1.2 Электр жабдықты жылулық бақылау

Жылулық диагностика (инфрақызыл диагностика) – бұл электр жабдықтың диагностикасындағы дамудың ең үлкен дәстүрлі әдіспен сынаумен салыстырғанда жақсы жағы және артықшылығы бар перспективті және эффективті бағыты, атап айтқанда:

• алынған мағлұматтың анықтығы, ақиқаттығы, нақтылығы,

• жабдыққа тексеру жүргізу кезіндегі қауіпсіздік,

• жабдықты ажыратуды талап етпейді,

• жұмыс орнын дайындауды талап етпейді,

• уақыт бірлігінде жұмыс орындаудың үлкен көлемділігі,

• ерте даму сатысында ақауды анықтаудың мүмкіндігі.

Жылулық диагностика бойынша жұмыс принципі. Алдымен, жабдықты жылулық бақылауға өтпес бұрын, арақашықтықта объектілер температурасын өлшеу негізгі принципін қарастырамыз. Барлығына температура өлшеуші ретінде, тікелей түйіспе кезінде объектінің температурасын өлшеуші термометр белгілі. Егер объектінің температурасын өлшеу қажет болса, тікелей түйіспе қауіпті немесе мүмкін емес (ӘЖ оқшауламасының гирляндасы), түйіспелі термометр жарамсыз. Мұндай өлшемге пирометр қажет. Пирометр объектінің температурасын әр объектінібелгілейтін инфрақызыл сәуле күшімен анықтайды. Инфрақызыл сәуле объектив арқылы пирометрдің сәуле көзінің пропорционалды температурасында кернеу беретін сезімтал элементіне түседі.

Пирометрдің электронды түрлендіргіштері дисплейде температураның сандық мәнін шығарады. Пирометр температураны тек қана объектінің анықталған нүктесінде ғана өлшейді.

Температураның тарау бейнесін алу үшін барлық объект (трансформатор) бойынша көлденең және тігінен тез және автоматты түрде аударатын сезімтал элемент, тепловизор талап етіледі. Тепловизордың жедел жады объектінің әр ұяшығының бір нүктесінде температура туралы ақпарат табылатын жол және бағаннан құрылады (1.1- сурет). 1.1- суретте кестенің өлшемі жеңілдетіліп көрсетілген. Шындығында, тепловизор ұяшығының саны ? есе көп. Мысалы, ThermaСAM Е2 тепловизорында кестенің өлшемі 160х120 ұяшыққа қалыптастырылады.

Тепловизордың жедел жадында температура туралы ақпарат жазылғаннан кейін объектінің нүктесінде температурадан қаншалықты жоғары болса, соншалықты ашық өзіндік түстері бар, темперетурамен анықталған бейне пайда болады.

Бейне сұйық кристалды дисплейге беріледі. Бұл объектінің табиғи бейнесін еске түсіретін, жасанды болып табылатын, шынайы объекті нүктесінің температурасы бойынша құрылған бейне.

Тепловизорда компьютерлі жұмысшымен байланыстың болуы алынған ақпартты JPEG форматында сақтауға мүмкіндік береді. Қарастырылған 1.1-суретте объектінің температурасы диапазон жағдайында 10С (20... 30С) құрайды. Түстік палитрада 10 түс бар болсын: бірінші түс (төменгі) қара , екінші түс (келесі төменгі) ең ашық оныншы түс (жоғарғы) -ақ. 20-дан 21°С-қа дейін температуралы объектінің барлық нүктесі қара түспен боялады. 21-ден 22°С-қа дейін температуралы нүктелер екінші түспен, 29-дан З0°С-қа дейін температуралы нүктелер оныншы ақ түспен боялады. Мұндай бояулар тепловизорда салынған арнайы бағдарламамен орындалады.

