nhiễu nhiệt của cuộn dây, nhiễu từ lưới nối đất, nhiễu trên đường cấp nguồn và các dạng nhiễu ghép vào đường tín hiệu bảo vệ rơ-le của máy biến áp. Dù không phải lúc nào cũng biểu hiện như các xung rõ rệt, chúng vẫn có thể làm tăng mức nền và ảnh hưởng đến độ nhạy đo.

Nhiễu ảnh hưởng thế nào đến kết quả đo?

Nếu nhiễu liên tục có biên độ gần như tương đương nhau, độ nhạy hiệu dụng của thiết bị kiểm tra phóng điện cục bộ phát hiện sẽ giảm. Khi đó, mức phóng điện nhỏ nhất có thể quan sát được cao hơn mức tối thiểu về mặt lý thuyết của mạch thử. Theo dữ liệu nguồn, dạng nhiễu này có thể tăng theo điện áp, khiến độ nhạy giảm tương ứng.

Một rủi ro khác là tín hiệu phóng điện phát sinh trong chính mạch thử có thể tăng khi điện áp tăng và bị nhầm là phóng điện xảy ra trong mẫu thử. Do đó, chỉ dựa vào việc thấy tín hiệu xuất hiện hoặc tăng lên theo điện áp là chưa đủ để quy kết nguồn phát cho đối tượng đang kiểm tra.

Phân nhóm nhiễu theo thời điểm xuất hiện

Theo vị trí và điều kiện phát sinh trong mạch thử, nguồn nhiễu có thể được xem xét theo hai nhóm. Nhóm thứ nhất không phụ thuộc vào việc đặt điện áp cao bên ngoài lên mạch. Nhóm thứ hai chỉ xuất hiện khi mạch được cấp điện áp cao. Cách tiếp cận này hữu ích khi theo dõi sự thay đổi của tín hiệu giữa các trạng thái vận hành của phép thử.

Một số dạng nhiễu cần lưu ý gồm:

• Nhiễu từ nguồn cấp: có thể ảnh hưởng đến phép đo ngay khi phần điều khiển, bộ điều áp và máy biến áp đã được kết nối, kể cả khi chưa tăng áp.
• Nhiễu từ hệ thống nối đất: có thể gây sai lệch do chênh lệch điện thế giữa các điểm kết nối của thiết bị đo, đặc biệt khi tiếp địa kém hoặc có nhiều điểm nối đất.
• Nhiễu từ bức xạ điện từ và phép thử lân cận: bao gồm nhiễu tần số vô tuyến, ảnh hưởng từ thiết bị cao áp gần đó, đèn huỳnh quang, hàn điện, hồ quang hoặc tia lửa điện.
• Phóng điện trong mạch thử: tín hiệu phát sinh từ các phần tử của mạch cần được phân biệt với tín hiệu của mẫu thử.
• Nhiễu tiếp xúc: có thể phát sinh khi đường dây thử hoặc các điểm tiếp xúc của mẫu không tốt.

Điểm cần chú ý khi đánh giá tín hiệu

Mục tiêu thực tế là giảm nhiễu đến mức thấp nhất có thể và nhận diện nguồn tín hiệu một cách thận trọng. Việc quan sát dạng sóng phóng điện thực tế hỗ trợ phân biệt phản hồi nhiễu với tín hiệu được cho là xuất phát từ mẫu. Đồng thời, cần kiểm tra tính phù hợp của nối đất, che chắn, đường dây kết nối và các phần tử trong mạch thử.

Hiểu rõ máy phân tích phóng điện cục bộ giúp quá trình đo có cơ sở hơn: không bỏ sót tín hiệu quan trọng do nền nhiễu tăng, đồng thời hạn chế diễn giải nhầm các xung nhiễu thành khuyết tật của đối tượng thử.