Диагностика оборудования и кабельных линий без вывода в ремонт. Окончание

Page 1

Page 2

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

ля оценки работоспособности диагностиче-
ских систем компании HVPD (Англия), по-
зволяющих контролировать и определять
дефектные места в кабельных линиях и

электрооборудовании без отключения напряжения,

была проведена опытная диагностика кабельных
линий, эксплуатирующихся в ОАО «Ленэнерго».

Диагностика проводилась с применением высо-

котехнологичного прибора Longshot, в результате
чего были получены следующие результаты.

После предварительного обсле-

дования ячеек на наличие в них по-
верхностных частичных разрядов на
электрооборудовании было проведено
кратковременное отключение напря-
жения, которое позволило установить
датчики HFCT на кабельные линии и
TEV-датчики на ячейки, в которых осу-
ществляется подключение кабеля к
оборудованию.

Установка датчиков для первого ре-

жима демонстрации заняла от 15 до 20
минут. В последующем для других ка-
белей после отладки взаимодействия с
оперативным персоналом инсталляция
датчиков занимала не более 10 минут.
Для получения первых результатов
диагностики требуется не более 5 ми-
нут или 10—15 минут для проведения
более детального анализа с локализа-
цией мест возникновения ЧР. В данном
случае следует отметить, что датчики
могут быть инсталлированы заранее,
в процессе регламентных работ на ка-
беле, а также при монтаже и установке
ячеек. Сигнальные провода от датчиков
выводятся на лицевую панель ячейки в
коммутационный блок, к которому под-
ключается Longshot. В таком случае в
течение одного рабочего дня можно
продиагностировать до 30—40 кабель-

Диагностика оборудования
и кабельных линий без
вывода в ремонт

Дмитрий КОПЧЕНКОВ, руководитель

Испытательно-диагностического центра ООО ПКБ «РЭМ», Санкт-Петербург,

Наталья СИНИЦКАЯ, начальник отдела комплексной диагностики

Департамента эксплуатации ОАО «Ленэнерго», Санкт-Петербург,

Антон ПЕТРОВ, ведущий специалист ГК ИМАГ, Москва

(ОКОНЧАНИЕ. НАЧАЛО В № 1 2012 г.)

Табл. 1. Линия 9538-9546, БПИ, 10 кВ

Положение
датчика

ЧР в кабеле,

пКл

Заключение

HFCT вокруг трёх
жил

489

ЧР, зафиксированные в кабельной

линии, в пределах допустимой

нормы, кабель подлежит

мониторингу или повторному тесту

через 3 месяца

HFCT вокруг
вывода экрана

322

Табл. 2. Линия 1201-1343, БПИ, 6 кВ

Положение
датчика

ЧР в кабеле,

пКл

Локальные

ЧР, дБ

Заключение

HFCT вокруг трёх
жил

900

—

ЧР, зафиксированные

в кабельной линии, в

пределах допустимой

нормы, кабель под-
лежит мониторингу

или повторному тесту

через 3 месяца. Ло-

кальные ЧР в преде-

лах нормы

HFCT вокруг
вывода экрана

3291

—

TEV внутри
ячейки

Табл. 3. Линия 1343Б-1369Б, БПИ, 6 кВ

Положение
датчика

ЧР в кабе-

ле, пКл

Заключение

HFCT — фаза A

587

ЧР, зафиксированные в кабельной

линии, в пределах допустимой

нормы, кабель подлежит

мониторингу или повторному тесту

через 3 месяца

HFCT — фаза B

500

HFCT — фаза С

350

Page 3

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

ных линий! При этом не потребуется
снятия нагрузки и отключения рабочего
напряжения. Были получены следующие
результаты диагностики (табл. 1—3).

По линии 9538-9546, БПИ, 10 кВ была

проведена локализация мест возникно-
вения ЧР (рис. 13).

Анализ расположения и концентра-

ции частичных разрядов указывает на
то, что данные ЧР возникли в изоляции
кабельной линии. Согласно критериям
компании HVPD данные уровни ЧР не
представляют опасности и необходимо-
сти принятия срочных мер, кроме как пе-
риодического диагностирования, нет.

Оценка критичности ЧР происходит не

только по величине их уровня, но и по их
скоплению, т.е. концентрации и частоте
возникновения в течение определённого
промежутка времени. В случае с проте-
стированными линиями требуется опре-
делить возможность развития дефек-
та. Для этих целей установка Longshot
может быть автономно подключена к
кабельной линии на определённый про-
межуток времени. Для мониторинга со-
стояния кабельной линии возможно ис-
пользование и более простых приборов
компании HVPD, таких, как Mini Monitor.