1.1-сурет Объектінің теплопрограммасын алу этапы

Объектінің нүктесінің әр түрлі температурасы туралы түстік ақпаратты арқалаушы жасанды бейне объектінің теплограммасы деп аталады, ал объектіні тепловизордің көмегімен сынау – жылулық бақылау деп аталады.

Жылулық бақылаудың мерзімділігі. Электр жабдықты жылулық бақылаудың келесі мерзімділігі қабылданады:

Электр жабдықтың тарату құрылғылары:

а) 330-750 кВ кернеуде – жыл сайын;

б) 110-220 кВ кернеуде – екі жылда бір рет;

в) 35 кВ және одан төмен кернеуде - үш жылда бір рет;

г) РҚ электр жабдығының күшейген ластануында барлық кернеу кезінде – жыл сайын;

д) жел жүктемесінің әсерінен жеңілдетілген арнайы құрылғысы жоқ бөгеттің жоғары жиілікті түйіспелі байланысы – жыл сайын;

е) РҚ электр жабдығының кезектен тыс ИК-бақылау барлық кернеуде апаттан кейін жүргізіледі (едәуір жел жүктемесі, РҚ шинасындағы ҚТ, жер сілкінісі, көктайғақ және т.б.).

Әуе беріліс желілері:

Сымның түйіспелі байланыстарының барлық түрлерін тексеру:

а) ӘЖ- ін пайдалануда жаңадан енгізілуінде – бірінші жылында олардың пайдалануына енгізу;

б) пайдалануда 25 жыл және одан да көп болатын ӘЖ- інде жарамсыздыққа шығару кезінде түйіспелі байланыстың 5%- ы – жыл сайын, жарамсыздыққа шығару кезінде түйіспелі байланыстың 5%- дан азы – 3 жылда кемінде бір рет;

в) шекті ток жүктемесімен жұмыс істейтін немесе жауапты тұтынушыларды қоректендіретін немесе үлкен жел және мұздақ жүктемелі атмосфераны көп ластайтын шартпен жұмыс істейтін ӘЖ- інде – жыл сайын;

г) қалған ӘЖ- інде - 6 жылда кемінде бір рет.

Жабдықты жылулық бақылау. Электр жабдықтардың және ток жүретін телімнің жылулық күйінің бағасы олардың жұмыс және құрылым шартынан тәуелділігі жүзеге асуы мүмкін:

а) жеткілікті қызу температурасы бойынша;

б) температураның жоғарылауымен;

в) жоғары температурада;

г) ақау коэффициентінде;

д) уақыт бойынша температура өзгерісінің динамикасында;

е) басқа әдейі тексерілген жабдықпен объектінің температурасының өлшенген мәнін салыстыру жолымен.

Температураның аса жоғарылауы – қызудың өлшенген температуратурасы мен қоршаған ауа температурасының айырмашылығы.

Кейбір жабдықтар үшін қызудың ең үлкен шекті температурасы және температураның аса жоғарылауы ,оның ток жүретін телімдері, түйіспелер және түйіспелі байланыстар 1.1- кестеде келтірілген.

Артық температура – бақыланған түйіннің өлшенген температурасының бірдей шарттары бар басқа фазалардың ұқсас түйіндерінің температурасынан жоғары температура.

Ақаулық коэффициенті – түйіспелі байланыстың температурасының өлшенген түйіспелі байланыстан кемінде 1м арақашықтықта қалып отыратын шинаның (сымның) толық телімінде жоғарылауының температураның жоғарылауына қатынасы.

Электрлендіру жүйесінің жабдығының жылулық бақылауының негізгі принциптерін қарастырайық.

Түйіспелер және жабдықтың түйіспелік байланыстарының күйі жұмыс тогының =0,3…0,6 жүктемесі кезінде артық температура бойынша бағаланады. Қалыптасқан норма бойынша температура мәні 0,5 _{-қа келтіріледі.}

, (1.1)

мұндағы - ток жүктемесі кезіндегі артық температура; - жұмыс тогы жүктемесі кезіндегі артық температура

0,3 -тан кіші жұмыс тогы кезіндегі жылулық бақылау олардың дамуының жоғарғы сатысында ақауды табуға мүмкіндік туғызбайды.

Түйіспенің және түйіспелі байланыстың ақаулығының дәрежесі келесі түрде бағаланады:

=5…10С – бақылауда ұстауды қажет ететін және жөндеу жүргізу кезінде оның ескіруі бойынша график бойынша жоспарланған ақаулықтың бастапқы дәрежесі;

= 10…30С – электр жабдығын жұмыстан кезек күттірмей шығару кезінде ақаулықтың ескіруі бойынша өлшемін қабылдауды қажет ететін дамушы ақау;

> 30С – баяу тозуды талап ететін апатты ақау.

1.1-кесте

Бақыланатын түйіндер
Ток жүретін оқшауланбаған металл телімдер	120	80
Мыстан және оның қорытпасынан жасалған түйіспелер	75	35
Мыстан,алюминнен және олардың қорытпаларынан жасалған аппараттық өткізгіштер	90	50
Болттық түйіспелі байланыстар	90	50
3 кВ және одан жоғары кернеуде сақтандырғыш	75	35
Тұрғызылған ТТ: магнит өткізгіш орамалары	- -	10 15
Күштік кабель қылдары келесі режимдерде қалыпты/апатты оқшауламамен: - полихлорвинилден және полиэтиленнен жасалған - сшитті полиэтиленен жасалған - резинадан жасалған - кернеу кезінде ылғал қағаздан жасалған, кВ: 1 және 3 6 10 20 35	70/80 90/130 65 80/80 65/75 60 55 50

Ескерту. Түйіспе – операция уақытында электрлік тізбекті ажырататын немесе тұйықтайтын аппараттың ток жүретін телімі; түйіспелі байланыс – үздіксіз ток тізбегін (болттық, пісірілген және басқа) қамтамасыз ететін ток жүретін байланыс.

Ток жүретін телім. Ток жүретін телімнің жылулық күйін бағалау кезінде ақаулық коэффициентінің мәнінен шыққан ақаулық дәрежесі келесідей ажыратылады:

- 1,2-ге дейін – бақылауда ұстауды қажетсінетін ақаулықтың бастапқы дәрежесі;

- 1,2…1,5 –жұмыстан кезек күттірмей шығару кезінде ақаулықтың ескіруі бойынша өлшемін қабылдауды қажет ететін дамушы ақау;

- 1,5-дан көп – баяу тозуды талап ететін апатты ақау.

Күштік трансформаторлар. 110 кВ және одан көп кернеулі трансформаторды жылулық бақылау оларды жөндеу қажеттіліктерінің мәселесі шешілгенде ғана жүргізіледі. Трансформатор багінің сыртқы теплограммасы, салқындату жүйесінің элементтері, енгізулер және басқалар алынады.

Теплограмманы талдау кезінде:

а) трансформатордың фазаларының әр түрлі енгізулерінің қызулары өзара салыстырылады;

б) бақыланатын трансформатордың қызулары біртипті трансформатордың қызуларымен салыстырылады;

в) қызу өзгерісінің динамикасы уақыт және жүктемеден тәуелділігі бойынша тексеріледі;

г) қызудың жергілікті орналасу орны анықталады;

д) жергілікті қызудың орны магнит сым элементінің және ораманың орналасу орнымен салыстырылады;

е) салқындату жүйесінің жұмыс эффективтілігі анықталады.

Май толтырылған енгізулер. Енгізу күйі енгізу биіктігі бойынша температураның тарауымен бағаланады. 1.2-суретте температураның қалыпты және кейбір ақау күйіндегі май толтырылған енгізулер биіктігі бойынша орналасу бейнесі көрсетілген.

1.3- суретте келтірілген Д жағдайы теплограммен суреттелген. Орта бөлімінің оң жақ енгізуінің температурасы басқа екі фазалардікінен төмен екені көрініп тұр.

Өлшеуіш трансформаторлар. Ішкі оқшауламаның күйін бағалау үшін жергілікті қызуы бар фарфор қақпақтың жоғарғы қызу температурасы, ал температура мәнін өлшеу үшін, өзара 0,3С-тан артық айырмашылық жасамайтын бірдей аймақтағы үш фазаның қақпағы өлшенеді.

1. сурет Май толтырылған енгізудің биіктігі бойынша температураның тарау сипаты:

(А) температураның қалыпты тарауы; (Б) май кеңейткіште қысқа тұйықталу контуры пайда болғандағы температураның тарауы; (В) түйіспелі байланыстың ішікі қатты қызуы кезінде; (Г) май деңгейінің төмендеуі кезінде; (Д) май айналымының бұзылуы кезінде (ток жүретін стержнде қағаз қалдықтың ісінуі, тау жынысының пайда болуы және т.б.).

1.3-сурет Трансформатор енгізуінің теплограммасы

Асқын кернеуден қорғау аппараттары. Вентильді ажыратқыштың тураланған белгілеріне мыналар жатады:

а) шунттаушы резисторлардың орналасу орнындағы барлық фазалардағы барлық элементтерінде бірдей қызу;

б) ажыратқыштың бір фазасының элементі бойынша температураның тәжірибе жүзінде бірдей тарауы; отличия температураның айырмашылығы ажыратқыштағы элементтер санына тәуелді 0,5-5 аралығында болуы керек.

Асқын кернеуді сызықты емес шектеу күйінің бағасы өлшенген шектеуші қақпақтың биіктігі және периметрі бойынша температураны фазалық салыстыру жолымен іске асырылады. Қақпақта жергілікті қызу аймағы болмау керек.

Конденсаторлар. Бірдей қуатты жүктеменің бірдей қуатты кезінде конденсатор корпусының қызу температурасы бір-бірінен 1,2 есе айырмашылық жасамауы керек.

Күштік кабельдер. Ток жүретін кабель қылының қызу өлшенген температурасы аппаратқа қосылған орнында шекті мәнәнен аспауы керек.

Әуе беріліс желілері. Алюминий және болатты алюминий сымның түйіспелі байланысының күйінің бағасы ақау коэффициенті бойынша жүргізіледі.

Ақау коэффициентінің өлшеміне тәуелдігінен ақау дәрежесі нормамен төмендегідей қойылады:

- 1,2-ге дейін – бақылауда ұстауды қажетсінетін ақаулықтың бастапқы дәрежесі;

- 1,2…1,5 –жұмыстан кезек күттірмей шығару кезінде ақаулықтың ескіруі бойынша өлшемін қабылдауды қажет ететін дамушы ақау;

- 1,5-дан көп – баяу тозуды талап ететін апатты ақау.

Қорыта келе, жабдық күйін дәстүрлі әдіспен бағалаудан бұрын жылулық бақылаудың негізгі артықшылықтарын атап өту керек.

Жылулық бақылау жабдықтың жұмыс күйінде, яғни жүктеме және кернеуде жүргізіледі. Мұндай күйдегі тексеру нәтижесі жүктеме немесе кернеу алынғандағыдан анығырақ. Мысалы, жүктемелі оқшаулама гирляндасы үшін кернеуді ғана емес сымның қатаңдығын да көрсетеді. Тіректен алып тастағаннан кейін гирлянданы тексеру кезінде тепловизормен көрінген гирлянды оқшауламасының зақымдануы көрінбеуі мүмкін.

Жылулық бақылау жабдықты сөндірмей-ақ және кез келген уақытта жүргізіледі. Сондықтан, жабдықты жылулық бақылау тарату және электр энергиясын жіберуде өзінің негізгі тапсырмасын орындауға кедергі келтіреді.

Зақымдану жұмыс жабдығында қаншалықты анықталса, жөндеудегі ақаулы жабдықты электр қондырғысын сөндірмей және ең төменгі деңгейге дейін уақытты қысқартып, енгізуге дайындалуға артық уақыты болады.

Жылулық бақылау трансформаторлық майдың хроматографиялық талдауымен заманауи диагностиканың басқа түрлерімен нарядта жекеше мыналарға:

а) электр жабдықтағы апатты жағдайлар туындағанда, сондай-ақ, тұтынушыларды электрмен өамтамасыздандыруда сенімділіктің жоғарылауын ескертуге;

б) жоғарғы сатыда өаншалықты зақымдану анықталса, жөндеуде соншалықты шығынның азаюына;

в) электр жабдықтың жұмысқа қабілеттілігін, әсіресе, жабдық үшін маңызды 15 жыл және одан да көп қолданылғанының қазіргі жағдайын бағалауға рұқсат береді.

Ақаулы жабдықтың сипаттамалы теплограммасы. Әр түрлі сипаттағы ақаулы электр жабдықтың кейбір сипаттамалы теплограммалары 1.2-кестеде келтірілген.

1.2-кесте

Жабдық	Теплограмма	Не байқалды	Себебі
1	2	3	4
Кернеу трансформаторы		Фарфорлы қақпақтың жоғары дәрежеде қызуы	Тармақтық тұйықталу
Ажыратқыш		Тіректік оқшауламаның жоғарғы бөлігінің қызуы	Тіректік оқшауламаның корпусындағы шытынау

Майлы сөндіргіш		Түйіспелі байланыстағы қатты қызу	Түйіспелі байланыстың әлсіреуі, өтпелі кедергінің жоғарылауы
Трансформатор енгізулері		Оң жақ енгізудегі орта бөліктің қызуының болмауы	Тұлғаның қағаз оқшауламасының ылғалдығынан немесе тау жынысының түзілуінен май айналымының бұзылуы
Майлы сөндіргіш		Түйіспелі байланыстағы қатты қызу	Түйіспелі байланыстың әлсіреуі, олардың өтпелі кедергілерінің жоғарылауы
Ажыратқыш		Түйіспе мен пышақ арасындағы қатты қызу	Түйіспелі қысымның әлсіреуі, олардың өтпелі кедергілерінің жоғарылауы
Трансформатор енгізулері		Оң жақ енгізудегі орта бөліктің қызуының болмауы	Тұлғаның қағаз оқшауламасының ылғалдығынан немесе тау жынысының түзілуінен май айналымының бұзылуы
Ажыратқыш		Тіректік оқшауламаның жоғарғы бөлігінің қызуы	Тіректік оқшауламаның корпусындағы шытынау
Трансформатор енгізулері		Фарфорлы қақпақтың жоғары дәрежеде қызуы	суда10%-тен көп tg май
Оқшаулама гирляндасы		Үшінші оқшауламаның сым жағында қызудың болмауы	Оқшауламаның тесілуі

Бақылау сұрақтары:

1. Жабдықтың техникалық күйінің әр түрлілігін санап шығыңдар.

2. Ақау түрлерін санап шығыңдар.

3. Диагностикалық белгі дегеніміз не?

4. Диагностиканың негізгі анықтамасы.

5.Электр жабдықтың жылулық бақылауы немен қорытындыланады?

6. Жылулық бақылаудың мерзімділігі қалай жүреді?

7. Электр жабдықтың және жабдықтың ток жүретін бөліктерінің жылулық күйі қандай параметрлермен жүзеге асады?

8. Объектінің температурасын өлшегендегі арақашықтықтағы негізгі принципін түсіндіріңдер.

9. Объектінің теплограммасы дегеніміз не?

10. Түйіспенің және жабдықтың түйіспелі байланысының күйі қандай формуламен бағаланады?