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»
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
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
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
C
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
Оригинал статьи: Диагностика электрооборудования приборами тепловизионного контроля в ОАО «ЕЭСК»
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.
