Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования




Скачать 103.36 Kb.
Название Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования
Тип Документы
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования
канд. техн. наук Поляков В.С., эксперт

Санкт-Петербург
За 30 лет нами накоплен опыт массового тепловизионного обсле­дования высоковольтного электрообо­рудования на восьми атомных элек­тро­станциях концерна “Росэнергоатом”, на Ленинградской АЭС и Ленин­градской подстанции 750 кВ МЭС ОЭС Северо - Запада, на Волжской и Саратовской ГЭС, Лукомльской ГРЭС, Сургутских ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Череповецкой ГРЭС, Киришской ГРЭС; подстанциях «Ленэнерго», «Новгородэнерго», «Вологдаэнерго» и многих других объектах.

С 1998 года тепловизионная диагностика введена в «Объем и нормы испытаний электрооборудования» [1], и это дает возможность ее массового применения всеми энергосистемами.

В соответствии с п.1.1 Приложения 3 [1] : «При тепловизионном контроле должны применяться тепловизоры с разрешающей способностью не хуже 0,1С предпочтительно со спектральным диапазоном 8-12 м».

Хотя наш опыт позволяет утверждать, что применимы тепловизион­ные приемники как ближнего 3-5 м, так и дальнего 8-12 м спектра инфракрасного излучения (ИК). Эффективно работать можно только с быстродействующими тепловизионными приемниками, малогабаритными и потребляющими минимум энергии от источника питания.

Применение тепловизионной диагностики основано на том, что наличие некоторых видов дефектов высоковольт­ного оборудования вызывает изменение температуры дефектных элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфра­красного (ИК) излучения, которое может быть зарегистрировано тепловизионными приборами.

Измерения необходимо проводить при отсутствии прямого солнечного излучения, при этом сплошная облачность не пропускает ИК излучение Солнца и в некоторых случаях возможно проведение теплови­зионной диагностики днем при сплошной облачности. Важно, чтобы изме­рялось собственное излучение обследуемого объекта, которое связано с наличием и степенью развития дефекта.

При проведении диагностики необходимо учитывать коэффициент излучения поверх­ности обследуемого объекта, а также угол между осью тепловизион­­ного приемника и нормалью к излучающей поверхности объекта. При проведении измерений однотипных объектов необходимо располагать тепловизионный приемник на одинаковом расстоянии и под одинаковым углом к оптической оси к поверхности объекта.

При обнаружении более нагретых зон необходимо прежде всего оценить, не является ли это следствием разницы в коэффициентах излучения, не связано ли это с наличием отверстий или расположенных под углом плоскостей.
Наличие дефекта выявляется сравнением темпе­ра­туры анало­гичных участков поверхности аппаратов,   работающих в оди­на­ковых условиях нагрева и   охлаждения.  Характер и сте­пень развития большинства дефек­тов может   быть  установлена только пос­ле дополнительных   измерений и  анализов, позволяющих оце­­нить состояние   каждой из  тепловыделяющих конст­рукционных частей   аппарата в  отдельности.
Обследовалось следующее электрооборудование :


  • Все типы контактных соединений ошиновки ОРУ, присоединений к линейным выводам аппаратов, разъемные контактные соединения разъединителей, внутренние контактные соединения камер воздушных и маломасляных выключателей;

  • Изоляторы экранированных токопроводов генераторного напряжения, шинных мостов автотрансформаторов и трансформаторов, опорные металлические конструкции шинных мостов;

  • подвесные и опорные фарфоровые изоляторы;

  • баки, вводы и системы охлаждения силовых трансформаторов;

  • вводы масляных выключателей и проходные вводы;

  • вентильные разрядники и ОПН;

  • измерительные трансформаторы тока;

  • измерительные трансформаторы напряжения - электромагнитные и емкостные;

  • конденсаторы связи;

  • высокочастотные заградители.


Тепловизионное обследование проводилось на основе «Методических указаний по контролю оборудования тепловизорами»[2], которые Концерн “Росэнергоатом” утвердил в качестве временного дирек­тивного документа, а в начальный период – на основе местного решения главного инженера.

