40
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
1(28),
март
2023
В
статье
рассматриваются
вопросы
использования
термо
-
индикаторных
наклеек
для
оценки
состояния
контактных
соединений
ОРУ
,
приводится
опыт
эксплуатации
на
под
-
станциях
ПАО
«
Россети
Московский
регион
»
и
сравнение
с
существующими
методами
диагностики
.
Оценка
состояния
контактных
соединений
ОРУ
с
использованием
термоиндикаторов
Евгений
СОРОКИН
,
ведущий
эксперт
Управления
эксплуата
-
ции
подстанций
ПАО
«
Россети
Московский
регион
»
К
онтроль
состояния
контактных
соединений
(
КС
)
ведется
с
помощью
тепловизион
-
ной
диагностики
.
Требования
к
ней
закреплены
в
СТО
«
Объем
и
нормы
испытаний
электрооборудования
»,
в
котором
устанавливаются
наибольшие
допустимые
зна
-
чения
температур
,
методики
и
периодичность
осмотров
.
Проведение
тепловизионной
диагностики
элементов
ОРУ
подстанций
является
слож
-
ной
задачей
.
На
правильность
конечного
результата
обследования
влияет
строгий
учет
многих
параметров
:
ток
нагрузки
во
время
проведения
диагностики
,
коэффициенты
излу
-
чения
материалов
оборудования
,
погодные
условия
,
верная
интерпретация
полученных
результатов
.
Для
проведения
данного
вида
работ
требуется
привлечение
собственных
специализированных
служб
или
сторонних
организаций
.
Существующие
нормативы
требуют
проведения
тепловизионного
контроля
с
перио
-
дичностью
один
раз
в
1–3
года
для
различного
оборудования
,
что
не
позволяет
исключить
случаи
возникновения
аварийных
ситуаций
,
связанные
с
перегревом
контактных
соеди
-
нений
.
Развитие
дефекта
от
начальной
стадии
до
критической
ситуации
может
произойти
за
несколько
месяцев
,
что
существенно
меньше
установленной
периодичности
контроля
.
Актуальной
является
задача
повышения
надежности
эксплуатации
ОРУ
и
снижения
рис
-
ка
возникновения
аварийных
ситуаций
,
связанных
с
перегревом
контактных
соединений
.
Решением
этой
проблемы
является
создание
возможности
оценки
состояния
кон
-
тактных
соединений
оперативным
персоналом
при
визуальных
осмотрах
без
применения
специального
оборудования
.
Такую
задачу
позволяют
реализовать
термоиндикаторные
наклейки
(
ТИН
),
необратимо
изменяющие
цвет
при
достижении
пороговой
температуры
.
После
срабатывания
термоиндикатор
,
подобно
блинкеру
,
не
возвращается
в
исходное
состояние
,
и
с
его
помощью
можно
оценить
максимальную
температуру
,
которой
достигло
КС
в
момент
максимальной
нагрузки
.
ПАО
«
Россети
Московский
регион
» —
первое
ДЗО
группы
«
Россети
»,
где
была
вне
-
дрена
система
визуальной
оценки
состояния
аппаратных
зажимов
ОРУ
подстанций
с
ис
-
пользованием
термоиндикаторных
наклеек
.
Пилотное
тестирование
было
начато
в
2020
году
на
подстанции
«
Красные
горки
».
Ин
-
дикаторы
были
установлены
на
аппаратных
зажимах
следующих
видов
электрооборудо
-
вания
ПС
35–220
кВ
:
Андрей
ЛАГУТИН
,
директор
Департамента
эксплуатации
сетей
35–500
кВ
ПАО
«
Россети
Московский
регион
»
Диагностика
и
мониторинг
41
–
вводов
ВН
,
СН
,
НН
силовых
(
авто
-)
трансформаторов
,
регулировочных
трансформаторов
;
–
выключателей
;
–
разъединителей
(
ЛР
,
ШР
),
отделителей
;
–
трансформаторов
тока
;
–
высокочастотных
заградителей
;
–
БСК
и
синхронных
компенсаторов
;
–
кабелей
вблизи
места
разделки
кабеля
,
после
места
раз
-
делки
кабеля
и
кабельных
наконечниках
КЛ
0,4–20
кВ
,
расположенных
на
ОРУ
ПС
35–220
кВ
.
