Диагностика электрооборудования приборами тепловизионного контроля в ОАО «ЕЭСК»

Page 1
background image

Page 2
background image

114

СЕТИ

РОССИИ

д

и

а

г

н

о

с

т

и

к

а

 и

 м

о

н

и

т

о

р

и

н

г

диагностика и мониторинг

В

 

 

настоящее

 

время

 

боль

-

шая

 

часть

 

оборудования

эксплуатируемого

 

ОАО

 

«

Екатеринбургская

 

элек

-

тросетевая

 

компания

», 

имеет

 

срок

 

эксплуатации

как

 

и

 

в

 

целом

 

по

 

России

более

 20 

лет

Кроме

 

того

в

 

результате

 

недофинансирования

 

в

 

течение

 

ряда

 

лет

 

в

 

необходимых

 

объёмах

 

проведения

 

планово

-

профилактических

 

работ

 

снизились

 

качество

 

и

 

надёжность

 

энергоснаб

-

жения

 

и

 

увеличилась

 

повреждае

-

мость

 

электрооборудования

У

 

по

-

требителей

 

всё

 

больше

 

появляется

 

высокоинтеллектуальных

 

электри

-

ческих

 

устройств

 

различного

 

на

-

значения

что

 

приводит

 

к

 

росту

 

по

-

требления

 

электрической

 

энергии

Растущий

 

спрос

 

на

 

электроэнергию

 

постоянно

 

повышает

 

нагрузку

 

на

 

установленное

 

оборудование

осо

-

бенно

 

остро

 

эта

 

проблема

 

стоит

 

в

 

зимний

 

период

Поэтому

 

в

 

сло

-

жившихся

 

условиях

 

острее

 

встаёт

 

проблема

 

диагностики

 

электрообо

-

рудования

а

 

именно

 

применения

 

методов

 

диагностики

 

без

 

отключе

-

ния

 

оборудования

 

и

 

с

 

оценкой

 

его

 

остаточного

 

ресурса

.

К

 

числу

 

таких

 

высокоэффектив

-

ных

 

способов

 

диагностики

 

относит

-

ся

 

тепловизионный

 

контроль

  (

ТВК

электрооборудования

Он

 

позволяет

 

обнаруживать

 

дефекты

 

на

 

ранней

 

стадии

 

их

 

развития

Весьма

 

эффек

-

тивен

 

тепловизионный

 

контроль

 

по

 

выявлению

 

дефектов

 

действующе

-

го

 

электрооборудования

особен

-

но

 

контактных

 

соединений

Кроме

 

того

он

 

позволяет

 

провести

 

оцен

-

ку

 

теплового

 

состояния

 

силовых

 

и

 

измерительных

 

трансформаторов

электродвигателей

разрядников

реакторов

 

и

 

другого

 

электрообо

-

рудования

 

в

 

процессе

 

их

 

эксплуа

-

тации

 

без

 

снятия

 

напряжения

что

 

особенно

 

актуально

Такая

 

диагностика

 

электрообору

-

дования

 

информативна

экономич

-

на

 

и

 

удобна

Применение

 

тепловизи

-

онного

 

контроля

 

позволяет

 

перейти

 

к

 

системе

 

поддержания

 

эксплуата

-

ционной

 

готовности

 

оборудования

 

путём

 

организации

 

мониторинга

 

технического

 

состояния

 

электрообо

-

рудования

 

и

 

проведения

 

ремонта

 

по

 

результатам

 

этого

 

мониторинга

Особенно

 

эффективен

 

тепловизион

-

ный

 

контроль

 

при

 

проведении

 

мо

-

Диагностика 

электрооборудования 

приборами 

тепловизионного 

контроля 

в ОАО «ЕЭСК»

Виталий МЕЛЁХИН, ведущий инженер сектора ТВК, 

Виталий ШАБАНОВ, заместитель начальника службы 

изоляции и защиты от перенапряжений,

ОАО «Екатеринбургская электросетевая компания»


Page 3
background image

115

№ 3 (18), май–июнь, 2013

ниторинга

 

с

 

нагрузкой

 

электрообо

-

рудования

близкой

 

к

 

номинальной

Наоборот

при

 

проведении

 

такого

 

контроля

 

с

 

малыми

 

нагрузками

 

раз

-

вивающийся

 

дефект

 

на

 

начальной

 

стадии

 

может

 

быть

 

не

 

выявлен

.

