Ультрафиолетовая диагностика состояния подвесной и опорной изоляции в ОАО «Кубаньэнерго»

Page 1
background image

Page 2
background image

80

СЕТИ

РОССИИ

д

и

а

г

н

о

с

т

и

к

а

диагностика

ВВЕДЕНИЕ

Состояние

 

изоляции

 

электрообору

-

дования

 

является

 

одним

 

из

 

основных

 

факторов

влияющих

 

на

 

надёжность

 

его

 

эксплуатации

В

 

процессе

 

работы

 

оборудования

 

изоляция

 

подвергается

 

механическим

 

воздействиям

  (

ветро

-

вые

 

нагрузки

 

для

 

подвесной

 

изоля

-

ции

), 

загрязнению

износу

 

и

 

старению

 

(

полимерная

 

изоляция

). 

Для

 

диагно

-

стики

 

и

 

контроля

 

состояния

 

подвесной

 

и

 

опорно

-

стержневой

 

изоляции

 35—

220 

кВ

 

в

 

ОАО

 «

Кубаньэнерго

» 

приме

-

няются

 

двухспектральные

 

оптические

 

дефектоскопы

Данный

 

прибор

 

позво

-

ляет

 

обнаружить

 

коронацию

 

в

 

местах

 

нарушения

 

целостности

 

изоляции

 

или

 

ухудшения

 

её

 

свойств

 

и

 

своевременно

 

принять

 

меры

 

по

 

устранению

 

дефекта

 

до

 

момента

 

повреждения

 

электрообо

-

рудования

.

ДИАГНОСТИКА

 

ПОДВЕСНОЙ

 

ИЗОЛЯЦИИ

 

ВОЗДУШНЫХ

 

ЛИНИЙ

Эксплуатация

 

воздушных

 

линий

 

110 

кВ

 

в

 

Краснодарском

 

крае

 

имеет

 

ряд

 

особенностей

:

• 

большая

 

часть

 

ВЛ

 

проходит

 

по

 

сельскохозяйственным

 

полям

на

 

которых

 

регулярно

 

осуществляет

-

ся

 

обработка

 

почвы

 

и

 

распыление

 

удобрений

Эти

 

процессы

 

приводят

 

к

 

ускоренному

 

загрязнению

 

под

-

весной

 

изоляции

;

• 

на

 

воздушные

 

линии

 

вдоль

 

побе

-

режья

 

Черного

 

и

 

Азовского

 

морей

 

помимо

 

солевых

 

отложений

 

суще

-

ственное

 

влияние

 

оказывают

 

дли

-

тельные

 

ветровые

 

нагрузки

;

• 

высокое

 

значение

 

средней

 

днев

-

ной

 

суммы

 

солнечной

 

радиации

 

(

до

 4,0 

кВт

ч

/

м

2

приводит

 

к

 

уско

-

ренному

 

старению

 

полимерной

 

изоляции

;

• 

высокое

 

значение

 

продолжитель

-

ности

 

грозовых

 

часов

 

в

 

году

  (

до

 

140 

ч

и

 

высокое

 

удельное

 

сопро

-

тивление

 

скальных

 

грунтов

 

на

 

побережье

.

Перечисленные

 

особенности

 

оп

-

ределяют

 

необходимость

 

выпол

-

нения

 

регулярных

 

осмотров

 

ВЛ

 

с

 

применением

 

двухспектральных

 

опти

-

ческих

 

дефектоскопов

  (

далее

 — 

УФ

-

диагностика

).

В

 

процессе

 

УФ

-

диагностики

 

осмо

-

тру

 

подвергаются

 

гирлянды

 

изолято

-

ров

 

и

 

при

 

необходимости

 

токоведущие

 

провода

Обнаружение

 

коронации

 

в

 

гирлянде

 

изоляторов

 

свидетельствует

 

о

 

нарушении

 

или

 

утере

 

изоляционной

 

способности

 

изолятора

  (

рис

. 1). 

