Поползин Иван Юрьевич к т. д., доцент фгбоу во Сибирский государственный индустриальный университет
 Скачать 148.46 Kb.
|
|
ИССЛЕДОВАНИЯ УЛЬТРОЗВУКОВЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЙ ДЕФЕКТНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 6-10 кВ И 6-35 кВ Киприянов Дмитрий Александрович Дробышев Владислав Константинович Студенты Научный руководитель: Поползин Иван Юрьевич к.т.д., доцент ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет» Аннотация: Рассмотрено применение прибора «Ультраскан-2004», для выявлений дефектных изоляторов воздушных линий 6-10 кВ и 6-35 кВ, а также для контроля оборудования работающего под напряжением 110 кВ и выше, наоборот ограничено наличием значительного уровня коронирующих помех от оборудования, работающего в нормальном режиме. С помощью прибора возможно выявлять не только снижение качества изоляторов высоковольтного оборудования, но и неисправности контактных соединений, что было подтверждено измерениями температуры дефектных узлов инфракрасным пирометром. Ключевые слова: Кабельные линии, системы электроснабжения, изоляторы, повреждения, спектроанализатор, ультразвуковой контроль. RESEARCH OF ULTRASONIC DEVICES FOR DETECTING DEFECTIVE INSULATORS OF 6-10 kV AND 6-35 kV OVERHEAD LINES Kipriyanov Dmitry Alexandrovich Drobyshev Vladislav Konstantinovich Students Scientific adviser: Popolzin Ivan Yurievich Abstract: Discusses the use of the device "Ultraskan-2004", for detecting defective insulators of overhead lines of 6-10 kV and 6-35 kV, as well as for monitoring equipment operating under a voltage of 110 kV and above, on the contrary, is limited by the presence of a significant level of corona interference from equipment operating in normal mode. With the help of the device, it is possible to detect not only a decrease in the quality of insulators of high-voltage equipment, but also malfunctions of contact connections, which was confirmed by measurements of the temperature of defective nodes with an infrared pyrometer. Key words: Cable lines, power supply systems, insulators, damages, spectroanalyzer, ultrasonic inspection. В большинстве случаев для районного распределения электроэнергии служат электрические сети 6–10 кВ. При этом в пределах крупных населенных пунктов более распространены кабельные линии (КЛ), а в малонаселенной местности – это преимущественно воздушные линии (ВЛ), не требующие значительных затрат на монтаж и обслуживание. Однако существуют случаи, когда повреждения на линиях в сетях 6–10 кВ могут вызывать серьезные проблемы с энергоснабжением, а это в свою очередь требует найти неисправности для их устранения. Наиболее распространенное повреждение на ВЛ – однофазное замыкание «на землю» – происходит вследствие повреждения линейных изоляторов, загрязнения их сажей от пожаров и промышленных выбросов, обрыва проводов, падения на провода деревьев и других посторонних предметов. Обычно в районных электрических сетях, поскольку это установки с изолированной нейтралью, устройства релейной защиты и автоматики этих линий настроены не на отключение линии при выявлении подобных повреждений, а на «сигнал». В этом случае допускается оставлять линию под «рабочим» напряжением на время до двух часов, то есть электроснабжение потребителей не прерывается. Наличие напряжения на поврежденной линии существенно облегчает поиск мест повреждений, поскольку зачастую на ВЛ они выявляются визуально, а кроме того, повреждения изоляторов при обходе можно обнаружить «на слух» без помощи дополнительных приборов и устройств [1, с.96]. В некоторых сетях (например, в распределительных сетях промышленных карьеров, системах электроснабжения сигнализации на железных дорогах и других) работа в режиме однофазного замыкания на землю недопустима, например, по условиям безопасности обслуживающего энергоустановки персонала. В этом случае при превышении тока уставки «земляной» защиты линия мгновенно отключается, и ее включение под рабочее напряжение разрешается только после устранения повреждения и выполнения электрических испытаний. При этом выявить причины, вызвавшие отключение, можно только визуально – осмотрев всю линию. Время отыскания повреждений зависит от протяженности линий, наличия отпаек, количества персонала аварийных бригад и транспортной доступности линий. Кроме того, при снятом напряжении поиск повреждений опорных и подвесных изоляторов затруднителен, а в некоторых случаях практически невозможен. Методы дистанционного обнаружения и локализации мест замыканий на землю от питающих подстанций в настоящее время недостаточно проработаны. Поэтому поиск таких повреждений выполняется путем последовательного секционирования линий с проверкой сопротивления изоляции мегаомметром, что связано со значительными трудозатратами, а кроме того, может быть недостаточно эффективно для устранения неисправностей [2, с.12]. В этом случае на помощь энергетикам приходят средства дистанционного контроля изоляции. В настоящее время для контроля изоляции высоковольтных устройств используются три основных метода: - инфракрасный (тепловизионный); - электронно-оптический; - ультразвуковой. Первые два из этих методов точны и информативны, но их использование (особенно для линейных установок класса напряжения 6–35 кВ) имеет ряд существенных ограничений. Во‑первых, оба этих метода связаны с приобретением дорогостоящего оборудования и высокой квалификацией персонала, во–вторых, эффективность их применения существенно зависит от погодных условий и времени суток: поиск неисправностей в дневное время при солнечном освещении практически невозможен. Поэтому, экономически выгодно использование ультразвуковых средств контроля для предприятий, обслуживающих небольшой район электрических сетей 6–110 кВ протяженностью до сотен километров. Одним из этих ультразвуковых средств является прибор «Ультраскан‑2004» (рисунок 1).  Рис. 1. Ультразвуковой прибор «Ультраскан-2004» Несмотря на низкую цену прибор позволяет с достаточной точностью локализовать место повреждения и измерить уровень сигнала утечки, что, в свою очередь, дает возможность оценить степень опасности каждой выявленной неисправности.  Рис. 2. Поиск неисправностей с помощью ультразвукового прибора «Ультраскан-2004» Поиск неисправностей (рисунок 2) осуществляется способами, приведёнными ниже: - превентивно, то есть путем проведения регулярных плановых обследований линий в целях предупреждения неисправностей; - место повреждения изоляции обнаруживается при подаче напряжения на поврежденный участок от испытательных установок либо от РУ подстанций (при возможности включения линии с выведенной защитой от однофазного замыкания на землю). Прибор оснащен как оптическим, так и лазерным визиром для локализации места повреждения по условию поиска максимального уровня сигнала. Это позволяет точно определять источник сигнала с расстояния до 15 метров в любую погоду и в любое время суток. Использование оптического визира, позволяет более тщательно разглядеть видимые дефекты изоляции линии. При рабочем напряжении около 6–35 кВ наличие «чувствительной» для прибора утечки по изоляции устройств электроснабжения свидетельствует о снижении надежности их изоляции, так как для изоляции этого класса напряжения несвойственно явление «коронирования», нормальное для линий выше 110 кВ. Кроме локализации места повреждения прибор позволяет оценить его характер: оператор может не только отличить на слух «коронирование» по поверхности от начавшихся внутренних частичных разрядов, но и оценить основную спектральную составляющую сигнала с помощью встроенного в прибор спектроанализатора. В частности, замечено, что для повреждения изоляции характерное значение основной спектральной составляющей соответствует 100 Гц. Встроенный спектроанализатор также позволяет отбросить при обследовании сигналы от механических источников (например, вибрации проводов и т. д.). Для накопления базы данных различных сигналов и их более тщательной обработки с помощью программных и аппаратных средств, имеется возможность осуществления записи сигнала в память цифрового диктофона, входящего в комплект прибора. Наличие диктофона позволяет вести оперативную запись сообщений оператора о дефектировке изоляторов и привязке к местности, что облегчает работу в неблагоприятных погодных условиях Вывод: Воздушные линии 6-35 кВ являются весьма протяженными электротехническими установками, входящими в состав распределительных сетей. При этом в сетях именно этого класса напряжения имеет место наибольшая аварийность. Исходя из опыта эксплуатации различных типов подвесных изоляторов, можно прийти к заключению о том, что наиболее, перспективными с позиции стоимости, веса и электрической прочности в настоящее время являются полимерные изоляторы, существенным недостатком которых (как и фарфоровых) является трудность обнаружения дефектных изоляторов. В результате многолетних исследований и опыта разработаны методики дистанционного профилактического контроля внешней изоляции различных видов высоковольтного энергетического оборудования, основанные на регистрации характеристик оптического излучения разрядных процессов. Создано специальное программное обеспечение для обработки, регистрируемой информации. Разработанные методики обеспечивают высокую производительность и безопасность контроля с приемлемой степенью достоверности. Главное преимущество дистанционного контроля – это снижение трудоемкости и повышение безопасности работ. Использование современных способов выявления дефектов на изоляторах значительно уменьшит экономические потери, время поиска, причины аварии и снизит вероятность несчастных случаев. Список литературы Захаров О.Г. Поиск дефектов в релейно-контакторных схемах. М.: НТФ «Энергопресс», «Энергетик», 2010. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1992. |