Выделяют

 

три

 

параметра

по

 

которым

 

может

 

быть

 

произведена

 

оценка

 

состояния

 

оборудования

превышение

 

температуры

 — 

раз

-

ность

 

между

 

измеренной

 

темпе

-

ратурой

 

нагрева

 

и

 

температурой

 

окружающего

 

воздуха

избыточная

 

температура

 — 

превышение

 

из

-

меренной

 

температуры

 

над

 

темпе

-

ратурой

 

аналогичных

 

узлов

 

других

 

фаз

находящихся

 

в

 

одинаковых

 

условиях

коэффициент

 

дефектно

-

сти

 — 

отношение

 

измеренного

 

пре

-

вышения

 

температуры

 

контактного

 

соединения

 

к

 

превышению

 

темпе

-

ратуры

измеренному

 

на

 

целом

 

участке

 

проводника

отстоящем

 

от

 

данного

 

контактного

 

соединения

 

на

 

расстоянии

 

не

 

менее

 1 

м

Оцен

-

ка

 

состояния

 

оборудования

 

также

 

может

 

производиться

 

по

 

ряду

 

дру

-

гих

 

параметров

например

 

дина

-

мике

 

изменения

 

температуры

 

во

 

времени

с

 

изменением

 

нагрузки

 

и

 

др

Наиболее

 

информативный

 

и

 

распространённый

 

браковочный

 

критерий

 — 

избыточная

 

температу

-

ра

По

 

этому

 

критерию

 

диагностика

 

оборудования

 

может

 

производить

-

ся

 

практически

 

без

 

учёта

 

нагрузок

В

 

зависимости

 

от

 

значений

 

пре

-

вышения

 

температуры

 

выделяют

 

три

 

степени

 

состояния

 

оборудова

-

ния

нормальное

развившийся

 

и

 

аварийный

 

дефекты

В

 

дальнейшем

 

при

 

повторной

 

тепловизионной

 

диа

-

гностике

 

оборудование

 

одной

 

кате

-

гории

 

может

 

быть

 

переведено

 

в

 

дру

-

гую

худшую

 

категорию

например

развившийся

 

дефект

 

при

 

развитии

 

может

 

стать

 

аварийным

При

 

этом

 

владелец

 

оборудования

 

решает

в

 

каких

 

режимах

 

может

 

использо

-

ваться

 

оборудование

и

 

планирует

 

вывод

 

дефектного

 

оборудования

 

из

 

работы

 

и

 

его

 

ремонт

Разумеется

аварийный

 

дефект

 

требует

 

немед

-

ленного

 

вывода

 

оборудования

 

из

 

работы

 

и

 

его

 

ремонта

.

В

 

настоящее

 

время

 

существует

 

множество

 

достаточно

 

доступных

 

устройств

 

для

 

проведения

 

теплови

-

зионного

 

контроля

 — 

тепловизоров

 

различных

 

производителей

Выбор

 

конкретной

 

модели

 

должен

 

произ

-

водиться

 

исходя

 

из

 

назначения

 

те

-

Рис

. 1. 

Нагрев

 

кабельного

 

наконечника

 

фазы

 «

В

» 

из

-

за

 

плохого

 

контакта

пловизора

а

 

именно

 

для

 

каких

 

объ

-

ектов

 

будет

 

использоваться

 

прибор

Так

например

для

 

сетевых

 

объек

-

тов

  (

ТП

РП

рекомендуются

 

более

 

простые

 

модели

обладающие

 

не

-

большими

 

массогабаритными

 

по

-

казателями

несколько

 

худшими

 

ха

-

рактеристиками

 

и

 

возможностями

но

 

более

 

удобными

 

при

 

небольших

 

расстояниях

 

до

 

объекта

.

Для

 

объектов

имеющих

 

боль

-

шие

 

расстояния

таких

 

как

 

подстан

-

ции

 110/220 

кВ

более

 

удобным

 

бу

-

дет

 

прибор

обладающий

 

высоким

 

разрешением

 

ИК

-

изображений

дополнительными

 

функциями

 

и

 

воз

-

можностями

Для

 

таких

 

объектов

 

желательно

 

иметь

 

прибор

 

с

 

вынос

-

ным

 

монитором

Разумеется

такой

 

прибор

 

будет

 

иметь

 

большие

 

габа

-

риты

 

и

 

вес

Ведущие

 

производители

 

теплови

-

зионной

 

техники

 

выпускают

 

прибо

-

ры

 

с

 

необходимыми

 

параметрами

удовлетворяющими

 

требованиям

 

энергетиков

такими

 

как

напри

-

мер

детектор

 

без

 

охлаждения

 

жид

-

ким

 

хладагентом

наличие

 

сменной

 

оптики

спектральный

 

диапазон

ИК

-

разрешение

 

и

 

др

Некоторые

 

пара

-

метры

 

тепловизоров

 