Задачей
пилотного
проекта
была
разработка
методов
оценки
состояния
КС
с
использованием
термоиндикаторов
и
на
их
основе
технического
задания
и
требований
на
из
-
готовление
термонаклеек
,
поскольку
какого
-
либо
опыта
ис
-
пользования
термоиндикаторов
для
оценки
состояния
кон
-
тактных
соединений
ни
в
Российской
Федерации
,
ни
в
мире
не
существовало
.
Примеры
установленных
термоиндикаторных
наклеек
приведены
на
рисунке
1.
В
настоящий
момент
в
ПАО
«
Россети
Московский
реги
-
он
»
применено
более
20 000
термоиндикаторов
на
контакт
-
ных
соединениях
аппаратных
зажимов
ОРУ
110–220
кВ
.
Были
разработаны
не
только
технические
требования
к
термоиндикаторам
,
но
и
методические
указания
по
оценке
состояния
контактных
соединений
ОРУ
с
использованием
термоиндикаторных
наклеек
.
Далее
сформулированы
основные
выводы
по
итогам
проведенной
опытной
эксплуатации
.
Рис
. 1.
Примеры
установки
термоиндикаторных
наклеек
на
аппаратных
зажимах
электрооборудования
подстанции
ПАО
«
Россети
Московский
регион
»
42
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
1(28),
март
2023
СТО
«
Объем
и
нормы
испытаний
электрооборудования
»
регламентирует
наибольшие
допустимые
температуры
эле
-
ментов
ОРУ
(
таблица
1):
Превышение
установленных
значений
следует
рассма
-
тривать
как
признак
наличия
дефектов
,
которые
могут
при
-
вести
к
отказу
оборудования
.
Поскольку
дефект
контактного
соединения
определяет
-
ся
переходным
контактным
сопротивлением
,
температура
аварийного
контакта
связана
как
с
окружающей
температу
-
рой
,
так
и
с
током
нагрузки
.
Существует
несколько
методик
оценки
теплового
состояния
контактных
соединений
,
учиты
-
вающих
обозначенные
выше
факторы
.
В
общих
случаях
применения
термоиндикаторного
контроля
для
учета
факторов
тока
нагрузки
и
внешней
температуры
рекомендовано
использовать
термоинди
-
каторные
наклейки
,
регистрирующие
превышение
трех
или
четырех
контролируемых
температур
.
В
этом
случае
вывод
о
наличии
аварийного
дефекта
делается
на
осно
-
вании
формулы
:
I
макс
T
макс
.
инд
.
>
T
макс
.
окр
.
+
T
прев
.
—
2
, (1)
I
ном
где
T
макс
.
инд
.
—
наибольшая
температура
,
зарегистрирован
-
ная
термоиндикатором
, º
С
;
∆
T
прев
.
—
наибольшая
допу
-
стимая
температура
превышения
(
в
соответствии
с
табли
-
цей
1), º
С
;
T
макс
.
окр
.
—
значение
температуры
окружающего
воздуха
в
момент
прохождения
максимального
тока
нагруз
-
ки
, º
С
;
I
макс
—
максимальный
фактический
рабочий
ток
ЭУ
,
А
;
I
ном
—
номинальный
ток
ЭУ
,
А
.
Многотемпературные
термоиндикаторы
являются
доста
-
точно
универсальным
инструментом
выявления
дефектов
,
однако
их
применение
для
оценки
состояния
КС
ОРУ
за
-
труднено
в
силу
размещения
контролируемых
элементов
на
большом
расстоянии
от
наблюдателя
и
технических
ограни
-
чений
на
размеры
при
изготовлении
подобных
индикаторов
.