При

-

чиной

 

коронации

 

изолятора

 

в

 

гирлянде

 

может

 

служить

 

загрязнение

трещина

 

или

 

дефект

 

арматуры

Дефектоскоп

 

Ультрафиолетовая 

диагностика 

состояния подвесной 

и опорной изоляции в 

ОАО «Кубаньэнерго»

Григорий МАСИН, начальник центральной службы

 изоляции и защиты от перенапряжений, 

Алексей ТАРАСЕНКО, инженер 1 категории центральной 

службы изоляции и защиты от перенапряжений,

ОАО «Кубаньэнерго»


Page 3
background image

81

 3 (30), 

май

июнь

, 2015

Рис

. 1. 

Коронация

 

четвёртого

 

от

 

провода

 

стеклянного

 

изолятора

 

ВЛ

 110 

кВ

Развившийся

 

дефект

Загрязнение

 

гирлянды

 

изоляторов

фиксирует

 

место

 

возникновения

 

коронации

 

и

 

счи

-

тает

 

количество

 

излучённых

 

фотонов

 

в

 

ультрафио

-

летовом

 

диапазоне

 — 

УФ

-

событий

.  

В

 

зависимости

 

от

 

интенсивности

 

коронных

 

разрядов

 

различают

 

на

-

чальную

 

стадию

 

дефекта

 (

до

 1000 

УФ

-

событий

), 

раз

-

витый

 

дефект

 (1000—5000 

УФ

-

событий

и

 

аварий

-

ный

 

дефект

 (

более

 5000 

УФ

-

событий

). 

В

 

начальной

 

стадии

 

развития

 

дефекты

 

устраняют

как

 

правило

при

 

плановом

 

ремонте

 

ВЛ

Однако

 

в

 

случае

 

наличия

 

помех

 

ВЧ

-

связи

 

или

 

радиопомех

 

вследствие

 

повы

-

шенной

 

коронации

 

принимается

 

решение

 

об

 

устра

-

нении

 

дефекта

 

при

 

первой

 

возможности

Дефекты

 

с

 

высокой

 

интенсивностью

 

коронации

 

необходимо

 

устранять

 

при

 

первой

 

возможности

поскольку

 

вели

-

ка

 

вероятность

 

разрушения

 

гирлянды

 

и

 

последую

-

щего

 

аварийного

 

отключения

 

ВЛ

.

Помимо

 

интенсивности

 

коронации

 

особое

 

вни

-

мание

 

уделяется

 

месту

 

возникновения

 

разрядов

 

в

 

гирлянде

 

изоляторов

Довольно

 

часто

 

наблюдается

 

коронация

 

ближнего

 

к

 

проводу

 

изолятора

свиде

-

тельствующая

 

о

 

возможном

 

загрязнении

повреж

-

дении

 

или

 

утрате

 

изолирующих

 

свойств

 

изолятора

Однако

 

наиболее

 

опасна

 

коронация

 

дальнего

 

от

 

про

-

вода

 

изолятора

так

 

как

 

в

 

данном

 

случае

 

нарушена

 

изолирующая

 

способность

 

всей

 

гирлянды

 

и

 

велика

 

вероятность

 

её

 

перекрытия

 

при

 

ухудшении

 

погодных

 

условий

Такой

 

дефект

 

требует

 

срочного

 

отключения

 

ВЛ

 

и

 

проведения

 

осмотра

чистки

высоковольтных

 

испытаний

 

и

 

в

 

случае

 

необходимости

 

замены

 

гир

-

лянды

 

изоляторов

По

 

результатам

 

УФ

-

обследования

 

составляется

 

протокол

в

 

котором

 

фиксируются

 

все

 

случаи

 

об

-

наружения

 

коронации

 

на

 

линии

 

и

 

даются

 

рекомен

-

дации

 

по

 

дальнейшим

 

действиям

 

обслуживающего

 

персонала

Кроме

 

того

при

 

аварийных

 

отключениях

 

ВЛ

 

необходимо

 

уделять

 

особое

 

внимание

 

участкам

 

линии

на

 

которых

 

ранее

 

