logo logo

Диагностика оборудования передачи и распределения электроэнергии

Большая часть работы при тепловизионной диагностике в сетях передачи и распределения электроэнергии связано с инспекцией воздушных линий электропередачи и сопутствующего оборудования. Хотя в настоящей работе это и не отражено, но сюда также входит температурное обследование коммутационного оборудования, устанавливаемого на бетонное основание, трансформаторных будок и подземных ограждений. Линии электропередачи легко идентифицируются по конструкциям вышек и большой длине  проводов. Такие линии проходят вдоль основных дорог и по сельской местности. Эти линии передают энергию при напряжении не менее 69 кВ на дальние расстояния, и составляют основу "сети передачи электроэнергии". Они обычно начинаются на электростанциях и поставляют электроэнергию на подстанции передачи электроэнергии и коммутационное оборудование. В конечном итоге электроэнергия поступает на распределительные подстанции.
К наиболее распространенным соединениям, встречающимся на этих линиях, относятся соединительные муфты, и муфты заглушек. Это соединения обжимного типа, обеспечивающие связь проводников друг с другом и с юбочными конструкциями заглушек. Стыковочные муфты размещаются на вышках линий, и служат для соединения больших участков проводов друг с другом посредством навесного проводника. Соединительные муфты служат для соединения концов проводников друг с другом. Обычно они используются для ремонта поврежденных линий.
При поиске нагревающихся соединений электрические компании для обнаружения увеличенной температуры широко используют тепловизионную диагностику. Из-за большой длины проводников этих линий для проведения такой диагностики применяются наземные транспортные средства, а также средства передвижения по воздуху и по воде.
В качестве примера работы такого рода можно привести проведенную несколько лет назад диагностику линии электропередачи на 220 кВ, где требовалось провести замеры температуры на проводниках, соединительных муфтах и муфтах заглушек. Электрическая компания, заказавшая такую диагностику, была обеспокоена увеличением провисания проводов, и возможными отказами в соединениях из-за постоянного увеличения нагрузки, связанного с экономическим ростом обслуживаемой области. Замеры температуры требовались для того, чтобы сравнить температурные допуски изготовителя проводников линии с конкретной нагрузкой, а также выяснить температуру между проводниками и в соединительных муфтах.
Дл реализации данного проекта, с целью вычисления температурного излучения мишеней для тепловизора (рисунок 9a), была использована муфта заглушки с остатком провода, которая была недавно снята с линии. Мишень имела форму круга диаметром около 3 дюймов. В качестве температуры окружающей среды была принята температура фона для каждого изучаемого соединения. Расстояние до мишени при тепловизионной съемке было определено в 3-3.5 метра, что позволило для замера температуры по сторонам этой круглой мишени (рисунок 9b) использовать пятно диаметром в 1/4 дюйма. Естественно, что для доступа к инспектируемым точкам использовались подъемники. Для тех термографистов, которые, никогда раньше не поднимались в подъемнике к линии электропередач, находящейся под напряжением 220 кВ, и идущей на высоте 15-20 метров над землей, это было круче любого паркового аттракциона.

термограмма муфты и проводника
Рисунок 9a (слева) показывает муфту заглушки, с двумя независимыми термопарами
для измерения температур поверхности мишени, которая использовалась
для определения излучения поверхности соединения
Рисунок 9b (справа) показывает термограмму муфты и проводника