Принимая
во
внимание
цель
настоящей
работы
,
а
имен
-
но
упрощение
процедуры
теплового
диагностирования
элементов
оперативным
персоналом
без
использования
инструментов
и
привлечения
специальных
расчетных
мето
-
Табл
. 1.
Допустимые
температуры
нагрева
узлов
электрооборудования
ОРУ
№
п
/
п
Контролируемый
элемент
Тип
контакта
или
контактного
соеди
-
нения
Наибольшее
допустимое
значение
температура
нагрева
, º
С
превышение
температуры
, º
С
1
Контактные
соединения
(
кроме
сварных
и
паяных
)
сборных
и
соединительных
шин
,
шин
с
выводами
аппаратов
,
аппаратных
выводов
электрооборудования
(
на
аппаратных
зажимах
)
с
внеш
-
ними
проводниками
электрических
цепей
,
воздушных
проводов
из
меди
,
алюминия
и
их
сплавов
:
–
без
покрытий
;
–
с
покрытием
оловом
;
–
с
покрытием
серебром
или
никелем
90
105
115
30
65
75
2
Токоведущие
шины
(
за
исключением
контактов
и
КС
)
неизолированные
120
80
3
Медные
,
алюминиевые
,
из
алюминиевых
сплавов
и
сталеалю
-
миниевые
неизолированные
провода
,
скрученные
из
круглых
проволок
ВЛ
0,4–220
кВ
в
длительном
режиме
М
70
–
А
,
АКП
,
АН
,
АЖ
,
А
1,
А
2,
АС
,
АСКС
,
АСКП
,
АСК
,
АСца
,
АСП
,
АСвп
,
А
2
Свп
70
–
АТ
1
С
,
АТ
2
С
,
АТ
1
СП
150
–
4
КС
из
меди
и
ее
сплавов
на
аппаратных
зажимах
вводов
конденсаторного
типа
,
вводов
с
твердой
изоляцией
110–220
кВ
,
предназначенных
для
трансформаторов
(
автотрансформаторов
),
реакторов
,
масляных
выключателей
,
линейных
вводов
,
а
также
трансформаторных
вводов
с
твердой
изоляцией
на
номинальное
напряжение
110
кВ
без
покрытия
оловом
80
40
с
покрытием
оловом
100
60
5
КС
на
аппаратных
зажимах
съемных
(
разборных
)
вводов
ВН
,
СН
,
НН
силовых
трансформаторов
(
автотрансформаторов
),
регули
-
ровочных
трансформаторов
,
заземляющих
трансформаторов
,
шунтирующих
реакторов
,
конструкция
которых
позволяет
заме
-
нять
ввод
(
в
случае
его
повреждения
)
без
подъема
активной
части
трансформатора
или
верхней
части
бака
трансформатора
;
КС
на
аппаратных
зажимах
съемных
линейных
вводов
105
65
Диагностика
и
мониторинг
43
дик
,
было
принято
решение
осуществлять
контроль
только
одной
температуры
90º
С
.
Критерии
выбора
температур
так
-
же
приведены
в
таблице
1.
Для
обеспечения
максимальной
заметности
цветово
-
го
перехода
с
большого
расстояния
был
выбран
цветовой
переход
термочувствительного
слоя
с
белого
на
черный
.
Причем
для
улучшения
визуального
восприятия
изменения
цвета
по
краям
термоиндикатора
нанесены
контрастные
светоотражающие
полосы
серебристого
цвета
,
делающие
почерневший
термоиндикатор
заметным
с
большого
рас
-
стояния
.
Внешний
вид
термоиндикатора
и
вариант
установки
при
-
ведены
на
рисунке
2.
Способ
оценки
теплового
состояния
контактных
соеди
-
нений
с
помощью
термоиндикаторных
наклеек
не
является
альтернативой
и
не
способен
заменить
тепловизионный
кон
-
троль
.
