CC BY
342
УДК 621.315
Р. Н. Балобанов, Ю. Н. Зацаринная
ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Ключевые слова: высоковольтное оборудование, элегазовая изоляция, диагностик, КРУЭ.
В статье рассмотрены особенности диагностики различными методами высоковольтного электрооборудования с элегазовой изоляцией.
Keywords: High-voltage equipment, gas-insulated switchgear, diagnostics, complete switchgear gas-insulated switchgear.
The article describes the features of various methods of diagnosis of high-voltage gas-insulated electrical equipment.
Анализ зарубежного и отечественного опыта испытаний, и эксплуатации КРУЭ показал, что специфические особенности изоляции этого оборудования делают непригодными традиционные методы испытаний повышенным напряжением при критерии успешности - наличие или отсутствие пробоя. Такой метод в применении КРУЭ может привести к двоякой ошибке [1]:
1) Не выявить дефект в ранней стадии его развития;
2) Не может инициировать появление дефектов в нормальной изоляции.
Наиболее часто встречающимися дефектами в КРУЭ являются следующие:
а) дефективные изоляторы;
б) внутренние полости (воздушные включения);
в) присутствие мелких посторонних частей (пыль, опилки, мелкая металлическая стружка);
г) возникшие при заводских испытаниях проводящие "дорожки", которые в процессе эксплуатации начинают прорастать;
д) смещенный экран;
е) посторонние части в объеме КРУЭ;
Согласно опубликованным данным, наиболее
эффективным методом для выявления возможных дефектов в изоляции КРУЭ являются испытания повышенным напряжением переменного тока с регистрацией параметров частичных разрядов. Данный метод и был принят в качестве основного при выявлении дефектов, определения места повреждения и установления степени опасности дефектов [2].
Для проведения испытаний изоляции КРУЭ на месте их установок необходимо:
1) Разработать эффективную методику диагностики изоляции с выявлением дефектов неразрушающими методами;
2) Создать источник испытательного напряжения, который можно было бы доставлять автотранспортом и быстро монтировать на месте испытаний.
В Мосэнерго и НИИПТе (г. Санкт-Петербург) были созданы несколько стендов с элегазовым оборудованием, на которых отрабатывались методики диагностики и проходили опробование макета испытательного оборудования и измерительных схем. По мере накопления опытных данных по результатам испытания КРУЭ методика
непрерывно совершенствовалась.
Совершенствовался также и комплекс диагностического оборудования, включающего источник испытательного напряжения резонансного типа и комплекс регистрации частичных разрядов электрическим и акустическим методами.
Совершенствование осуществилось по направлениям:
- повышение надежности и точности установления наличности дефектов и определения места их появления;
- повышения мощности источника и сокращение времени испытаний.
В результате проведенных работ в Мосэнерго был создан комплекс оборудования для испытания и диагностики изоляции КРУЭ и разработана методика неразрушающих испытаний, позволяющих выявить возможные дефекты изоляции на основе регистрируемых параметров ЧР.
Источник напряжения каскадного типа состоит из четырех ступеней, настраиваемых в резонанс с нагрузкой. Вес одной ступени не превышает 3-х тонн, что позволяет перевозить ее на место испытаний автотранспортом и устанавливать имеющимися во всех залах КРУЭ кран-балками.
Также созданы измерительные комплексы, позволяющие надежно фиксировать ЧР на уровне 10 пКл при максимальной емкости объекта 10000 пФ и высоком уровне внешних помех. Разработанная методика испытаний включает положение, установленные ГОСТ 1516.1-76, дополненные важными положениями,
разработанными в СТБ, в том числе этапом кондиционирования изоляции, критериями идентификации типа дефекта по параметрам ЧР, методами локализации дефекта.
Методика диагностики изоляции основана на сочетании электрического и акустического метода регистрации ЧР, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, взаимно дополняющих друг друга [3].
Диагностика изоляции КРУЭ на наличие ЧР акустическим методом производится во время эксплуатации КРУЭ (под рабочим напряжением), а также при первичном вводе в эксплуатацию или после ремонта, во время испытания КРУЭ от постороннего источника. При испытаниях от постороннего источника акустическая диагностика проводится параллельно с испытанием на наличие
ЧР электрическим методом, либо после выявления ЧР электрическим методом для уточнения места дефекта изоляции.