для

 

энергетики

 

имеют

 

менее

 

жёсткие

 

требования

чем

 

для

 

других

 

отраслей

  (

напри

-

мер

для

 

металлургического

 

произ

-

водства

 

необходим

 

больший

 

диа

-

пазон

 

измеряемых

 

температур

), 

но

 

определённые

 

параметры

 

довольно

 

специфичны

о

С


Page 4
background image

116

СЕТИ РОССИИ

В

 

основном

 

тепловизоры

 

полно

-

стью

 

удовлетворяют

 

энергетиков

 

своими

 

параметрами

но

 

можно

 

отметить

 

некоторые

 

общие

 

мини

-

мальные

 

требования

предъявляе

-

мые

 

ко

 

всем

 

тепловизорам

кото

-

рые

 

отличаются

 

у

 

разных

 

моделей

 

даже

 

одной

 

фирмы

 (

табл

.)

Что

 

касается

 

остальных

 

параме

-

тров

 

и

 

дополнительных

 

функций

то

 

их

 

наличие

 

будет

 

определяться

 

лич

-

ным

 

предпочтением

 

оператора

.

Тепловизионным

 

контролем

 

определяется

 

повышенный

 

нагрев

 

любых

 

объектов

 (

в

 

первую

 

очередь

 

силового

 

электрооборудования

), 

но

 

можно

 

отметить

 

наиболее

 

характер

-

ные

  «

слабые

» 

места

В

 

РУ

-6—10 

кВ

 

РП

ТП

 — 

нагревы

 

болтовых

 

кон

-

тактных

 

соединений

нагрев

 

втыч

-

ных

 

контактов

 

разъединителей

 

(

рис

. 1). 

В

 

РУ

-0,4 

кВ

 — 

нагрев

 

кон

-

тактов

 

рубильников

втычных

 

кон

-

тактов

 

предохранителей

  (

рис

. 2), 

болтовых

 

контактных

 

соединений

 

кабельных

 

наконечников

На

 

ПС

 — 

нагревы

 

болтовых

 

контактных

 

сое

-

динений

 

выводов

 

электрооборудо

-

вания

 

со

 

шлейфами

 (

рис

. 3).

Тепловизионный

 

метод

 

имеет

 

це

-

лый

 

ряд

 

неоспоримых

 

преимуществ

 

(

дистанционность

наглядность

объективность

высокая

 

произво

-

дительность

оперативность

 

и

 

т

.

п

.) 

по

 

сравнению

 

с

 

традиционными

 

методами

 

диагностики

 

электрообо

-

рудования

что

 

делает

 

его

 

вели

-

колепным

 

инструментом

 

в

 

руках

 

Таблица

Требования

предъявляемые

 

к

 

параметрам

 

тепловизоров

Параметр

Значение

Комментарии

Диапазон

 

измеряемых

 

температур

от

 -20

о

С

  

до

 +200

о

С

Более

 

широкий

 

диапазон

 

не

 

тре

-

буется

Диапазон

 

рабочих

 

температур

от

 -15

о

С

  

до

 +50

о

С

Данный

 

параметр

 

должен

 

выби

-

раться

 

исходя

 

из

 

условий

 

окружа

-

ющей

 

среды

 

местности

где

 

будет

 

эксплуатироваться

 

прибор

Угол

 

обзора

не

 

менее

 24

о

Более

 

широкий

 

угол

 

предпочти

-

тельнее

Погрешность

не

 

хуже

 2%

Питание

автономное

позволяющее

 

работать

 

не

 

менее

 4 

часов

Дополнительные

 

функции



запоминание

 

не

 

менее

 

100 

термограмм

;



текстовые

 

и

 

голосовые

 

комментарии

;



лазерный

 

указатель

;



ручное

 

управление

 

фокусировкой

опытного

 

оператора

В

 

ОАО

  «

ЕЭСК

» 

получен

 

значительный

 

опыт

 

при

-

менения

 

метода

 

тепловизионного

 

контроля

 

для

 

диагностики

 

энергети

-

ческого

 

оборудования

Изначально

 

был

 

применён

 

дифференцирован

-

ный

 

подход

 

к

 

закупке

 

тепловизоров

в

 

зависимости

 

от

 

размера

 

объекта

как

 

было

 

указано

 

выше

Сейчас

 

в

 

ОАО

  «

ЕЭСК

» 

имеются

 

две

 

группы

 

приборов

Одна

 — 

для

 

работы

 

на

 

объектах

 

условно

 

малых

 

размеров

 — 

объектах

 

распределительной

 

сети

 

(

ТП

РП

). 

Эти

 

тепловизоры

напри

-

мер

 FLIR E50, 

обладают

 

меньшими

 

массогабаритными

 

параметрами

у

 

них

 

отсутствует

 

ряд

 

дополнительных

 

функций

таких

 

как

 

выносной

 

мони

-

тор

 

и

 

др

., 

но

 

работать

 

в

 

стеснённых

 

условиях

 

таким

 

прибором

 

гораздо

 

удобнее

Другая

 

группа

 — 

для

 

более

 

крупных

 

объектов

 — 

открытых

 

под

-

станций

 35—220 

кВ

например

 FLIR 

P640M. 

Они

 

обладают

 

большим

 

выносным

 

монитором

на

 

котором

 

хорошо

 

видны

 

элементы

 

оборудо

-

вания

 

на

 

значительном

 

удалении

а

 

также

 

рядом

 

дополнительных

 

функ

-

ций

которые

 

позволяют

 

обрабаты

-

вать

 

и

 

анализировать

 

термограммы

 

прямо

 

на

 

месте

 

измерения

.

По

 

состоянию

 

оборудования

 

в

 

ОАО

 «

ЕЭСК

» 

выделяются

 

следующие

 

категории

:

• 

нормальное

 

состояние

 — 

состо

-

яние

 

оборудования

имеющего

 

превышение

 

температуры

  (

не

 

выше

 10

о

С

и

 

избыточную

 

тем

-

пературу

 

в

 

пределах

 

норматив

-

ных

 

значений

;

• 

развившийся

 

дефект

 — 

состоя

-

ние

 

оборудования

характеризу

-

ющееся

 

повышенным

 

нагревом

 

(

превышение

 

температуры

 

от

 

10

 

до

 30

о

С

). 

Такой

 

дефект

 

требу

-

ет

 

устранения

 

в

 

течение

 

месяца

 

либо

 

при

 

ближайшем

 

ремонте

 

оборудования

 

в

 

течение

 

года

;

• 

аварийный

 

дефект

 — 

дефект

характеризующийся

 

высоким

 

превышением

 

температуры

 

(

выше

 30

о

С

и

 

необходимостью

 

его

 

немедленного

 

устранения

В

 

ОАО

 «

ЕЭСК

» 

аварийные

 

дефек

-

ты

 

подразделяются

 

ещё

 

на

 

две

 

категории

высшая

 

аварийная

 

Рис

. 2. 

Нагрев

 

втычного

 

контакта

 

предохранителя

 

из

-

за

 

плохого

 

контакта

 

в

 

болтовом

 

соединении

о

С


Page 5
background image

117

№ 3 (18), май–июнь, 2013

и

 

аварийная

Дефекты

 

высшей

 

аварийной

 

категории

 

характе

-

ризуются

 

сверхвысоким

 

нагре

-

вом

  (

превышение

 

температуры

 

выше

 100

о

С

), 

обугливанием

 

изо

-

ляции

изменением

 

цвета

 

метал

-

ла

  (

отжиг

и

 

т

.

п

Оборудование

 

с

 

подобными

 

дефектами

 

отклю

-

чается

 

немедленно

и

 

дефект

 

устраняется

 

в

 

течение

 

суток

Просто

 

аварийные

 

дефекты

 

характеризуются

 

превышением

 

температуры

 

до

 100

о

С

Такие

 

дефекты

 

требуют

 

отключения

 

оборудования

 

и

 

устранения

 

дефекта

 

в

 

течение

 

недели

при

 

условии

 

что

 

нагрузка

 

не

 

будет

 

увеличиваться

.

После

 

того

 

как

 

развившийся

 

и

 

аварийный

 

дефекты

 

были

 

устра

-

нены

необходимо

 

вновь

 

произве

-

сти

 

тепловизионный

 

контроль

 

для

 

определения

 

качества

 

проведения

 

ремонтных

 

работ

Были

 

случаи

когда

 

проведённого

 

ремонта

 

недо

-

статочно

 

для

 

устранения

 

дефекта

 

и

 

требуется

 

повторное

 

отключение

 

оборудования

Вышеуказанные

 

значения

 

пре

-

вышения

 

температуры

главным

 

образом

относятся

 

к

 

проводникам

Что

 

касается

 

изоляторов

 

и

 

изоляци

-

онных

 

материалов

то

 

здесь

 

превы

-

шение

 

температуры

при

 

котором

 

дефект

 

относится

 

к

 

аварийному

гораздо

 

ниже

 (

например

превыше

-

ние

 

в

 10

о

для

 

концевых

 

кабельных

 

муфт

 

является

 

критическим

). 

Ещё

 

один

 

момент

который

 

необходимо

 

учитывать

 

при

 

обработке

 

результа

-

тов

 

тепловизионного

 

контроля

если

 

имеется

 

место

 

локального

 

нагрева

то

 

это

 

даёт

 

основание

 

предполагать

  

развитие

 

дефекта

Особенно

 

часто

 

такие

 

дефекты

 

возникают

 

в

 

конце

-

вых

 

кабельных

 

муфтах

 (

рис

. 4).

В

 

ОАО

 «

ЕЭСК

» 

ежегодно

 

обследу

-

ется

 

методами

 

ТВК

 

свыше

 200 

объ

-

ектов

 

ТП

 

и

 

РП

 

и

 

более

 70 

подстанций

 

110—220 

кВ

После

 

проведения

 

ре

-

монтов

 

по

 

выявленным

 

дефектам

 

производится

 

повторное

 

обследова

-

ние

 

около

 50% 

объектов

При

 

этом

 

аварийные

 

дефекты

 

устраняются

 

сразу

 

же

а

 

развившиеся

 — 

при

 

бли

-

жайшем

 

ремонте

 

в

 

течении

 

полуго

-

да

Аварийных

 

дефектов

 

выявляется

 

около

 30% 

от

 

общего

 

количества

 

де

-

фектов

.

Рис

. 3. 

Нагрев

 

контакта

 

вывода

 

трансформатора

 

фазы

 «

С

» 

со

 

шлейфом

Большинство

 

повреждений

вы

-

явленных

 

нашими

 

специалистами

связаны

 

с

 

контактными

 

соедине

-

ниями

  (

болтовые

прессованные

втычные

), 

но

 

достаточно

 

много

 

выявляется

 

дефектов

которые

 

не

 

связаны

 

с

 

контактами

Это

 

такие

 

дефекты

как

 

повышенный

 

нагрев

 

маслонаполненных

 

силовых

 

транс

-

форматоров

 

из

-

за

 

неработоспо

-

собности

 

радиаторов

 

охлаждения

 

забивание

» 

маслопроводов

), 

вну

-

тренние

 

дефекты

 

измерительных

 

трансформаторов

дефекты

 

конце

-

вых

 

кабельных

 

муфт

повреждения

 

опорных

тяговых

 

изоляторов

  (

тре

-

щины

).

На

 

основании

 

вышеизложен

-

ного

 

можно

 

сделать

 

следующие

 

выводы

:

•  

при

 

выборе

 

тепловизора

 

необходимо

 

применять

 

диффе

-

ренцированный

 

подход

 

исходя

 

из

 

конкретного

 

исследуемого

 

оборудования

Для

 

большин

-

ства

 

предприятий

 

следует

 

иметь

 

различные

 

модели

 

для

 

распре

-

делительной

 

сети

  (

ТП

 

и

 

РП

и

 

для

 

оборудования

 

подстанций

 

35—220 

кВ

;

•  

при

 

диагностике

 

методами

 

ТВК

 

необходимо

 

подразделять

 

обо

-

рудование

 

по

 

состоянию

 

на

 

несколько

 

категории

 

исходя

 

из

 

местных

 

условий

;

•  

тепловизионный

 

контроль

 

обе

-

спечивает

 

возможность

 

контро

-

ля

 

теплового

 

состояния

 

оборудо

-

вания

 

на

 

самой

 

ранней

 

стадии

 

развития

сокращения

 

затрат

 

на

 

техническое

 

обследование

 

за

 

счёт

 

прогнозирования

 

сроков

 

и

 

объёмов

 

ремонтных

 

работ

.  

Рис

. 4. 

Локальный

 

нагрев

 

изоляции

 

жил

 

концевой

 

кабельной

 

муфты

 

из

-

за

 

повышенных

 

токов

 

утечки

 (

предпробойное

 

состояние

)

о

С


Читать онлайн

В настоящее время большая часть оборудования, эксплуатируемого ОАО «Екатеринбургская электросетевая компания», имеет срок эксплуатации, как и в целом по России, более 20 лет. Кроме того, в результате недофинансирования в течение ряда лет в необходимых объёмах проведения планово-профилактических работ снизились качество и надёжность энергоснабжения и увеличилась повреждаемость электрооборудования. У потребителей всё больше появляется высокоинтеллектуальных электрических устройств различного назначения, что приводит к росту потребления электрической энергии. Растущий спрос на электроэнергию постоянно повышает нагрузку на установленное оборудование, особенно остро эта проблема стоит в зимний период. Поэтому в сложившихся условиях острее встаёт проблема диагностики электрооборудования, а именно применения методов диагностики без отключения оборудования и с оценкой его остаточного ресурса.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»