были

 

обнаружены

 

дефекты

 

с

 

применением

 

УФ

-

диагностики

Проведение

 

УФ

-

диагностики

 

полимерных

 

изоля

-

торов

 

имеет

 

свои

 

особенности

 

по

 

сравнению

 

с

 

фар

-

форовыми

 

и

 

стеклянными

 

изоляторами

Коронация

 

на

 

поверхности

 

полимерного

 

изолятора

 

приводит

 

к

 

разрушению

 

материала

 

изолятора

 

с

 

образованием

 

токопроводящих

 

дорожек

В

 

результате

 

сокращает

-

ся

 

длина

 

пути

 

тока

 

утечки

 

изолятора

 

и

 

происходит

 

его

 

дальнейшее

 

перекрытие

 

электрической

 

дугой

Опыт

 

показывает

что

 

при

 

обнаружении

 

коронации

 

полимерного

 

изолятора

независимо

 

от

 

степени

 

ин

-

тенсивности

 

и

 

места

 

возникновения

 

разрядов

необ

-

ходимо

 

в

 

возможно

 

короткие

 

сроки

 

принимать

 

меры

 

по

 

устранению

 

дефекта

 

или

 

замене

 

изолятора

.

УФ

-

диагностика

 

также

 

применима

 

для

 

обнаруже

-

ния

 

дефектов

 

провода

 

воздушной

 

линии

Коронные

 

разряды

 

возникают

 

в

 

местах

 

излома

 

жил

нарушения

 

наружного

 

повива

 

провода

местах

 

попадания

 

мол

-

нии

 

в

 

провод

 

или

 

воздействия

 

электрической

 

дуги

 

(

рис

. 2). 

В

 

таких

 

случаях

 

проведение

 

УФ

-

диагностики

 

совмещается

 

с

 

тепловизионным

 

осмотром

 

линии

поскольку

 

в

 

местах

 

повреждения

 

возможно

 

возник

-

новение

 

нагрева

 

провода

 

из

-

за

 

уменьшения

 

его

 

се

-

чения

Кроме

 

того

нарушается

 

механическая

 

проч

-

ность

 

провода

что

 

не

 

исключает

 

возможности

 

его

 

обрыва

 

при

 

сильных

 

ветровых

 

нагрузках

Решение

 

о

 

мероприятиях

 

по

 

устранению

 

дефектов

 

принима

-

ется

 

отдельно

 

в

 

каждом

 

конкретном

 

случае

исходя

 

из

 

условий

 

эксплуатации

 

данной

 

воздушной

 

линии

количества

 

повреждённых

 

жил

 

провода

нагрузки

последствий

 

отключения

 

линии

 

и

 

др

.

ОПОРНО

-

СТЕРЖНЕВАЯ

 

ИЗОЛЯЦИЯ

 

ОТКРЫТЫХ

 

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

 

УСТРОЙСТВ

Повреждение

 

опорно

-

стержневой

 

изоляции

 

от

-

крытых

 

распределительных

 

устройств

  (

ОРУ

) 35—

110 

кВ

 

может

 

повлечь

 

за

 

собой

 

выход

 

из

 

строя

 

до

-

рогостоящего

 

подстанционного

 

оборудования

 

и

 

на

-

нести

 

серьёзный

 

экономический

 

ущерб

 

эксплуати

-

рующей

 

организации

Поэтому

 

особое

 

внимание

 

уделяется

 

диагностике

 

состояния

 

опорно

-

стержне

-

вой

 

изоляции

в

 

том

 

числе

 

УФ

-

диагностике

.

При

 

проведении

 

осмотров

 

оборудования

 

ОРУ

 

с

 

применением

 

УФ

-

диагностики

 

специалист

 

фиксиру

-

ет

 

наличие

 

коронации

 

опорно

-

стержневой

 

изоляции

 

разъединителей

секций

 

шин

изоляции

 

трансфор

-

маторов

 

тока

 

и

 

напряжения

вводов

 

выключателей

 

Рис

. 2. 