  • Контактные соединения

Из более, чем 100000 обследованных контактных соединений ошиновки ОРУ 0,4 -35-110-220 - 330 - 500 - 750 кВ забраковано около 1500 контактов с различной сте­­пенью развития дефектов. Наибольшее число дефектных контактных соединений выявляется в соединении “нож-губка” разъединителей всех классов напряжения и присоединений к ВЧ заградителям. Отбраковка контактных соединений составляет около 1,5% от проверенных. При этом отбраковывались все контактные соединения с превышением температуры более 5С, но устанавливались разные сроки устранения дефекта. Это связано с тем, что скорость развития дефекта контактного соединения зависит от огромного числа факторов, на которые нет возможности воздействовать. Поэтому фактически необходима разра­ботка практически индивидуальных норм отбраковки для каждого РУ в зави­си­мости от конструкции контактного соединения, величины токов короткого замыкания и других факторов.

Важно отметить, что на тех объектах, где были выполнены рекомендации наших протоколов обследований контактных соединений не было повреждений контактных соединений, а при повторном обследовании не было обнаружено ни одного дефектного контактного соединения во всех обследованных распредуст­ройствах. Например, Калининская АЭС, Черепо­вец­кая ГРЭС, ПС «Чудово» и некото­рые другие.

  • Экранированные токопроводы генераторного напряжения, шинные мосты автотрансформаторов и трансформаторов, опорные металлические конструкции шинных мостов

На экранированных токопро­во­дах обнаруживались следующие дефекты:

  1. Образование короткозамкнутых контуров из-за неправильной сборки [3], что выявляется по местным перегревам бака трансформатора или конструкций, на которых укреплен токопровод;

  2. Изоляторов внутри токопровода по нагреву герметизирующей крышки основания изолятора.

При обследовании опорных металлических конструкций обнаружи­вается их нагрев до 55-60С, а нагрев некоторых соединительных болтов превышал 130С. Это связано как с образованием короткозамкнутых контуров вокруг токоведущих шин, так и с протеканием токов из-за разницы потенциалов на контурах заземления, например заземления трансформатора и здания электростанции. При КЗ возможно выплавление дефектных болтовых соединений, что может привести к возгоранию в РУ, поэтому необходим тепловизионный контроль опорных механических контсрукций РУ электростанций и подстанций.

  • Подвесные фарфоровые изоляторы

Контроль подвесной фарфоровой изоляции с помощью измерения температуры поверхности изоляторов теоретически и практически возможен [4] при достаточно высокой чувствительности и разрешающей способности тепло­визионной аппара­туры, однако в ОРУ подстанций и электростанций контроль затруднен в связи с увеличенным по сравнению с ВЛ числом изоляторов в гирлян­де, что снижает величину напряжения на каждом изоляторе, а это снижает в квадратичной зависи­мости величину температурного перепада между нормальным и дефект­ным изоляторами.

В результате проверки 23700 штук подвесных фарфоровых изолято­ров в ОРУ Киришской ГРЭС АО Ленэнерго, ОРУ Кольской и Смоленской АЭС и других не выявлено ни одного дефектного изолятора, кроме разру­шен­ных механически и видимых визуально, что подтверждает предложение об отказе от контроля подвесной изоляции в ОРУ подстанций и электро­станций в связи с отсутствием такой необходимости.

Обосновать возможность отказа от контроля подвесной фарфо­ровой изоляции в ОРУ 110 кВ и выше электростанций и подстанций нам уда­лось на основе анализа опыта эксплуатации и исследования причин нарушения электрической прочности изоляторов, а также сопос­тавления отбраковки и повреждаемости подвесной фарфоровой изоляции ОРУ.

Оказалось, что за обозримый период (около 50 лет) в энерго­системах практически не было ни одного случая повреждений подвесной фарфоровой изоляции в ОРУ электростанций или подстанций, а отбра­ковка была минимальной за исключением случаев, когда в эксплуата­цию поступала большая партия изоляторов, изготовленных с грубы­ми наруше­ниями технологии, как например, партии изоляторов Южно-Уральского изоляторного завода в начале 60-х годов. Естественно, что такие партии необходимо не контролировать, а целиком заменять. При детальном рассмотрении условий работы изоляции в ОРУ было отмечено, что она работает в облегченных условиях и нет причин для потери ею электри­ческой и механической прочности.

Некоторые предприятия Ленэнерго (Высоковольтная сеть) и предприятия других энергосистем приняли местные решения об отказе от контроля подвесной фарфоровой изоляции в ОРУ электростанций и под­стан­ций, а также кардинально изменили ситему контроля изоляции на ВЛ.

