Опыт применения необратимых термоиндикаторов для контроля состояния контактных соединений электроустановок

background image

background image

126

Четырехтемпературные

 

термоиндикаторы

Однотемпературные

 

термоиндикаторы

Трехтемпературные

 

термоиндикаторы

60°

С

 70°

С

 80°

С

 

60°

С

 70°

С

 80°

С

 90°

С

 

60°

С

 

ДИАГНОСТИКА 

И МОНИТОРИНГ

Опыт применения необратимых 
термоиндикаторов для контроля 
состояния контактных 
соединений электроустановок

Э

ксплуатация

 

электроустановок

 

изолирован

-

ных

 

систем

 

Крайнего

 

Севера

 

накладывает

 

повышенные

 

требования

 

к

 

обеспечению

 

их

 

надежности

Одним

 

из

 

немаловажных

 

аспектов

 

является

 

своевременное

 

выявление

 

де

-

фектов

 

для

 

предотвращения

 

отключений

 

и

 

аварий

которые

 

в

 

суровых

 

климатических

 

условиях

 

с

 

тех

-

нологически

 

изолированными

 

энергообъектами

 

со

-

здают

 

высокие

 

риски

 

нарушения

 

жизнедеятельности

 

социальных

 

объектов

 

и

 

функционирования

 

про

-

мышленных

 

предприятий

Степень

 

важности

 

также

 

обусловлена

 

длительностью

 

отопительного

 

сезона

который

 

в

 

большинстве

 

населенных

 

пунктов

 

Чукотки

 

не

 

прерывается

.

Отдельное

 

внимание

 

при

 

осмотрах

 

электроуста

-

новок

 

необходимо

 

уделять

 

состоянию

 

контактных

 

со

-

единений

В

 

соответствии

 

с

 

РД

 4.45-51.300-97 «

Объ

-

ем

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

электрооборудования

» [1] 

предусмотрен

 

тепловизионный

 

контроль

 

контактных

 

соединений

периодичность

 

которого

 

для

 

электро

-

установок

 

до

 35 

кВ

 

составляет

 

один

 

раз

 

в

 

три

 

года

Установленная

 

периодичность

как

 

показывает

 

прак

-

В

 

статье

 

рассматривается

 

трехлетний

 

опыт

 

применения

 

термоиндикаторов

 

для

 

контроля

 

состояния

 

контактных

 

соединений

 

электроустановок

 

АО

 «

Чукотэнерго

».

Сливко

 

Д

.

П

., 

главный

 

инженер

 

АО

 «

Чукотэнерго

»

Тищенко

 

С

.

Е

., 

заместитель

 

главного

 

инженера

 

АО

 «

Чукотэнерго

»

тика

является

 

недостаточной

 

для

 

своевременного

 

выявления

 

дефектов

Учащенное

 

проведение

 

тепло

-

визионной

 

диагностики

 

на

 

удаленных

 

объектах

 

тре

-

бует

 

существенных

 

дополнительных

 

затрат

 

в

 

связи

 

с

 

необходимостью

 

привлечения

 

квалифицирован

-

ных

 

специалистов

 

и

 

труднодоступностью

 

объектов

Кроме

 

того

провести

 

тепловизионный

 

осмотр

 

кон

-

тактных

 

соединений

 

в

 

момент

 

максимальной

 

нагруз

-

ки

 

сети

 

не

 

всегда

 

представляется

 

возможным

 

ввиду

 

климатических

 

условий

 

Крайнего

 

Севера

.

В

 

этой

 

связи

 

актуальным

 

вопросом

 

является

 

по

-

иск

 

эффективных

 

и

 

простых

 

методов

 

теплового

 

кон

-

троля

 

контактных

 

соединений

АО

  «

Чукотэнерго

» — 

первая

 

компания

 

группы

 

«

РусГидро

», 

в

 

которой

 

было

 

предложено

 

использо

-

вать

 

необратимые

 

термоиндикаторы

 

для

 

контроля

 

состояния

 

контактных

 

соединений

Эксплуатация

 

термоиндикаторов

 

в

 

АО

  «

Чукотэнерго

» 

началась

 

в

 2022 

году

Термоиндикаторы

 

установлены

 

на

 

кон

-

тактных

 

соединениях

 

ТП

/

РП

 

г

Анадыря

а

 

также

 

на

 

Анадырской

Газомоторной

Чаунской

 

ТЭЦ

 

и

 

Эгве

-

кинотской

 

ГРЭС

Общее

 

количество

 

установленных

 

термоиндикаторов

 

составляет

 35 834 

штуки

.

Термоиндикаторный

 

контроль

 

контактных

 

со

-

единений

 

заключается

 

в

 

установке

 

и

 

последующем

 

периодическом

 

визуальном

 

контроле

 

необратимых

 

термоиндикаторов

 [2, 3]. 

Вывод

 

о

 

наличии

 

или

 

от

-

сутствии

 

дефекта

 

делается

 

на

 

основании

 

изменения

 

цвета

 

термоиндикаторных

 

точек

Для

 

оценки

 

состояния

 

контактов

 

использовались

 

одно

и

 

многотемпературные

 

термоиндикаторы

 (

ри

-

сунок

 1). 

По

 

результатам

 

эксплуатации

 

следует

 

отме

-

тить

 

очевидное

 

преимущество

 

многотемпературных

 

термоиндикаторов

 

перед

 

однотемпературными

 — 

при

 

срабатывании

 

последних

 

возникает

 

необходи

-

мость

 

проведения

 

тепловизионного

 

осмотра

 

для

 

установления

 

степени

 

развития

 

дефекта

 

и

 

опреде

-

ления

 

сроков

 

вывода

 

оборудования

 

в

 

ремонт

.

При

 

использовании

 

трех

или

 

четырехтемпера

-

турных

 

термоиндикаторов

 

вывод

 

о

 

степени

 

развития

 

дефекта

 

можно

 

сделать

 

без

 

использования

 

тепло

-

Рис

. 1. 

Принцип

 

работы

 

одно

и

 

многотемпературных

 

необратимых

 

термоиндикаторов


background image

127

визора

Если

 

верхняя

 

температура

 

срабатывания

 

термоиндикатора

 

соответствует

 

наибольшему

 

до

-

пустимому

 

значению

 

температуры

 

нагрева

 

контакт

-

ного

 

соединения

а

 

нижняя

 

незначительно

 

превыша

-

ет

 

температуру

 

нагрева

 

контролируемого

 

узла

 

при

 

максимальной

 

нагрузке

 (

для

 

контактных

 

соединений

 

электроустановок

 

Крайнего

 

Севера

 

принято

 

значе

-

ние

 60°

С

), 

то

 

можно

 

руководствоваться

 

следующим

 

правилом

:

– 

отсутствие

 

сработавших

 

термоиндикаторных

 

ме

-

ток

 

свидетельствует

 

об

 

отсутствии

 

дефекта

;

– 

частичное

  (

неполное

срабатывание

 

термоинди

-

каторных

 

меток

 

свидетельствует

 

о

 

развитии

 

де

-

фекта

 (

при

 

этом

 

немедленный

 

вывод

 

оборудова

-

ния

 

в

 

ремонт

 

не

 

требуется

);

– 

срабатывание

 

всех

 

термоиндикаторных

 

меток

 

свидетельствует

 

о

 

наличии

 

аварийного

 

дефекта

 

и

 

необходимости

 

вывода

 

оборудования

 

в

 

ремонт

.

На

 

объектах

 

АО

  «

Чукотэнерго

» 

в

 

настоящий

 

мо

-

мент

 

эксплуатируются

 

термоиндикаторы

 

с

 

температу

-

рами

 

срабатывания

представленные

 

на

 

рисунке

 2.

По

 

результатам

 

эксплуатации

 

необходимо

 

отме

-

тить

что

 

среднее

 

количество

 

новых

 

дефектов

воз

-

никающих

 

на

 

ТЭЦ

 

в

 

течение

 

одного

 

года

составляет

 

от

 10 

до

 18 

штук

Все

 

возникавшие

 

дефекты

 

были

 

за

-

регистрированы

 

на

 

ранней

 

стадии

 

и

 

выявлялись

 

во

 

время

 

проведения

 

текущих

 

ремонтов

Такой

 

подход

 

позволяет

 

с

 

высокой

 

эффективностью

 

не

 

допустить

 

перехода

 

дефекта

 

в

 

аварийное

 

состояние

 

и

 

предот

-

вратить

 

возникновение

 

технологического

 

нарушения

По

 

итогам

 

трех

 

лет

 

эксплуатации

 

можно

 

сделать

 

вы

-

вод

что

 

периодичность

 

осмотра

 

один

 

раз

 

в

 

шесть

 

ме

-

сяцев

 

достаточна

чтобы

 

не

 

допустить

 

появление

 

ава

-

рийных

 

дефектов

 

контактных

 

соединений

требующих

 

незамедлительного

 

вывода

 

оборудования

 

в

 

ремонт

Дефекты

 

контактных

 

соединений

 

выявлялись

 

преимущественно

 

на

 

контактах

 

и

 

контактных

 

соеди

-

нениях

 

выключателей

магнитных

 

пускателей

элек

-

тродвигателях

 

и

 

выводах

 

трансформатора

Больше

 

половины

 

зафиксированных

 

термоиндикаторами

 

де

-

фектов

в

 

том

 

числе

 

аварийных

не

 

были

 

выявлены

 

при

 

тепловизионном

 

осмотре

 

по

 

причине

 

отсутствия

 

достаточного

 

тока

 

нагрузки

 

в

 

момент

 

измерения

Выявленные

 

дефекты

  (

рисунок

 4) 

позволили

 

из

-

бежать

:

– 

повреждения

 

электродвигателя

в

 

результате

 

не

-

полнофазной

 

работы

;

– 

разрушения

 

кабельной

 

концевой

 

муфты

 

с

 

аварий

-

ным

 

отключением

 

оборудования

;

– 

отгорания

 

питающего

 

кабеля

 

от

 

шин

 

в

 

результате

 

ослабления

 

болтового

 

соединения

,

– 

нарушений

 

электроснабжения

 

собственных

 

нужд

 

в

 

связи

 

со

 

скрытыми

 

дефектами

 

на

 

стыках

 

оши

-

новки

.

При

 

сопоставлении

 

затрат

 

на

 

приобретение

 

и

 

монтаж

 

термоиндикаторных

 

наклеек

 

с

 

возмож

-

ными

 

последствиями

 

технологических

 

нарушений

 

(

повреждения

 

электрооборудования

недоотпуска

 

электрической

 

и

 

тепловой

 

энергии

репутационных

 

и

 

имиджевых

 

рисков

даже

 

без

 

глубоких

 

расчетов

 

просматривается

 

явная

 

экономия

.

Применение

 

термоиндикаторов

 

особенно

 

акту

-

ально

 

в

 

распределительных

 

устройствах

в

 

которых

 

не

 

установлена

 

защита

 

от

 

дуговых

 

коротких

 

замыка

-

ний

возникающих

в

 

том

 

числе

в

 

результате

 

чрезвы

-

чайных

 

нагревов

 

контактных

 

соединений

.

Рис

. 2. 

Точки

 

установки

 

и

 

контролируемые

 

термоиндикаторами

 

температуры

 

для

 

различных

 

узлов

 

электроустановок

Кабельные

 

наконечники

Контролируемые

 

температуры

 60–70–80–90°

С

Болтовые

 

контактные

 

соединения

 

шин

Контролируемые

 

температуры

 60–70–80–100°

С

Втычные

 

контакты

 

выкатных

 

элементов

 

ячеек

 

КРУ

Контролируемые

 

температуры

 60–70–80–90°

С

Аппаратные

 

зажимы

 

ВЛ

Контролируемая

 

температура

 90°

С

 1 (88) 2025


background image

128

ДИАГНОСТИКА 

И МОНИТОРИНГ

ЛИТЕРАТУРА

1. 

РД

 34.45-51.300-97. 

Объем

 

и

 

нор

-

мы

 

испытаний

 

электрооборудо

-

вания

. URL: https://docs.cntd.ru/

document/1200005329.

2. 

Гвоздев

 

Д

.

Б

., 

Иванов

 

Р

.

В

., 

Се

-

вастьянов

 

А

.

В

., 

Болонов

 

В

.

О

Об

 

организации

 

теплового

 

кон

-

троля

 

контактных

 

соединений

 

электрооборудования

 0,4–10 

кВ

 

в

 

ПАО

  «

Россети

 

Московский

 

ре

-

гион

» // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Пе

-

редача

 

и

 

распределение

, 2024, 

 2(83). 

С

. 96–104.

3. 

Львов

 

М

.

Ю

., 

Львов

 

Ю

.

Н

., 

Нови

-

ков

 

Н

.

Л

., 

Лесив

 

А

.

В

., 

Серебрянни

-

ков

 

Е

.

Е

Контроль

 

состояния

 

кон

-

тактов

 

и

 

контактных

 

соединений

 

при

 

эксплуатации

 

электроустано

-

вок

 

распределительных

 

электри

-

ческих

 

сетей

 // 

Энергия

 

единой

 

сети

, 2024, 

 2(73). 

С

. 12–25.

4. 

СТО

 

РусГидро

 02.02.146-2023. 

Необратимые

 

термоиндикаторы

Общие

 

технические

 

требования

Оценка

 

технического

 

состояния

 

контактов

 

и

 

контактных

 

соединений

  

электрооборудования

 

и

 

ЛЭП

электродвигателей

  

и

 

гидрогене

-

раторов

 

с

 

помощью

 

термоиндика

-

торов

Утв

приказом

 

ПАО

  «

Рус

-

Гидро

» 

от

 29.11.2024 

 834. URL: 

https://rushydro.ru/activity/safety/
library/teksty-deystvuyushchikh-
standartov-pao-rusgidro/.

По

 

результатам

 

экс

-

плуатации

 

был

 

разра

-

ботан

 

СТО

  «

Необра

-

тимые

 

термоиндикато

-

ры

Общие

 

технические

 

требования

Методики

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

контактов

контактных

 

соедине

-

ний

 

электрооборудова

-

ния

 

и

 

ЛЭП

 

с

 

помощью

 

термоиндикаторов

» [4], 

утвержденный

 

и

 

вве

-

денный

 

в

 

действие

 

впер

-

вые

 

в

 2023 

году

.  

Рис

. 3. 

Примеры

 

установленных

 

термоиндикаторов

 

на

 

различных

 

узлах

 

электрооборудования

 

АО

 «

Чукотэнерго

»

Рис

. 4. 

Аварийный

 

дефект

 

контактного

 

соединения

 

фазы

 

А

 

вывода

 

силового

 

трансформато

-

ра

 

ТСН

-2 

и

 

примеры

 

сработавших

 

термоиндикаторов

 

на

 

различных

 

узлах

 

электроустановок


Оригинал статьи: Опыт применения необратимых термоиндикаторов для контроля состояния контактных соединений электроустановок

Читать онлайн

В статье рассматривается трехлетний опыт применения термоиндикаторов для контроля состояния контактных соединений электроустановок АО «Чукотэнерго».

Сливко Д.П., главный инженер АО «Чукотэнерго»
Тищенко С.Е., заместитель главного инженера АО «Чукотэнерго»

Эксплуатация электроустановок изолированных систем Крайнего Севера накладывает повышенные требования к обеспечению их надежности. Одним из немаловажных аспектов является своевременное выявление дефектов для предотвращения отключений и аварий, которые в суровых климатических условиях с технологически изолированными энергообъектами создают высокие риски нарушения жизнедеятельности социальных объектов и функционирования промышленных предприятий. Степень важности также обусловлена длительностью отопительного сезона, который в большинстве населенных пунктов Чукотки не прерывается.

Отдельное внимание при осмотрах электроустановок необходимо уделять состоянию контактных соединений. В соответствии с РД 4.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования» [1] предусмотрен тепловизионный контроль контактных соединений, периодичность которого для электроустановок до 35 кВ составляет один раз в три года. Установленная периодичность, как показывает практика, является недостаточной для своевременного выявления дефектов. Учащенное проведение тепловизионной диагностики на удаленных объектах требует существенных дополнительных затрат в связи с необходимостью привлечения квалифицированных специалистов и труднодоступностью объектов. Кроме того, провести тепловизионный осмотр контактных соединений в момент максимальной нагрузки сети не всегда представляется возможным ввиду климатических условий Крайнего Севера.

В этой связи актуальным вопросом является поиск эффективных и простых методов теплового контроля контактных соединений.

АО «Чукотэнерго» — первая компания группы «РусГидро», в которой было предложено использовать необратимые термоиндикаторы для контроля состояния контактных соединений. Эксплуатация термоиндикаторов в АО «Чукотэнерго» началась в 2022 году. Термоиндикаторы установлены на контактных соединениях ТП/РП г. Анадыря, а также на Анадырской, Газомоторной, Чаунской ТЭЦ и Эгвекинотской ГРЭС. Общее количество установленных термоиндикаторов составляет 35 834 штуки.

Термоиндикаторный контроль контактных соединений заключается в установке и последующем периодическом визуальном контроле необратимых термоиндикаторов [2, 3]. Вывод о наличии или отсутствии дефекта делается на основании изменения цвета термоиндикаторных точек.

Рис. 1. Принцип работы одно- и многотемпературных необратимых термоиндикаторов

Для оценки состояния контактов использовались одно- и многотемпературные термоиндикаторы (рисунок 1). По результатам эксплуатации следует отметить очевидное преимущество многотемпературных термоиндикаторов перед однотемпературными — при срабатывании последних возникает необходимость проведения тепловизионного осмотра для установления степени развития дефекта и определения сроков вывода оборудования в ремонт.