            Та часть данной отрасли, которая связана с распределением электроэнергии, использует воздушное и подземное оборудование, отвечающее за доставку энергии коммерческим и промышленным потребителям, а также в жилые районы.  Эти цепи распределения энергии, называемые "фидеры", выходят из подстанций. Обычно, у одной подстанции имеется несколько фидеров, обслуживающих данный регион. Фидеры "связаны" друг с другом посредством переключателей, находящихся в разных местах линий. Эти переключатели используются для возвратного питания и для изолирования участков фидеров во время ремонта и временных отключений энергии.
Для оборудования такого рода наиболее часто производится тепловизионная диагностика увеличения температуры.
Данное оборудование требует непрерывного обслуживания и ремонта данного оборудования. Это вызвано колебаниями сезонных и суточных нагрузок, а также износом, связанным с окружающей средой и конечными пользователями. Многие компании заказывают ежегодное выполнение тепловизионной диагностики, и при этом каждый год в их системах обнаруживаются новые проблемы.
Хотя наиболее распространенной является стандартная тепловизионная диагностика, но для наблюдения за установками и поиска проблем на критических участках оборудования фидеров, могут оказаться полезными и специально разработанные инспекции. В качестве примера можно привести выполненную пару лет назад работу по температурной и визуальной проверке переключателей фидеров 10 кВ и 20 кВ. В течение длившейся восемь месяцев работы было проверено более 6000 выключателей. Для каждого выключателя, имевшего температурные или визуальные отклонения, были представлены основные термограммы. Результаты этой инспекции предоставили имеющие большее значение данные, связанные с практикой установки оборудования и надежностью используемых громоотводов. Также были обнаружены множественные проблемы, которые могли бы вывести из строя цепи фидера. На рисунках 10a, 10b и 10c приведены примеры распространенных проблем, выявленных во время этого обследования.

 

нагрев подвижного контакта выключателя

Рисунок 10a (слева) показывает отказавший громоотвод
Рисунок 10b (в центре) показывает нагрев болтового соединения и навесного проводника
Рисунок 10c (справа) показывает нагрев подвижного контакта выключателя

Еще одним примером специализированного проекта, выполненного для крупной электрической компании может служить тепловизионная инспекция почти двухсот концевых опор для фидеров 10 кВ и 35 кВ. Концевой опорой является первая опора, на которой размещен выключатель фидера, после того как он выходит из подстанции. В большинстве случаев фидеры проходят от подстанции до двух миль под землей, прежде чем его становится видно в точке начала воздушного фидера (рисунок 11a). В результате обследования выявился повторяющийся рисунок нагрева проводников, соединенных колодкой с вертикально установленной рамой выключателя (рисунок 11b). Первоначальное предположение, что это связано с несоблюдением спецификации по затягиванию болтов соединений, было опровергнуто, когда новые соединения, установленные с полным соблюдением специфицированного затягивания болтов, продемонстрировали аналогичный нагрев. Компания связалась с изготовителем, и оказалось, фаска отверстий на рамах выключателей, были просверлены недостаточно глубоко, чтобы надежно удерживать шайбу и болт, несмотря на то, что болт затягивали с нужным усилием.

 

концевая опора

Рисунок 11a (слева) показывает типичную концевую опору, состоящую из вертикально установленных выключателей, громоотводов и концевых муфт
проводников.
Рисунок 11b (справа) показывает пример повторяющегося рисунка,
выявленного в соединении концевой муфты проводника и рамы выключателя

Наконец, можно назвать несколько не столь распространенных проблем, на которые термографисты натыкаются довольно часто. Например, при проверке на возрастание температуры фидера 10 кВ, был обнаружен болт с проушиной, поддерживающий нейтральную линию на горизонтальном фидере. Температура этого болта превышала температуру находящихся поблизости от него объектов на 18OC (рисунки 12a и 12b).

горячий болт с проушиной на опоре электрической линии
Рисунки 12a и 12b показывают горячий болт с проушиной на опоре электрической линии, поддерживающий нейтральную линию.

            Оказалось, что болт нагревался из-за размыкания нейтрального провода, которое вызвало перенаправление тока из нейтрального провода в заземленный объект, которым, в данном случае, был болт с проушиной.
Довольно часто в связи с разомкнутым нейтральным проводом, связано освещение, которое может гореть ярче на одних электрических цепях, и быть более тусклым на других. Также возможно мигание или увеличение яркости освещения при подключении большой нагрузки, например, при включении кондиционера.
Наличие разомкнутого нейтрального провода представляет собой опасную ситуацию, и должно быть исправлено так быстро, как это возможно. В результате этой ситуации, заземление оказывается под напряжением, и может вызвать травмы у человека, коснувшегося любой неизолированный металлический предмет, который должен быть заземлен. Обнаружение этой проблемы не только экономит время, требуемое для поиска разомкнутого провода, но и предотвращает возможные травмы у ничего не подозревающего персонала копании.

Метки материала: ,

Похожие материалы:

bottom