Нарушение

 

целостности

 

провода

 

ВЛ

 110 

кВ


Page 4
background image

82

СЕТИ РОССИИ

Рис

. 3. 

Ложный

 

дефект

Коронация

 

проволоки

 

контрольной

 

пломбы

 

трансформатора

 

напряжения

 110 

кВ

Рис

. 4. 

Дефект

 

армировочного

 

шва

 

опорного

 

изолятора

 110 

кВ

           

а

УФ

-

диагностика

  

 

          

б

ИК

-

диагностика

и

 

силовых

 

трансформаторов

изоляции

 

разрядни

-

ков

 

и

 

ограничителей

 

перенапряжений

Проведение

 

диагностики

 

осложняется

 

наличием

 

коронации

 

то

-

коведущих

 

частей

 

ОРУ

Например

высокий

 

уровень

 

коронных

 

разрядов

 

наблюдается

 

на

 

кромках

 

ножей

 

разомкнутых

 

линейных

 

и

 

шинных

 

разъединителей

острых

 

углах

 

секций

 

шин

краях

 

резьбы

 

болтов

 

в

 

со

-

единениях

 

и

 

др

Такие

 

точки

 

коронации

 

возникают

 

из

-

за

 

высокой

 

напряжённости

 

электрического

 

поля

 

на

 

острых

 

гранях

 

токоведущих

 

частей

 

и

 

в

 

боль

-

шинстве

 

случаев

 

не

 

являются

 

дефектами

если

 

не

 

вызывают

 

радиопомех

  (

рис

. 3). 

Чтобы

 

исключить

 

ошибочные

 

случаи

 

обнаружения

 

дефектов

 

изоля

-

ции

вызванные

 

коронацией

 

токоведущих

 

частей

УФ

-

диагностика

 

ОРУ

 

должна

 

проводиться

 

опытным

 

специалистом

знакомым

 

с

 

особенностями

 

эксплуа

-

тации

 

высоковольтного

 

оборудования

 

и

 

условиями

 

возникновения

 

коронных

 

разрядов

Кроме

 

того

ос

-

мотр

 

опорной

 

изоляции

 

и

 

электрических

 

аппаратов

 

должен

 

выполняться

 

с

 

нескольких

 

сторон

так

 

как

 

место

 

предполагаемого

 

дефекта

 

может

 

быть

 

скрыто

 

от

 

оператора

.

Основными

 

дефектами

которые

 

удаётся

 

выявить

 

в

 

процессе

 

УФ

-

диагностики

являются

 

сколы

трещи

-

ны

 

фарфоровой

 

изоляции

разрушение

 

и

 

полости

 

верхних

 

армировочных

 

швов

 

фланцев

 

изолятора

Обнаружение

 

коронации

 

фарфоровых

 

опорно

-

стержневых

 

изоляторов

 

может

 

означать

 

наличие

 

трещин

 

в

 

фарфоре

 

и

 

является

 

основанием

 

для

 

вне

-

очередных

 

электрических

 

и

 

механических

 

испытаний

 

изолятора

Попадание

 

влаги

 

в

 

трещину

 

в

 

осенне

-

зимний

 

период

 

при

 

снижении

 

температуры

 

воздуха

 

до

 

отрицательных

 

значений

оперирование

 

разъеди

-

нителем

 

с

 

дефектными

 

изоляторами

 

являются

 

край

-

не

 

опасными

 

как

 

для

 

режима

 

работы

 

электрообору

-

дования

так

 

и

 

для

 

обслуживающего

 

персонала

.