При использовании трех- или четырехтемпературных термоиндикаторов вывод о степени развития дефекта можно сделать без использования тепловизора. Если верхняя температура срабатывания термоиндикатора соответствует наибольшему допустимому значению температуры нагрева контактного соединения, а нижняя незначительно превышает температуру нагрева контролируемого узла при максимальной нагрузке (для контактных соединений электроустановок Крайнего Севера принято значение 60°С), то можно руководствоваться следующим правилом:

  • отсутствие сработавших термоиндикаторных меток свидетельствует об отсутствии дефекта;
  • частичное (неполное) срабатывание термоиндикаторных меток свидетельствует о развитии дефекта (при этом немедленный вывод оборудования в ремонт не требуется);
  • срабатывание всех термоиндикаторных меток свидетельствует о наличии аварийного дефекта и необходимости вывода оборудования в ремонт.

На объектах АО «Чукотэнерго» в настоящий момент эксплуатируются термоиндикаторы с температурами срабатывания, представленные на рисунке 2.

Рис. 2. Точки установки и контролируемые термоиндикаторами температуры для различных узлов электроустановок

По результатам эксплуатации необходимо отметить, что среднее количество новых дефектов, возникающих на ТЭЦ в течение одного года, составляет от 10 до 18 штук. Все возникавшие дефекты были зарегистрированы на ранней стадии и выявлялись во время проведения текущих ремонтов. Такой подход позволяет с высокой эффективностью не допустить перехода дефекта в аварийное состояние и предотвратить возникновение технологического нарушения. По итогам трех лет эксплуатации можно сделать вывод, что периодичность осмотра один раз в шесть месяцев достаточна, чтобы не допустить появление аварийных дефектов контактных соединений, требующих незамедлительного вывода оборудования в ремонт.

Рис. 3. Примеры установленных термоиндикаторов на различных узлах электрооборудования АО «Чукотэнерго»

Дефекты контактных соединений выявлялись преимущественно на контактах и контактных соединениях выключателей, магнитных пускателей, электродвигателях и выводах трансформатора. Больше половины зафиксированных термоиндикаторами дефектов, в том числе аварийных, не были выявлены при тепловизионном осмотре по причине отсутствия достаточного тока нагрузки в момент измерения.

Рис. 4. Аварийный дефект контактного соединения фазы А вывода силового трансформатора ТСН-2 и примеры сработавших термоиндикаторов на различных узлах электроустановок

Выявленные дефекты (рисунок 4) позволили избежать:

  • повреждения электродвигателя, в результате неполнофазной работы;
  • разрушения кабельной концевой муфты с аварийным отключением оборудования;
  • отгорания питающего кабеля от шин в результате ослабления болтового соединения;
  • нарушений электроснабжения собственных нужд в связи со скрытыми дефектами на стыках ошиновки.

Сопоставляя затраты на приобретение и монтаж термоиндикаторных наклеек с возможными последствиями технологических нарушений (повреждение электрооборудования, недоотпуск электрической и тепловой энергии, репутационные и имиджевые риски) даже без глубоких расчетов просматривается явная экономия.

Применение термоиндикаторов особенно актуально в распределительных устройствах, в которых не установлена защита от дуговых коротких замыканий, возникающих, в том числе, в результате чрезвычайных нагревов контактных соединений.

По результатам эксплуатации был разработан СТО «Необратимые термоиндикаторы. Общие технические требования. Методики оценки технического состояния контактов, контактных соединений электрооборудования и ЛЭП с помощью термоиндикаторов» [4], утвержденный и введенный в действие впервые в 2023 году.

ЛИТЕРАТУРА

  1. РД 34.45–51.300–97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200005329.
  2. Гвоздев Д.Б., Иванов Р.В., Севастьянов А.В., Болонов В.О. Об организации теплового контроля контактных соединений электрооборудования 0,4–10 кВ в ПАО «Россети Московский регион» // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение, 2024, № 2(83). С. 96–104.
  3. Львов М.Ю., Львов Ю.Н., Новиков Н.Л., Лесив А.В., Серебрянников Е.Е. Контроль состояния контактов и контактных соединений при эксплуатации электроустановок распределительных электрических сетей // Энергия единой сети, 2024, № 2(73). С. 12–25.
  4. СТО РусГидро 02.02.146–2023. Необратимые термоиндикаторы. Общие технические требования. Оценка технического состояния контактов и контактных соединений электрооборудования и ЛЭП, электродвигателей и гидрогенераторов с помощью термоиндикаторов. Утв. приказом ПАО «РусГидро» от 29.11.2024 № 834. URL: https://rushydro.ru/activity/safety/library/teksty-deystvuyushchikhstandartov-pao-rusgidro/.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(89), март-апрель 2025

Внедрение технологии адаптивного определения уставок автоматики разгрузки при перегрузке контролируемого сечения электрической сети по активной мощности

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
Говорун М.Н. Сацук Е.И. Лужковский Ю.И. Худайкулов А.А. Козуб Т.В. Гришин А.Е.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»