Термоиндикаторы
—
дополнительный
инструмент
,
позволяющий
без
использования
технических
средств
вести
мониторинг
перегрева
.
Поскольку
визуальные
осмотры
ОРУ
проводятся
чаще
,
чем
тепловизионный
осмотр
,
вероятность
обнаружения
де
-
фектов
с
использованием
термоиндикаторов
многократно
повышается
.
И
в
случае
выявления
оперативным
персона
-
лом
подстанции
изменения
цвета
индикатора
(
то
есть
факта
превышения
контролируемым
элементом
пороговой
темпе
-
ратуры
)
необходимо
провести
дополнительное
инструмен
-
тальное
обследование
по
определению
степени
развития
дефекта
и
необходимости
вывода
оборудования
в
ремонт
.
Так
при
помощи
термоиндикаторов
удалось
выявить
дефект
контактного
соединения
выключателя
при
осмотре
оборудования
ОРУ
110
кВ
ПС
220
кВ
«
Чоботы
».
Оператив
-
ным
персоналом
09.07.2021
г
.
было
выявлено
изменение
цвета
на
«
черный
»
термоиндикаторных
наклеек
на
контакте
масляного
выключателя
типа
ВМТ
-110
фазы
«
К
».
В
этот
же
день
проведено
тепловизионное
обследование
,
в
результа
-
те
которого
нагрев
контактов
на
МВ
110
кВ
не
выявлен
.
По
-
сле
вывода
в
ремонт
выключателя
проведен
замер
переход
-
ного
сопротивления
контактных
соединений
,
в
ходе
которого
выявлено
двухкратное
превышение
предельных
значений
по
фазе
«
К
»,
что
подтвердило
правильность
срабатывания
термоиндикатора
.
Для
монтажа
термоиндикаторных
наклеек
не
требуется
специальных
навыков
и
оборудования
,
а
в
процессе
эксплу
-
атации
они
не
требуют
обслуживания
.
Повышается
наблюдаемость
состояния
контактных
со
-
единений
дежурным
персоналом
и
оперативность
выявле
-
ния
развивающихся
дефектов
.
Применение
термоиндикаторных
наклеек
позволит
до
-
стичь
экономического
эффекта
за
счет
сокращения
тру
-
дозатрат
на
проведение
тепловизионного
обследования
контактных
соединений
либо
проведения
контроля
только
присоединений
,
не
оборудованных
ТИН
.
Рис
. 2.
Внешний
вид
ТИН
(
а
)
и
пример
монтажа
на
аппаратный
зажим
(
б
)
90°
Термоиндикатор
после
нагрева
выше
90°
С
Майоров А.В., Львов М.Ю., Кулюхин С.А., Львов Ю.Н., Лютько Е.О.
В книге рассматриваются вопросы оценки технического состояния силовых
трансформаторов и автотрансформаторов напряжением 110 кВ и выше
с учетом обобщения и анализа опыта их эксплуатации. Приводятся рекомен-
дации, направленные на обеспечение экс плуа тационной надежности данно-
го вида оборудования.
Книга предназначена для специалистов, участвующих в эксплуатации,
проектировании, ремонте и производстве силовых трансформаторов
и автотрансформаторов, а также студентов энергетических специально-
стей высших учебных заведений.
Издательство
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
», 2022. 128
с
.
Оценка технического состояния силовых трансформаторов
и автотрансформаторов напряжением 110 кВ и выше
Книга распространяется бесплатно.
По вопросам доставки обращайтесь в редакцию
по телефону +7 (495) 645-12-41 или e-mail: offi
а
)
б
)
Оригинал статьи: Оценка состояния контактных соединений ОРУ с использованием термоиндикаторов
В статье рассматриваются вопросы использования термоиндикаторных наклеек для оценки состояния контактных соединений ОРУ, приводится опыт эксплуатации на подстанциях ПАО «Россети Московский регион» и сравнение с существующими методами диагностики.
