Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Опорно-стержневые изоляторы конструкция, эксплуатация, диагностика. Учебное пособие
.pdf
Мониторинг ЧХВР изоляторов, находящихся в составе оборудования, выполняют как с отключением, так и без отключения рабочего
напряжения.
Мониторингу ЧХВР без отключения рабочего напряжения подлежат только изоляторы и составные колонки изоляторов, установленные вертикально на шинных опорах, на наружных двухполюсных
разъединителях горизонтально-поворотного, вертикально-рубящего,
полупантографного и двухразрывного типов, на наружных разъединителях пантографного типа с вертикальным разрывом.
«Мониторинг ЧХВР изолятора выполняют с использованием
блока регистрации (БР).
Анализ ЧХВР изолятора и постановку диагноза выполняют с использованием программных приложений из пакета специализированного программного обеспечения (ПО), установленного на персональном компьютере (ПК) или портативном устройстве (ПУ)» [20, с. 5].
Описание и порядок работы с индикаторным комплексом, требования к ПК и ПУ указаны в соответствующем руководстве по эксплуатации для каждой его модификации.
Описание и порядок работы с программными приложениями
из пакета ПО указаны в соответствующем руководстве пользователя
для каждого программного приложения.
«Весь цикл работ по контролю состояния механической прочности ОСИ РА-методом состоит из шести основных последовательных
этапов:
№ 1 – подготовка к работе;
№ 2 – идентификация изолятора;
№ 3 – регистрация ЧХВР изолятора;
№ 4 – ввод результатов регистрации;
№ 5 – анализ ЧХВР изолятора и определение вида состояния механической прочности изолятора;
№ 6 – выпуск отчётных документов.
Этапы № 1–3 связаны с мониторингом ЧХВР изолятора.
41
Этап № 1 включает в себя мероприятия по допуску на объект и подготовке оборудования. Этапы № 2 и № 3 выполняют непосредственно
на месте размещения изоляторов (ОРУ или склад резервных изоляторов), этапы №№ 4–6 могут быть выполнены на любом рабочем месте.
Идентификацией изолятора называется определение расположения обследуемого изолятора на ОРУ относительно диспетчерского
наименования разъединителя, полюса и фазы разъединителя, назначения изолятора (поворотный, опорный подставной или опорный
шлейфовый) или определение заводского номера изолятора, находящегося не в составе оборудования. Идентификацию изолятора выполняют визуально с записью данных в протокол регистрации, автоматически по штрих-коду или визуально с указанием изолятора
на схеме расположения на сенсорном экране ПУ.
Регистрацией ЧХВР изолятора называются действия с применением БР по воздействию на обследуемый изолятор механической
вибрацией с частотным спектром типа «белый шум», регистрации резонансных колебаний изолятора и записи принятого сигнала во внутреннюю память БР.
Результатом регистрации называется записанная во внутренней
памяти БР информация, содержащая параметры принятого сигнала,
метку порядкового номера записи (для всех моделей и модификаций)
и дополнительные параметры (уровень принятого сигнала, метка даты и времени, идентификационный код) в зависимости от модификации индикаторного комплекса модели МИК-2.
Вводом результатов регистрации называются действия по передаче результатов регистрации из внутренней памяти БР в память ПК
или ПУ и их запись в базу данных (БД) соответствующего программного приложения» [20, с. 6].
Анализ ЧХВР изолятора выполняют с применением ПО. Для постановки диагноза используют основной и дополнительные критерии
допуска.
«Критерием допуска по ГОСТ Р 53697-2009 «Контроль неразрушающий. Основные термины и определения» называется критерий,
на основании которого устанавливается пригодность образца продукции.
42
Результатом обследования является записанная в БД соответствующего программного приложения информация, содержащая
ЧХВР изолятора и оценку его состояния механической прочности.
Выпуск отчётных документов по результатам обследования может быть выполнен с использованием функции автоматической генерации документа по шаблону в соответствующем программном приложении» [20, с. 7].
Достоверность обнаружения конкретного вида дефекта ОСИ
при контроле их состояния комплексами МИК во многом зависит
от правильной установки щупов блока регистрации [16, 19].
Наконечники щупов БР следует устанавливать на пластину крепления нижнего фланца обследуемого изолятора либо на пластине
крепления нижнего фланца нижнего изолятора обследуемой колонки.
На рис. 3.2 и 3.3 приведены фотографии правильной установки
наконечников щупов БР при диагностике ОСИ.
Рис. 3.2. Пример установки наконечников щупов
при виброакустическом контроле фарфоровых ОСИ
При выполнении регистрации ЧХВР изолятора взаимное расположение щупов приёмника и излучателя произвольное. Положение
ножей разъединителей значения не имеет.
«Щупы БР при наличии возможности необходимо устанавливать
перпендикулярно пластине. Допускается установка щупов под углом.
В этом случае следует установить щупы таким образом, чтобы не до-
43
пускать их соскальзывание. Прижатие БР необходимо выполнять
по оси щупов, избегая их изгиба» [20, с. 11].
Рис. 3.3. Пример установки наконечников щупов
при виброакустическом контроле фарфоровых ОСИ
Особенности мониторинга ЧХВР изоляторов, находящихся
не в составе оборудования, подробно рассмотрены в работах [16, 19].
В связи с разнообразием конструкций разъединителей и особенностей монтажа изоляторов в некоторых случаях доступ к нижнему фланцу опорного изолятора может быть затруднён. В работе [20] приведены
рекомендации по выполнению контроля ОСИ для таких случаев.
Большое влияние на корректность результатов регистрации оказывает качество выполнения регистрации ЧХВР изолятора.
«Результаты регистрации содержат некорректные данные в случаях:
– некорректного выбора точек установки щупов БР;
– перекосов щупов БР при установке;
– касания элементов конструкции иными поверхностями, кроме
заострённых наконечников щупов БР;
– дрожания рук в процессе регистрации ЧХВР изолятора в результате некорректного выбора способа удержания штанги;
– низкого уровня принятого сигнала (ниже 12 квантов);
– превышенного уровня принятого сигнала (выше 250 квантов)» [20, с. 22].
44
В 2011 году на пермском заводе «Элиз» были выполнены испытания изоляторов с «жёстким» армировочным швом разрушающей
нагрузкой с целью мониторинга их ЧХВР на каждом этапе разрушения.
Таким образом, были получены спектрограммы «жизненного
цикла» изолятора от исходного исправного состояния до его полного
разрушения в районе нижнего фланца. Для эксперимента использовались новые изоляторы, прошедшие заводские испытания. В результате после анализа спектрограмм были выделены фазы разрушения
изолятора с характерными для них признаками.
В настоящее время в эксплуатации появляются изоляторы с «эластичным» армировочным.
Особенность спектрограмм изоляторов с «эластичным» армировочным швом заключается в присутствии в них частотных составляющих от колебания многомассовой системы. Для изоляторов с «эластичным» армировочным швом справедлив основной критерий допуска – неизменность ЧХВР.
«При анализе ЧХВР без применения основного критерия допуска
текущее состояние механической прочности одиночного изолятора
с «эластичным» армировочным швом разделяют на два вида:
1) изолятор на текущий момент не имеет признаков дефекта (го-
ден к эксплуатации);
2) изолятор имеет признаки критического дефекта со значительным
снижением несущей способности ниже минимальной разрушающей
нагрузки для данного типа изоляторов (не годен к эксплуатации).
Исследования математических моделей изоляторов позволяют
определить дополнительные критерии допуска для оценки состояния
механической прочности изолятора с «эластичным» армировочным
швом.
При анализе ЧХВР изолятора с «эластичным» армировочным
швом, зарегистрированных при положительных значениях температуры воздуха, дополнительными критериями допуска для случая отсутствия признаков дефекта являются:
– наличие на спектрограмме четырёх основных пиков в диапазонах частот 1700±300 Гц (1-й основной пик), 4000±800 Гц (2-й основ-
45
ной пик), 6000±1500 Гц (3-й основной пик), 8500±1000 Гц (4-й основной пик);
– наличие между основными пиками зон со значительным снижением амплитуды пиков шириной не менее 1000 Гц.
Пики в указанных характерных диапазонах могут быть выражены
как одним пиком, так и группой пиков с различной амплитудой.
Амплитуда одного из пиков или группы пиков может быть значительно ниже амплитуды остальных основных пиков, но при этом
наличие пика в характерном диапазоне всегда определяется при логарифмическом режиме просмотра» [20, с. 38].
Характерные спектрограммы для изоляторов с «эластичным» армировочным швом разных моделей основных изготовителей без признаков дефекта приведены в работе [20].
При планировании обследований изоляторов РА-методом необходимо учитывать продолжительность эксплуатации и особенности
изготовления изоляторов.
Для вновь установленных изоляторов рекомендовано выполнять
обследования в течение двух лет два раза в год при установившейся по-
ложительной и отрицательной температуре окружающего воздуха [20].
В соответствии с рекомендациями работы [20] «при неизменности ЧХВР целесообразно сделать перерыв в обследованиях:
– для изоляторов с «эластичным» армировочным швом – 5–6 лет;
– для изоляторов с «жёстким» армировочным швом – 3–4 года.
Для изоляторов, находящихся в эксплуатации обследования
необходимо выполнять в течение двух лет два раза в год при установившейся положительной и отрицательной температуре окружающего воздуха. При неизменности ЧХВР целесообразно сделать перерыв
в обследованиях:
– для изоляторов с «эластичным» армировочным швом 3–4 года;
– для изоляторов с «жёстким» армировочным швом 2–3 года.
При наличии изменений ЧХВР изолятора следует продолжать
периодические обследования до принятия решения о выводе его
из эксплуатации.
46
После замены неисправного изолятора следует выполнить новое
обследование. Результаты обследований, выполненных до ремонта не
рассматривать или удалить, а результаты нового обследования, выполненного после ремонта считать начальной точкой для последующих сравнений.
Периодичность обследования изоляторов должна определяться
техническим руководством предприятия с учётом особенностей эксплуатации распределительного устройства (климатические условия,
степень загрязнения, квалификация обслуживающего персонала
и т. п.)» [20, с. 50].
3.2. Акустико-эмиссионный метод контроля состояния
фарфоровых опорных стержневых изоляторов
Акустико-эмиссионный метод основан на регистрации акустиче-
ских сигналов, генерируемых при силовом нагружении в изоляторах
с развивающейся трещиной, и определении по их параметрам количества и степени развития дефектов в изделии. Развитие опасной
трещины, которая может привести к излому изолятора, можно обнаружить с помощью эффекта Кайзера, который заключается в том, что
при двукратном механическом нагружении активность акустической
эмиссии (АЭ) во втором цикле практически равна нулю в доброкачественном изделии и велика, если в нем есть растущая трещина. Подробное описание акустико-эмиссионного контроля ОСИ приведено
в работах [5, 20, 21].
Контроль изоляторов АЭ методом позволяет:
выявлять опасные (растущие в процессе силового нагружения)
дефекты ОСИ (вне зависимости от места расположения дефекта)
при монтаже и при ремонтах;
тоже в эксплуатации на отключенных ОСИ, смонтированных
в одноколонковых разъединителях 35, 110 и 220 кВ.
Особенностью рассматриваемого варианта АЭ-контроля является
невысокий уровень потребного силового воздействия (не более 40 %
от величины минимальной разрушающей нагрузки, нормированной
для данного типа изоляторов).
47
Метод АЭ целесообразно регулярно применять на изоляторах,
эксплуатируемых в тяжелых режимах, имеющих длительный срок
эксплуатации, неблагоприятную статистику отказов.
Контроль методом АЭ не рассчитан на выявление исходной от-
крытой микроскопической пористости, а также иных дефектов,
не развивающихся в процессе силового испытательного нагружения
изолятора [5, 20, 21].
Для контроля фарфоровых ОСИ АЭ-методом успешно использу-
ют приборы ПАК-ЗМ и УКИ-1.
«Прибор ПАК-ЗМ непосредственно предназначен для выявления
развивающейся трещины в фарфоровых опорно-стержневых изоляторах. Основными его блоками являются 2 первичных АЭ датчика
(преобразователя) и блок индикации» [5]. Передняя панель блока индикации приведена на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Передняя панель блока индикации прибора ПАК-ЗМ
ПАК-ЗМ – переносной двухканальный прибор индикаторного
типа, позволяющий одновременно контролировать два изолятора полюса разъединителя.
48
Прибор улавливает сигналы акустической эмиссии, усиливает
и обрабатывает их и отображает на цифровом табло текущее значение активности АЭ. В результате проведения контроля прибор отображает АЭ характеристики изоляторов и показывает результат контроля автоматически принимаемого решения о годности изоляторов к
дальнейшей эксплуатации: «НОРМА» или «ДЕФЕКТ» [5].
«На передней панели блока индикации расположены:
– цифровые табло – «ИМП.АЭI» и «ИМП.АЭII»;
– кнопка и светодиод включения сети – «сеть»;
– кнопка подзаряда встроенного источника питания – «зар»;
– кнопка включения прибора от встроенного источника питания –
«бат»;
– кнопка установки логики в исходное состояние и начала рабочего цикла – «пуск»;
– кнопка и светодиод контроля встроенного источника питания –
«контроль бат»;
– множитель величины активности АЭ – "×10"» [5, п. 2.2.2].
Прибор ПАК-ЗМ позволяет также косвенно оценить состояние
армирующего узла опорно-стержневых изоляторов.
Технические характеристики ПАК-ЗМ:
– габаритные размеры первичного преобразователя, мм, не более
30 × 30 × 50;
– масса, кг, не более 0,1 кг;
– габаритные размеры блока измерения и индикации, мм, не более 120 × 200 × 300;
– масса блока измерения и индукции, кг, не более 3,5 кг;
– длина соединительного кабеля, м, 8 ±0,1;
– максимальная сумма импульсов АЭ, регистрируемая на табло, – 999;
– период отсчета активности АЭ, с – 1;
– длительность замера импульсов АЭ, с – 10;
– коэффициенты пересчета импульсов АЭ 1; 10.
49
Прибор УКИ-1 предназначен для одновременного задания механической изгибающей нагрузки на два изолятора одного полюса,
а также индикации её величины. Основными его блоками являются
механическое нагружающее устройство (МНУ) и блок индикации.
МНУ предназначено для задания испытательного нагружения.
Общий вид МНУ приведен на рис. 3.5.
Достоинством УКИ-1 является возможность создания нагрузки,
направленной к центру полюса или в сторону ошиновки без демонтажа и разворота изоляторов на 180°, что позволяет моделировать те
же усилия, которые возникают при включении и отключении разъединителя.
Блок индикации прибора УКИ-1 предназначен для измерения
нагрузки, задаваемой устройством, и состоит из металлического корпуса с крышкой, ремня для переноски блока, стяжным электронной
обработки информации, источника питания.
Рис. 3.5. Механическое нагружающее устройство:
1 – зажимы фланцев изолятора; 2 – тяга 1; 3 – датчик силоизмерительный
тензорезисторный; 4 – тяга 2; 5 – муфта переходная; 6 – винт ходовой 1;
7 – муфта силозадающая; 8 – винт ходовой 2
Передняя панель корпуса блока индикации представлена на рис. 3.6.
Технические характеристики УКИ-1:
диапазон задания силы, Н – 0–5000;
диапазон измерения силы, Н – 0–5000;
относительная погрешность отсчета силы не более 3 %.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]