Коронация

 

нижней

 

части

 

верхнего

 

фланца

 

фар

-

форового

 

опорно

-

стержневого

 

изолятора

 

сигнализи

-

рует

 

о

 

наличии

 

дефекта

 

армировочного

 

шва

 

или

 

воз

-

никновении

 

трещин

 

в

 

теле

 

изолятора

Чем

 

дальше

 

место

 

коронации

 

от

 

металлического

 

фланца

 

изоля

-

тора

тем

 

опаснее

 

дефект

поскольку

 

нарушение

 

изо

-

лирующей

 

способности

 

изоляции

 

может

 

привести

 

к

 

её

 

перекрытию

 

электрической

 

дугой

Кроме

 

того

высокая

 

интенсивность

 

коронации

 

ар

-

мировочных

 

швов

 

опорных

 

изоляторов

 

в

 

воздушной

 

среде

 

является

 

причиной

 

образования

 

химически

 

активных

 

веществ

В

 

зоне

 

разрядов

 

образуются

 

вы

-

сокие

 

концентрации

 

озона

 (

О

3

и

 

кислотных

 

остатков

 

азотной

 (-NO

3

и

 

азотистой

 (-NO

2

кислот

которые

 

приводят

 

к

 

ускоренной

 

коррозии

 

металлических

 

ча

-

стей

 

и

 

эрозии

 

армировочного

 

шва

 

изолятора

.

Факт

 

обнаружения

 

коронации

 

в

 

нехарактерных

 

точках

 

изолятора

 

определяет

 

необходимость

 

приня

-

тия

 

дополнительных

 

мер

 

по

 

изучению

 

его

 

состояния

 

и

 

при

 

необходимости

 

дальнейшей

 

его

 

замены

.

В

 

местах

 

возникновения

 

интенсивных

 

коронных

 

разрядов

 

можно

 

наблюдать

 

некоторое

 

увеличение

 

температуры

 

изолятора

что

 

позволяет

 

обнаружить

 

дефект

 

также

 

с

 

помощью

 

тепловизионного

 

обследо

-

вания

 (

рис

. 4 

а

,

б

). 

При

 

этом

 

величина

 

нагрева

 

может

 

составлять

 

до

 

нескольких

 

градусов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УФ

-

диагностика

 

позволяет

 

выявить

 

слабые

 

ме

-

ста

 

в

 

изоляции

 

электрооборудования

 

и

 

предотвра

-

тить

 

его

 

повреждение

При

 

этом

 

нет

 

необходимости

 

выводить

 

оборудование

 

из

 

работы

приближаться

 

к

 

токоведущим

 

частям

 

на

 

опасное

 

расстояние

 

и

 

ис

-

пользовать

 

сложные

 

испытательные

 

приборы

В

 

от

-

личие

 

от

 

тепловизионного

 

контроля

для

 

проведения

 

которого

 

необходима

 

определённая

 

величина

 

на

-

грузки

 

на

 

оборудовании

УФ

-

диагностика

 

не

 

требует

 

создания

 

особого

 

режима

 

работы

 

оборудования

 

и

 

может

 

быть

 

проведе

-

на

 

при

 

нахождении

 

оборудования

 

под

 

напряжением

но

 

без

 

нагрузки

Примене

-

ние

 

УФ

-

диагностики

 

совместно

 

с

 

теплови

-

зионным

 

обследова

-

нием

 

электрообору

-

дования

 

существенно

 

снижает

 

повреждае

-

мость

 

оборудования

 

благодаря

 

своевре

-

менному

 

выявлению

 

и

 

устранению

 

дефек

-

тов

.   


Читать онлайн

Состояние изоляции электрооборудования является одним из основных факторов, влияющих на надёжность его эксплуатации. В процессе работы оборудования изоляция подвергается механическим воздействиям (ветровые нагрузки для подвесной изоляции), загрязнению, износу и старению (полимерная изоляция). Для диагностики и контроля состояния подвесной и опорно-стержневой изоляции 35–220 кВ в ОАО «Кубаньэнерго» применяются двухспектральные оптические дефектоскопы. Данный прибор позволяет обнаружить коронацию в местах нарушения целостности изоляции или ухудшения её свойств и своевременно принять меры по устранению дефекта
до момента повреждения электрооборудования.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
Спецвыпуск «Россети» № 2(25), июнь 2022

Программный комплекс для мониторинга, оптимизации и визуализации структуры противоаварийной автоматики — ПК «ПАУК»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
ПАО «Россети Кубань»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»