Говоря о критичности ЧР, мы опери-

руем показателем его величины. Кри-
тичность значения ЧР также зависит от
места его возникновения в кабеле или
оборудовании. Критерии, предлагаемые
компанией HVPD для диагностики под
напряжением, являются рекомендатель-

Табл. 4. Критерии критичности ЧР для оборудования

(переключатели с твёрдой изоляцией или воздушной)

до 33 кВ (для сравнения с показаниями датчиков TEV)

Твёрдая изо-
ляция, дБ

Заключение

Воздушная

изоляция, дБ

Менее 0

Нет проблем в изоляции

Менее 0

От 0 до 15

Крайне низкие значения, повторная

диагностика через 12 месяцев

От 0 до 10

От 15 до 25

Удовлетворительный уровень

активности ЧР, рекомендуется

мониторинг или периодическая диа-

гностика

От 10 до 15

От 25 до 35

Высокий уровень активности ЧР,

рекомендуется детальная диагно-

стика, в том числе мониторинг

От 15 до 30

Выше 35

Критичный уровень ЧР. Источник

следует локализовать и устранить,

возможно, для этого потребуется

отключение подстанции и ремонт

оборудования

Выше 30

Табл. 5. Критерии критичности ЧР для кабельных линий

c изоляцией из СПЭ и БПИ до 45 кВ/только СПЭ 66—400 кВ

(для сравнения с показаниями датчиков HFCT)

СПЭ до

45 кВ, пКл

БПИ до

45 кВ, пКл

Заключение

СПЭ 66—

400 кВ, пКл

0—250 0—2500

Разряд в допустимых

пределах

0—50

250—350 2500—5000

Рекомендуется

контроль

50—200

350—500 5000—7000

Рекомендуется регуляр-

ный контроль

200—400

>500 >7000

Следует найти место воз-

никновения ЧР, провести

ремонт или замену

>400

Расстояние (метры)

Муфты

Т11 9538-9546

ЧР

Величина ЧР

Рис. 13. Локализация места возникновения ЧР в кабеле

установкой Longshot (одностороннее измерение)

ными, полученными на основе
проведённых измерений большо-
го количества кабелей и оборудо-
вания в мире (страны Европы, Се-
верной и Южной Америки, Азии
и Африки). Приведём некоторые
критерии критичности ЧР при ди-
агностике под рабочим напряже-
нием (табл. 4—6).

Данные критерии основаны на

опыте диагностики определённо-
го оборудования, эксплуатируе-
мого в определённых климатиче-
ских условиях. Предполагается,
что для внедрения подобных си-
стем в России возможно приме-
нение предложенных критериев
с их последующей корректиров-

Page 4

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

кой в процессе опытной эксплуатации под местные
условия.

В России всё больший интерес приобретают си-

стемы диагностики ЧР кабельных линий. Широкую
популярность как в нашей стране, так и за рубежом
получили установки OWTS немецкого концерна
SebaKMT. Диагностика этими системами выполня-
ется при снятии напряжения и отсоединении кабель-
ной линии от оборудования. При этом на кабель сту-
пенчато подаётся напряжение до значений, равных
1,7—2,0 U

, заряжающее его. При его вынужденной

разрядке и замыкании контура между ёмкостью ка-
беля и индуктивностью установки возникает затуха-
ющее переменное напряжение, более известное как
DAC, демпфирующее переменное напряжение, под
воздействием которого в микрополостях изоляции
возникают ЧР. В результате этого можно получить
информацию об уровнях ЧР, их плотности и месте
возникновения. Данный тип диагностики называют
OFF-LINE-диагностика, или диагностика с отключе-
нием рабочего напряжения. Диагностика системами

HVPD, выполняемая под рабочим напря-
жением, в данном случае обозначается
как ON-LINE. В мире существует несколь-
ко разновидностей OFF-LINE-систем. Со-
гласно исследованиям, проведённым в ве-
дущих европейских НИИ (Delft University
of Technology и The Netherlands Poznan
University of Technology), наилучшая из
них — это система с затухающим пере-
менным напряжением в диапазоне частот
от 20 до 300 Гц (OWTS немецкого концер-
на SebaKMT). Конструкция данных систем
позволяет свести отрицательное воздей-
ствие на кабель к минимуму, при этом га-
бариты самой системы и диапазон длин
кабеля, до 20 км, делают её достаточно
функциональной. Современные модели
таких систем позволяют выдавать напря-

жение до 350 кВ, что оптимально для диагностики
линий до 220 кВ (из расчёта 1,7 U

). Но при этом воз-

можна диагностика и кабельных линий с более вы-
соким напряжением. Основная идея состоит в том,
что если при зарядке кабеля напряжением ниже но-
минального в нём возникают ЧР, то это уже серь-
ёзный повод для размышлений. Для диагностики ка-
бельных линий высокого класса напряжения также
используются резонансные системы, позволяющие
подавать на кабель переменное напряжение в 200
кВ и выше на частоте 50—500 Гц в течение длитель-
ного времени. При этом также возможна локализа-
ция ЧР, их уровней и мест возникновения. Такие си-
стемы проигрывают в функциональности системам
OWTS, так как влияют на кабель более отрицатель-
но, обладают значительными габаритами, весом до
20 т, и внушительной стоимостью. В случае если
необходимо провести диагностику кабеля среднего
напряжения, то возможно использование высоко-
вольтных испытательных систем, совмещённых c
системой локализации ЧР (рис. 14).

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

Табл. 6. Критерии критичности ЧР для аксессуаров

(муфт, заделок) кабельных линий c изоляцией из СПЭ

и БПИ до 45 кВ/только СПЭ 66—400 кВ

(для сравнения с показаниями

датчиков HFCT)

СПЭ до

45 кВ, пКл

БПИ до

45 кВ, пКл

Заключение

СПЭ 66—

400 кВ, пКл

0—500 0—4000

Разряд в допустимых

пределах

0—250

500—1000 4000—6000 Рекомендуется

контроль

—

1000—2500 6000—10000

Рекомендуется регуляр-

ный контроль

250—1000

>2500 >10000

Следует найти место воз-

никновения ЧР, провести

ремонт или замену

>1000

1 — резонансная система 132 кВ; 2 — система OWTS 150 кВ; 3 — прибор Logshot, диагностика до 700 кВ
(можно использовать с высоковольтной установкой для OFF-LINE-диагностики)

Рис. 14. Системы диагностики

Page 5

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Методы OFF-LINE и ON-LINE могут дополнять

друг друга. Методы OFF-LINE лучше подходят для
точной локализации места возникновения ЧР и обла-
дают высокой чувствительностью, однако приборы,
реализующие данный метод, габаритны, ограниче-
ны по своему испытательному напряжению и требу-
ют отключения кабельной линии. Системы HVPD в
данном случае выглядят более перспективно. Они
обладают скромными габаритами, их стоимость не
зависит от класса напряжения системы, они
весят не более 8 кг, полностью автономны,
универсальны. Результаты, получаемые при
реализации того или иного метода диагно-
стики, будут отличаться из-за принципа из-
мерений, однако в данном случае следует
понимать, что хотя на деле происходит изме-
рение ЧР в пКл, это два разных метода диа-
гностики, которые по-своему отвечают на
один поставленный вопрос: каково состоя-
ние объекта исследования? К достоинствам
установки Longshot, выявленным в процессе
измерений, можно отнести следующие:
• вес установки — менее 8 кг, работает от

источника питания 220 В/50 Гц, что дела-
ет её портативной, переносимой одним
оператором;

• по заявлению производителя установ-

ка универсальна и позволяет тестиро-
вать не только кабельные линии, но и
электрооборудование напряжением до
700 кВ. При этом возможно не только из-
мерение уровней ЧР и их локализация,
но и длительный мониторинг состояния
электротехнических объектов;

• диагностика установкой проводится под

рабочим напряжением;

• функциональность установки позволяет

превратить любую ЭТЛ с высоковольт-
ным источником напряжения в диагно-
стическую лабораторию.

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

Рис. 15. Сравнение результатов локализации ЧР

приборами OWTS и Longshot

ЧР

Карта ЧР

Величина ЧР

Расстояние (метры)

ЧР

Карта ЧР

Величина ЧР

Расстояние (метры)

Ещё одним интересным аспек-

том являются сопоставимости ре-
зультатов OFF-LINE- и ON-LINE-
диагностики на примере опыта
параллельного использования систе-
мы OWTS и Longshot в Малайзии в
2008 году. При тестировании кабель-
ной линии номинальным напряжени-
ем 11 кВ, длиной 239 м с изоляцией
из СПЭ было проведено сравнение
результатов локализации ЧР уста-
новкой OWTS и Longshot. Сравне-
ние результатов измерений дало до-
статочно близкие результаты. Так,
на расстоянии 40 метров от начала
кабеля обе установки локализовали

место высокой концентрации ЧР (рис. 15).

Всё это говорит о достаточно высоком уровне

развития диагностики электрооборудования и ка-
бельных линий системами HVPD без вывода по-
следних в ремонт. Это делает возможным дальней-
шее сотрудничество эксплуатирующих организаций
и производителей подобных систем для перехода
к обслуживанию по состоянию кабельных линий и
электрооборудования.

Диагностическая лаборатория ПКБ РЭМ с установкой OWTS 60

Оригинал статьи: Диагностика оборудования и кабельных линий без вывода в ремонт. Окончание

Читать онлайн

Для оценки работоспособности диагностических систем компании HVPD (Англия), позволяющих контролировать и определять дефектные места в кабельных линиях и электрооборудовании без отключения напряжения, была проведена опытная диагностика кабельных линий, эксплуатирующихся в ОАО «Ленэнерго».