В настоящее время разработаны и внедрены как переносные, так и стационарные системы контроля изоляции.
При возникновении дефекта изоляции в некотором объеме КРУЭ возникают ЧР, сигналы которые воспринимаются датчиком установленном на этом объеме и передаются в блоки обработки информации, на индикаторной панели которой загорается соответствующий светодиод. Факт регистрации ЧР передается на щит управления дежурному персоналу, который по номеру загоревшегося светодиода и индикаторной панели блока обработки может определить место возникновения дефекта изоляции. [4]
Акустическая диагностика элементов КРУЭ производится также при вводе в эксплуатацию элегазовой подстанции (наряду с испытаниями на наличие ЧР электрическим методом). При этом, обычно, при первичном вводе в эксплуатацию элегазовой подстанции акустическая диагностика применяется для уточнения места дефекта изоляции при регистрации ЧР электрическим методом. В случае диагностики ограничение числа объектов КРУЭ (например, послеремонтном контроле) акустические датчики устанавливаются в каждом из объемов, и обнаружение и уточнение места ЧР производится одновременно.
Портативные и мобильные испытательные комплексы на основе испытательных установок высокого напряжения и приборов фирмы обеспечивают эффективное проведение испытании изоляции КРУЭ испытательными напряжениями от 3 до 680 кВ в точном соответствии с требованиями отечественных и международных стандартов в производстве, при монтаже, вводе в эксплуатацию и при обслуживании элегазовых подстанций.
Высокая эффективность, качество и надежность испытательного оборудования фирмы, снабженного современной микропроцессорной аппаратурой для измерений и управления испытаниями, подтверждено успешным опытом его эксплуатации у нас в стране и за рубежом.
Так же для диагностики элегазового оборудования используют оптический метод индикации дефектов, таких изоляционных
конструкций как, высоковольтные вводы КРЭУ и элегазовых выключателей. Принцип работы оптического индикатора поясняется следующим. Распределение электрического поля и потенциала вдоль изолирующей конструкции изменяется при нарушении целостности отдельных ее частей. Разность потенциалов на поврежденном участке уменьшается, что вызывает увеличение напряжения вблизи неповрежденной части конструкции. Дефектное состояние изолирующей конструкции может быть обнаружено по интенсивности свечения индикатора, установленного на участке изолирующей части конструкции или опоре, яркость свечения которого зависит от падения напряжения на его контактах и протекающего тока.
Таким образом, предлагаемым способом может решаться задача диагностики состояния изоляции различных изоляционных конструкций, установленных на высоковольтных линиях и подстанциях. Индикация проблемной изоляции возможна без специальных приспособлений и устройств и может сохраняться длительное время до момента верхового или другого планового обследования оборудования. Техническим результатом при реализации способа будет повышение надежности и эффективности дистанционного контроля состояния изолирующих конструкций при осуществлении мониторинга с движущихся транспортных средств, а также упрощение алгоритмов автоматизации их контроля.
Литература
1. Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией. СПб.: Энергоатомиздат, 2002.
2. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения. - М.: Энергия, 1980. -112 с.
3. Балобанов Р.Н., Лопухова Т.В., Зацаринная Ю.Н. Влияние времени эксплуатации элегазового оборудования на состояние изоляции/ Р.Н. Балобанов, Т.В. Лопухова, Ю.Н. Зацаринная// Вестник Казанского технологического университета. - 2012. -№16 - С. 122-124.
4. Лопухова Т.В., Зацаринная Ю.Н., Балобанов Р.Н. Особенности конструкции трансформаторов с элегазовой изоляцией Лопухова Т.В., Зацаринная Ю.Н., Балобанов Р. Н. Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 4. С. 218-220.м
© Р. Н. Балобанов - асс. каф. электрических станций КГЭУ, rassel_ipek@mail.ru; Ю. Н. Зацаринная - канд. тех. наук, доцент той же кафедры; доц. каф. автоматизированных систем сбора и обработки информации КНИТУ, zac_jul@mail.ru.
© R. N. Balobanov - ass., Department of electric power stations, KSPEU, rassel_ipek@mail.ru; J. N. Zatsarinnaya - Candidate. Those, Associate Professor, Department of electric power stations, KSPEU; Associate Professor, KNRTU, zac_jul@mail.ru.
