logo logo

Влияние дефектов разрядников на надежность электроснабжения

Как показывает практика проведенных тепловизионных обследований, значительное количество дефектов обнаруживается на грозозащитных разрядниках и ОПН. Грозозащитные разрядники представляют собой аппараты защищающие электрооборудование от грозовых и кратковременных (коммутационных) перенапряжений.
Среди применяемых грозозащитных разрядников можно выделить металл-оксидные разрядники. Принцип работы таких разрядников основан на принципе работы нелинейного резистора (варистора). При нормальном оперативном напряжении варистор имеет довольно высокое сопротивление, в случае резкого скачкообразного повышения напряжения, сопротивление варистора резко уменьшается и пропускает потенциал грозового разряда на заземляющий контур.
Одним из качеств разрядников есть их способность к восстановлению после прохождения грозового разряда.

1. Грозозащитные разрядники на открытых распределительных устройствах 35 кВ.

Отказ металл-оксидных разрядников (варисторов), применяемых в открытых распределительных устройствах (фото 1) для защиты оборудования подстанции от резких перенапряжений вызванных грозовым разрядом, может вызвать сбой в работе электрооборудования, и как следствие, прекращение подачи электроэнергии всем потребителям, запитанным от этой подстанции.
На термограмме 1 зафиксировано повышенное значение температуры на одном из разрядников, что есть свидетельством наличия дефекта в нем.

Дефекты на разряднике подстанции 35 кВ

1. Дефекты на разряднике подстанции 35 кВ

2. Грозозащитные разрядники на распределительных подстанциях.

Металл-оксидные разрядники также устанавливаются на распределительных подстанциях на трех фазах фидера со стороны распределения (фото 2).
Термограмма 2 зафиксировала перегрев всех трех разрядников, что указывает на наличие дефекта.

Дефекты разрядников на распределительных подстанциях

2. Дефекты разрядников на распределительных подстанциях

3. Грозозащитные разрядники на регуляторе напряжения.

На регуляторах напряжения силовых трансформаторов используются разрядники с шунтирующим резистором. Устанавливаются они последовательно между токоведущим проводом и землей параллельно обмотке для защиты от грозового разряда.
На термограмме 3 показан вентильный разрядник на регуляторе напряжения силового трансформатора после выхода из строя. Отказ разрядника может повлиять на надежность регулятора и /или всей подстанции, что в свою очередь, приведет к незапланированному отключению электроэнергии.

дефект разрядника на регуляторе

3. Эта проблема разрядника на регуляторе напряжения при сбое могла повлиять на надежность регулятора и подстанции в целом. Это подстанция обслуживает в общей сложности 2120 потребителей.

4. Грозозащитные разрядники на 10 кВ.

Этот грозозащитный разрядник на 10 кВ (фото 4) наиболее повлиял на надежность системы распределения. Повышенная влажность внутри корпуса вызвала отказ разрядника, вследствие чего распределительные линии и электрооборудование потребителей оказалось незащищенными от грозовых разрядов.
На термограмме 4 зафиксирована высокая температура на разряднике, что свидетельствует о наличии дефекта вследствие увлажнения элементов разрядника из-за нарушения герметичности корпуса. Перегрев грозозащитных разрядников наблюдается также при обрыве шунтирующего резистора и сваривании электродов искровых промежутков.

Дефекты разрядника 10 кВ

4. Дефекты разрядника 10 кВ

5. Исследование грозозащитных разрядников.

По результатам тепловизионного обследования специалисты нашей компании провели исследования девяти грозозащитных разрядников. Для отчета они были пронумерованы.
Исследования показали следующие результаты. В одном из разрядников (№6) был сломан разъединитель (искровой промежуток), но следов дуги не было. Разъединители на остальных разрядниках не были повреждены. На двух разрядниках (№№1, 8) были сломаны кронштейны изоляторов. На корпусах разрядников №№2, 3, 5, 7, 8 был зафиксирован коричневый налет.
После измерения опорного напряжения и потери мощности, (таблица 1) все разъединители были демонтированы для осмотра в лаборатории. Также были измерены верхние и нижние уплотнительные кольца (таблица 1), и параметры каждого изолятора разрядника в верхнем и нижнем уплотняющем диске (таблица 2).

Таблица 1:  Единицы измерения. Значения на первом плане вне приемлемых пределов.

Высота "0"

U  (кВ, пиковое)

Мощность (ватты)

 

Вершина

Основание

Прежде

После

Прежде

После

1

.007

.005

32.34

34.32

6.38

2.37

2

.006

.008

33.06

34.66

5.55

2.18

3

.010

.003

31.86

33.93

6.10

2.42

4

.000

.002

33.69

34.37

4.40

1.94

5

.003

.003

32.92

34.42

5.87

2.25

6

.010

.004

33.31

34.42

4.44

1.88

7

.004

.005

31.71

33.55

6.08

2.82

8

.001

.004

31.61

33.80

6.50

2.50

9

.002

.005

33.84

34.45

3.80

1.44

Пределы

 

 

30.9 минимум

1.29 максимума

 

Таблица 2: Результаты испытаний – состояние поверхности изолятора. Весь изолятор был черного цвета.

№.

Верхний

Нижний

1

7/16" искровой промежуток

3/8" искровой промежуток

2

Полностью в корпусе

Полное покрытие

3

Неоднородный

Полное покрытие

4

Неоднородный

Полное покрытие

5

Полное покрытие

Полное покрытие, но очень тяжелый

6

Неоднородный, возможный 5/16" искровой промежуток

Полное покрытие

7

Неоднородный

Полное покрытие

8

Полное покрытие

Неоднородный, возможный 1/8" искровой промежуток

9

Неоднородный

Возможный 1/8" искровой промежуток

Термообработка.

Все неповрежденные разрядники прогревались в духовом шкафу при температуре 120 С в течение 36 часов для просушки влаговпитывающего элемента. Измерения параметров разрядников до и после просушки внесены в таблицу 1. Следовательно, можно сделать вывод, что повышенная влажность уменьшает сопротивление разрядников, увеличивая значение тока проводимости. В конечном итоге это вызывает перегрев разрядника, как показано на термограмме 4.

Вывод.

Улучшение параметров грозозащитных разрядников и ОПН после просушки свидетельствует о повышенной их влажности. И хотя показатели потерь мощности еще выше допустимого верхнего предела, при дальнейшей просушке это можно исправить. Возможной причиной попадания влаги вовнутрь корпуса изолятора, является дефект уплотнительных колец на крышках.
Поломка разрядников №№1, 8 не были вызвана грозовым разрядом. Скорее всего, эта поломка является результатом некачественного монтажа или неправильной транспортировки.

Заключение.

Для поддержания надежности линий электропередач и систем распределения электроэнергии, очень важно уметь своевременно идентифицировать дефекты грозозащитных разрядников с помощью тепловизионного оборудования.
Своевременное обнаружение дефектов в разрядниках поможет избежать аварийных ситуаций, приводящих к дорогостоящим, отключениям электричества, как для потребителей, так и для компаний поставляющих электроэнергию.

Метки материала: , , , ,

Похожие материалы:

bottom