  • Баки, вводы и системы охлаждения силовых трансформаторов

При тепловизионном обследовании четко выявляются дефекты работы охладителей; термосифонных фильтров; местные перегревы баков; перегревы болтов, соединяющих колокол и поддоном; работы маслоуказа­телей по уровеню масла и другие. Четко вывяляются некоторые дефекты вводов, однако не связанные с увеличением тангенса угла диэлектрических потерь. В ряде случаев только тепловизионный контроль позволяет выя­вить причину роста газосодержания в масле трансформатора. Такими при­чи­нами могут быть как образование короткозамкнутых контуров при непрвильной сборке экранированных токопроводов, так и любые другие дефекты, приводящие к перегреву отдельных элементов бака от вихревых токов. Например, на блочном трансформаторе Сургутской ГРЭС причиной появления растворенных в масле газов была нарушенная изоляция смотрового лючка. Опыт тепловизионного обследования баков трансформа­торов подтверждает, что такое обследование должно обязательно включаться в объекм комплексного обследования трансформаторов при пере­ходе на ремонт по состоянию.

  • Вентильные разрядники

Тепловизионная диагностика позволяет выявлять не только дефектные элементы разрядников и ОПН, но такой дефект как перегрузка по величине напряжения на отдельных элементах, а для ОПН по блокам. Этот дефект не было возможности выявлять до изобретения дистанционного способа измере­ния распреде­ления напряжения [5].

В соответствии с ГОСТ 16357-70, вентильные разрядники выдерживают без ограничения времени наибольшее фазное напряжение сети, в течение 15 минут - 1,2 наибольшего фазного напряжения сети и в течение 3 минут - наибольшее допустимое напряжение на разряднике. Например, на разряд­нике типа РВМГ-330 наибольшее допустимое напряжение равно 290 кВ.

Так как ни ГОСТ, ни заводские инструкции не оговаривают допустимое напряжение на каждый элемент, а только в целом на фазу, то остается определить допустимое напряжение простым делением допустимого напряжения на число элементов, к которым оно приложено.

Тогда к каждому элементу без ограничения времени может быть приложено 26 кВ, в течение 15 минут - 31,5 кВ и в течение 3 минут - 36,25 кВ.

Неравномерное распределение напряжения по элементам приводит к ускоренному старению шунтирующих резисторов в разрядниках с искровыми промежутками или нелинейных резситоров в ОПН, а в дальнейшем к повреждениям разрядников. Поэтому необходимо ежегодно контролировать распределение напряжения по элементам с использованием тепловизора [6], а также регулировать распределение напряжения по элементам, не допуская превышения напряжения, указанного в ГОСТ`е. Из-за ограниченности объема статьи не приводим обоснования других факторов, на которые влияет распределение напряжения по разряднику, в частности, его существенного влияния на вольт-секундную характеристсику, то-есть на основную защитную характеристику разрядника.

  • Измерительные трансформаторы тока

Дефекты ТТ, которые обнаруживаются при тепловизионной диагно­стике связаны:

  1. с изменением изоляционных характеристик (tg основной изоляции);

  2. витковые замыкания во вторичных или связующих обмотках;

  3. остаточная намагниченность после протекания токов КЗ;

  4. изменение характеристик изоляционного масла.

Кроме того, измеряя температуру поверхности аппарата и зная аналитическое соотношение между температурой и tg изоляции, определяемое постоянными табличными факторами, можно с достаточной точностью оценивать и величину собственного tg изоляции аппарата [2].

На этом принципе основан способ косвенного измерения tg изоляции объектов, не нагреваемых иными источниками тепла, кроме тепла от собственных диэлектрических потерь изоляции. Очевидно, что такими аппаратами являются разного рода конденсаторы: конденсаторы связи, элементы конденсаторных батарей, конденсаторы емкостных делителей напряжения воздушных выключателей, изоляторы и т.д.

Для трансформаторов тока, в которых определено наличие дефекта, в соответствии с вышеизложенными рекомендациями, в зависимости от степени развития дефекта, необходимо выполнить срочное обследование в минимально возможные сроки или дополнительное обследование в срок до наступления ОЗМ. При этом необходимо выполнить :

  • ГХ-анализ газов, растворенных в масле;

  • Осциллографирование формы рабочего тока;

  • Снятие вольт-амперной характеристики;

  • Измерение tg основной изоляции (более информативно измерение tg под рабочим напряжением).


Решение о дальнейшей эксплуатации принимается по результатам дополнительного обследования.

Необходимо дополнить существующий объем испытаний ТТ по Нормам [1] обязательным обследованием после каждого неудаленного КЗ на присоединениях и не реже одного раза в год производить тепловизионный контроль.






Балаковская АЭС
Термограмма ТТ 500 кВ ВВ-22.

Расчетный tg по (5) для ТТ фазы В составляет 1,7%.

По результатам измерений и по влагосодержанию масла tg = 1,5%.


Тепловизионная диагностика позволила решить такие задачи, которые были бы невозможны при ее отсутствии:

  1. Возможность массового обследования огромного объема электрообо­рудования одной бригадой из трех человек с одной тепловизионной камерой за период подготовки энергетических объектов к осенне-зимнему максимуму нагрузок (все работы обычно проводились в течение июня-ноября месяцев);

  2. Выявить значительное количество аппаратов, находившихся в предаварийном состоянии – дефектные контактные соединения, ТТ, конденсаторы связи, вентильные разряд­­ники и ОПН;

  3. Выявить такие дефекты, которые не могут быть выявлены никакими другими методами, например, местный перегрев конструктивных элементов баков силовых трансформаторов, нагрев соединительных болтов в поддерживающих металлических конструкциях шинопроводов или перегрузки отдельных элементов вентильных разрядников 110 кВ и выше.

Список публикаций





1

РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. Изд.шестое. -М.:ЭНАС.1998.

2.

Поляков В.С. Применение тепловизионных приемников для выявления дефектов высоковольтного оборудования / Методические указания по кон­тролю оборудования тепловизорами - Л.: ЛИПКЭн,1990 - 57 с.

3.

О повышении надежности комплектных экранированных токопроводов генераторного напряжения (ЭЦ № Ц-07-87/э/)

4.

Цирель Я.А., Поляков В.С. и др. Применение приемников инфракрасного излучения для проверки контактов и изоляторов // Электрические станции,1976,N1.С.51-53.

5.

А.С.911345 (СССР).Способ дистанционного контроля распределения

напряжения на последовательно соединенных элементах высоковольтной установки. Поляков В.С. Опубл. в Б.И. N9 07.03.82.

Похожие:

Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Пояснительная записка по системе технического освидетельствования электрооборудования. Введение
Сто включает как изучение документации, так и проведение диагностики неразрушающими методами контроля: визуальная диагностика электротехнического...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности...
«Энергетическое оборудование высокого напряжения и его надежность», «Молниезащита» «Перенапряжения и координация изоляции», «Эксплуатация...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Правила пожарной безопасности при эксплуатации печного отопления,...
С понижением температуры среди различных причин пожаров ведущее место занимают несоблюдение мер пожарной безопасности при эксплуатации...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Правила пожарной безопасности при эксплуатации печного отопления,...
С понижением температуры среди различных причин пожаров ведущее место занимают несоблюдение мер пожарной безопасности при эксплуатации...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Инструкция Слесаря-электрика по ремонту электрооборудования
Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования по ремонту и обслуживанию электрооборудования относится к категории рабочих
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon План лекции Введение. Механизм воздействия бос. Бос как метод диагностики...
Опыт лечения детей с психозависимой формой бронхиальной астмы методом биологической обратной связи
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Эксплуатация электрооборудования в электрических сетях
Мероприятия, направленные на повышение эксплуатационной надежности электрооборудования
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Предлагаемого к проведению клинической апробации метода профилактики,...
«Эндоваскулярные технологии при локорегионарном лечении детей с интраокулярной ретинобластомой»
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon 5 подключение электрооборудования
...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Аннотация по дисциплине «Диагностика, эксплуатация и ремонт электроэнергетического оборудования»
Целью освоения дисциплины «Диагностика, эксплуатация и ремонт электроэнергетиче-ского оборудования» является изучение основ и особенности...
Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования icon Традиционных методов диагностики и лечения открытое акционерное общество...
В пособии кратко представлены основы метода гомеопатии, базирующегося на принципе подобия. Описан опыт адекватного интегрирования...

Руководство, инструкция по применению






При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск