Современные средства контроля и диагностики состояния электрооборудования электростанций, сетей и систем

Инфракрасная диагностика.

Современным универсальным средством диагностирования электрооборудования является инфракрасная термография, которая обеспечивает контроль его состояния без вывода из работы, увеличение ресурса электрооборудования за счет выявления дефектов на ранней стадии их развития, уменьшение потерь электроэнергии в контактных соединениях в результате своевременного ремонта контактов [37, 50].

С помощью термографических средств можно идентифицировать такие дефекты, как, например, локальный нагрев элементов конструкции, ухудшение состояния контактных соединений.

При инфракрасной термографии (тепловизионном контроле) выявляются следующие неисправности:

  • в силовых трансформаторах и автотрансформаторах:
    • — нарушения в работе систем охлаждения и оценка эффективности последних,
    • — нарушения внутренней циркуляции масла в баке трансформаторов,
    • — выявление магнитных полей рассеяния,
    • — дефекты изоляции маслонаполненных и фарфоровых вводов,
    • — ослабление контактных соединений токоведущих частей;
  • в баковых, масляных и воздушных выключателях:
  • — ухудшение состояния основной изоляции, изоляции вводов, шунтирующих конденсаторов,
  • — перегрев контактных соединений аппаратных зажимов, контактов дугогасительных устройств;
  • в разъединителях, отделителях, шинных мостах и их изоляции:
    • — нарушения разъемных контактных соединений, аппаратных зажимов, гибких связей,
    • — трещины в штыревых и опорно-стержневых изоляторах,
    • — дефекты подвесной изоляции;
  • в вентильных разрядниках, ограничителях перенаряжений:
  • — обрыв шунтирующих сопротивлений, нарушение герметизации элементов (увлажнение),
  • — неправильная комплектация и неравномерность распределения напряжения по элементам;
  • в измерительных трансформаторах тока и напряжения:
    • — нарушения наружных и внутренних контактных соединений,
    • — ухудшение внутренней изоляции обмоток, связанное со шла- мообразованием и другими дефектами;
  • в кабельных линиях:
  • — нарушение контактных соединений и оценка пожаробезопасности пучков кабелей,
  • — ухудшение изоляции концевых кабельных муфт и кабельных заделок;
  • в генераторах:
    • — нарушения паек лобовых частей обмоток,
    • — проведение испытаний на нагрев стали статора во время и после проведения ремонтных работ;
  • в воздушных линиях электропередачи:
  • — нарушение контактных соединений проводов,
  • — обнаружение дефектных изоляторов.

Выделение тепла в электрооборудовании, связанное с потерями энергии, позволяет использовать инфракрасное излучение (ИК-излу- чение) в целях диагностики. Например, термографическому сканированию подвергаются поверхность бака трансформатора, вводы, контактные соединения, элементы системы охлаждения и др.

По полученным термограммам можно идентифицировать ряд дефектов, таких как наличие застойных зон масла, неправильная или неэффективная работа системы охлаждения, локальные нагревы элементов конструкции, ухудшение состояния контактных соединений, ухудшение изоляции высоковольтных вводов и трансформаторов тока, возникновение короткозамкнутых контуров и др.

Неконтактные ИК-термометры измеряют температуру поверхности объекта с безопасного расстояния, что делает их незаменимыми приборами для решения задач правильной эксплуатации электрооборудования и профилактики неисправностей.

Нормальные включения и отключения токовой нагрузки, изменения температуры окружающей среды — все это приводит к ослаблению контактов, как следствие, к увеличению их электрического сопротивления, дополнительным потерям мощности на нагрев. Кроме того, повышению сопротивления контактов способствует грязь, угольная пыль, коррозия в контактах.

Специалисты утверждают, что температура электрооборудования, превышающая окружающую на 30 °С и больше, служит признаком се- рьезнойпроблемы. Поэтому, чтобыпродлитьсрокэксплуатации, например, электродвигателей, необходимо контролировать их температуру, что обеспечивает сбалансированное пофазное распределение энергии и соответствующие рабочие температуры.

При износе подшипников вырабатывается тепло, вследствие чего двигатель вибрирует и нарушается его центровка. Измерение температуры подшипников позволяет определить точки перегрева и спланировать ремонт или замену до полного повреждения электрооборудования. Что касается срока службы межвитковой изоляции двигателя, то он составляет около десяти лет. Приведенные ниже сведения показывают, как влияют рабочие температуры на продолжительность срока службы изоляции (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Срок службы изоляции

в зависимости от максимальной температуры

Максимальная температура

Срок службы изоляции

Превышает 10°С

50% нормального

Превышает 20 °С

25% нормального

Превышает 30 °С

12,5% нормального

Для силовых трансформаторов, как правило, указывают максимальные рабочие температуры. Точки перегрева, измеренные ИК-тер- мометром, говорят о дефекте обмотки трансформаторов.

Температуру проводов и кабелей также проверяют с помощью ИК-термометра, определяя по источнику тепла места трещин, коррозии или износа. Кроме того, с помощью ИК-термометра можно определить состояние батарей конденсаторов и фильтров источников постоянного тока, перегревшиеся изношенные электрические компоненты осветительных приборов до выхода их из строя.

Таким образом, регулярный контроль температуры позволяет избежать дорогостоящих затрат на ремонт или замену поврежденного электрооборудования. Знание температуры нагретого объекта необходимо, в особенности, если рядом находятся вещества, близкие к достижению температуры воспламенения.

Возможность контролировать ситуацию по реальному параметру (температуре) позволяет снизить вероятность возникновения пожаров и взрывов. Так, для обеспечения безопасности контроля в опасных зонах разработана модель ИК-термометра в искробезопасном исполнении (например, модель ST80-IS фирмы Raytek).

Кроме контроля температуры электрооборудования, необходимо контролировать состояние его изоляции, что выполняется с помощью методов измерения частичных разрядов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >