Инфракрасное диагностирование КЭТ
Инфракрасное диагностирование (комплектных экранированных токопроводов) (КЭТ) с номинальным напряжением выше 1000 В.
Комплектные экранированные токопроводы (КЭТ) могут быть различных исполнений: с общим экраном для всех трех фаз (без перегородок и с перегородками) и пофазно-экранированными – с цилиндрическими экранами кольцевого, прямоугольного, квадратного или восьмигранного сечения и шинами двутаврового, кольцевого, коробчатого, прямоугольного или другого профиля. Современные генераторные КЭТ выполняются пофазно-экранированными с шинами и экранами кольцевого сечения. Так называемые КЭТ связи, предназначенные для связи выводов силовых трансформаторов с КРУ и для объединения однофазных трансформаторов в группу выполняются как с общим экраном и шинами различного сечения, так и пофазно-экранированными, с экраном восьмиугольного сечения и шинами кольцевого сечения.
Пофазно-экранированныс КЭТ имеют большие габариты, чем КЭТ с общим экраном, они более материалоемки, однако обладают более высокой эксплуатационной надежностью. Кроме того, магнитное поле шин этих токопроводов при к.з. в значительной степени компенсируется магнитными полями токов, индуцируемых в экранах, поэтому их динамическая стойкость при к.з. выше.
По этим причинам, в настоящее время, комплектные экранированные токопроводы для АЭС, КЭС, а также мощных ГЭС и ТЭЦ выполняют только пофазно-экранированными.
Типовые конструкции пофазно-экранированных КЭТ показаны на рис. 2-4.
Комплектные экранированные токопроводы могут иметь секционированные экраны (периодически разделенные по длине изоляционными перегородками) и быть непрерывными (связанными в единую электрическую цепь). Секционированные экраны применялись в КЭТ первых выпусков, при этом каждая секция экрана длиной 2—3 м отделялась от другой изоляционной прокладкой и заземлялась. Однако, у таких комплектных экранированных токопроводов есть существенный недостаток: наведенные в оболочке экрана вихревые токи замыкаются в пределах отдельных секций; распределение токов по периметру экрана неравномерно; магнитное поле шин не компенсируется магнитным полем токов, наведенных в экране. Поэтому внешнее магнитное поле КЭТ оказывается большим, что вызывает повышенный нагрев стальных конструкций КЭТ и повышает потери в них от вихревых токов. Для ослабления потерь, поверх трех фаз секционированных экранов накладывают короткозамкнутые размагничивающие алюминиевые шины.
В комплектных экранированных токопроводах с непрерывными экранами, для создания электрической связи между секциями, они стыкуются сваркой, а разъемные и сдвижные (применяемые для компенсации температурных расширений) участки — гибкими медными или алюминиевыми тросиками. Болтовые соединения применяются только для подключения шин к электрооборудованию. Шины в секциях крепятся к экранам при помощи одного или 3-х фарфоровых изоляторов, равномерно распределенных в пределах секции.
Экраны заземляются только в одной точке, для чего только одну из токоведущих перемычек, которые соединяют экраны всех трех фаз в начале и конце КЭТ, присоединяют к заземляющему контуру электроустановки, а опорные лапы КЭТ изолируют от его опорных конструкций. При этом перемычки между экранами в начале и конце КЭТ образуют замкнутую трехфазную систему, в которой в рабочем режиме индуцируются токи, примерно равные токам шин, но направленные противоположно им. Эти токи протекают вдоль экранов, равномерно распределяясь по их образующих, при этом геометрическая сумма токов всех трех экранов примерно равна нулю. Это значит, что внешнее магнитное поле КЭТ значительно уменьшается, значительно уменьшается и нагрев стальных опорных конструкций КЭТ.
Конструктивные особенности позволяют выявлять дефекты следующих частей комплектных экранированных токопроводов (КЭТ):
- разъемных и неразъемных контактных соединений (наружных — дефекты сварки экранов и внутренних — шин и болтовых соединений в местах присоединения к электрооборудованию);
- нарушение изоляции кожухов КЭТ относительно земли с появлением второй точки замыкания на землю и возникновением короткозамкнутых контуров;
- выключателей, разъединителей и других электрических аппаратов, встроенных в токопровод;
- повреждений (трещины, пробои) изоляторов КЭТ;
- дефекты вентиляционной установки КЭТ (если таковая имеется) и ее эффективность.
При выполнении тепловизионной диагностики открытых контактных соединений (например, сварных и разъемных соединений экранов), следует руководствоваться указаниями.
При выполнении обследований следует выполнять нормативные указания. Кроме этого, желательно следовать следующим рекомендациям:
- инспекции КЭТ желательно проводить в межсезонье, ранней весной или поздней осенью, по возможности, на рассвете т. к. из-за перепадов температур при этом внутри КЭТ создаются условия для образования конденсата, что способствует выявлению пробитых изоляторов и изоляторов с трещинами. При этом нагревы дефектных изоляторов будут лучше проявляться в виде температурных аномалий на поверхности экрана КЭТ. При пробое изолятора или наличии в нем трещины, болты, крепящие изоляторы, сами изоляторы и участки экрана КЭТ в районе их крепления, нагреваются за счет протекания через дефектные участки изолятора тока замыкания на землю. Этим можно воспользоваться для локализации поврежденного изолятора тепловизором.
- при невозможности выполнить требования предыдущего пункта, обследования лучше выполнять при влажной погоде, когда ток через дефектные участки (в поврежденных изоляторах КЭТ) увеличен по сравнению с их сухим состоянием, что также будет способствовать выявлению дефектных изоляторов.
Температуры нагрева и превышения температур над температурой окружающего воздуха открытых контактных соединений и токоведущих и других частей токопроводов не должны превышать нормативных значений.
Признаки и причины дефектов КЭТ приведены в таблице 1.
Таблица 1. Признаки и причины дефектов КЭТ
| № п\п |
Характер температурных аномалий |
Возможная причина температурной аномалии |
|
1. |
2. |
3. |
|
1. |
Нагрев КЭТ в районе крышки изолятора на 1°С и более по сравнению с соседними |
• дефект изолятора КЭТ |
|
2. |
Наличие локальных нагревов на поверхности экранов, мест их присоединения к трансформатору и металлоконструкциям |
|
На рис. 1 (а—г) приведены температурные проявления характерных дефектов КЭТ. Причины дефектов рис. 1а и 1г очевидны; рис, 1б иллюстрирует дефект, вызванный нарушением гибкой связи съемного кожуха с экраном КЭТ из-за ее перегорания и отсутствием или нарушением изоляции между кожухом и заземленным корпусом силового трансформатора (при этом ток образовавшегося короткозамкнутого витка протекает через болты, крепящие экран к кожуху, сильно нагревая их).
Тепловизионная диагностика выключателей и разъединителей и комплектов типа КАГ выполняются в соответствии с действующими указаниями п. 3.
Эффективность и дефекты вентиляционной установки КЭТ можно выявить, сняв и сопоставив тепловые картины поверхности его экранов при отключенном и включенном состоянии вентиляционной установки. Это поможет выявить "застойные зоны" и участки КЭТ, где вентиляция недостаточна, что чревато скоплением в этих местах конденсата при перепадах температуры, что для надежной работы КЭТ крайне нежелательно. В местах скопления конденсата при перепадах температуры окружающего воздуха будут наблюдаться тепловые аномалии.
в) местные нагревы стальных конструкций (поручней ограждения) из-за наличия сильного внешнего магнитного поля комплектных экранированных токопроводов.
Рис. 1 (а—г). Характерные термограммы дефектов КЭТ с номинальным напряжением выше 1000 В
г) нагрев крепежной лапы КЭТ генераторного напряжения блочного трансформатора из-за появления в этом месте второй точки заземления экрана КЭТ.
а) местные нагревы экрана токопровода 24 кВ турбогенератора І000 МВт нз-за дефектов сварки экрана КЭТ.
б) нагрев места соединения экрана КЭТ и его съемного кожуха в районе выводов обмотки НН фазы блочного трансформатора мощностью 3×417 МВт.
Рекомендуемые сроки локализации и/или устранения дефектов элементов КЭТ приведены в таблице 2.
Таблица 2. Рекомендуемые сроки локализации и/или устранения дефектов элементов КЭТ
| № п/п |
Части и элементы КЭТ, в которых найдены или подозреваются дефекты, характер дефектов |
Сроки локализации и/или устранения дефектов |
|
1. |
Открытые контактные соединения |
в соответствии с действующими указаниями |
|
2. |
Аппараты, встроенные в КЭТ (выключатели, разъединители, ТТ, ТН, разрядники и т. п.) |
в соответствии с действующими указаниями, касающихся этих аппаратов |
|
3. |
Схема заземления КЭТ – нагревы кожухов и конструктивных элементов КЭТ, связанные с появлением второй точки замыкания на землю |
если температурные параметры превышают значения – по аварийной заявке |
|
4. |
Дефекты изоляторов: |
для принятия решения выполнить испытания изоляции КЭТ при ближайшем останове, но не позднее, чем через 30 дней |
Комплектные экранированные токопроводы – конструкции
Рис. 2. Конструкция пофазно-экранированного КЭТ типа ТКЭП-6/3200-125.
1 — цилиндрический алюминиевый экран; 2 — силовые элементы экрана; 3 — цилиндрическая шина из алюминиевого сплава АДО; 4 — крепежные лапы; 5 — опорно-стержневой изолятор; 6 — изолирующая прокладка; 7 — опорная балка
Рис. 3. Присоединение КЭТ к выводам генератора или трансформатора:
1 — экран КЭТ; 2 — токоведущая шина; 3 — заглушка (кольцо); 4 — алюминиевые, плакированные медью и посеребренные контактные пластины; 5 — гибкая связь экрана с коробом; 6 — съемный короб; 7 — выводы генератора (трансформатора); 8 — изолирующий резиновый жгут; 9 — корпус генератора (трансформатора)
Похожие материалы:
