Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

otvety_na_ekzamenatsionnye_voprosy_diagnostika

.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
10.06.2015
Размер:
1.28 Mб
Скачать

1. Основные понятия и определения технической диагностики. Мониторинг и техническая

диагностика. Задачи технического диагностирования.

Мониторингом в диагностике называют непрерывный контроль технического состояния электрооборудования.

Техническая диагностика- научно-техническая дисциплина, изучающая и устанавливающая признаки дефектов технических объектов, а также методы и средства обнаружения и поиска (указания местоположения) дефектов.

Исследование технического состояния оборудования является предметом технической диагностики, цель которой - изучение проявлений (признаков) различных технических состояний, разработка методов их определения, а также принципов построения и использования систем диагностирования.

2. Техническое состояние. Контроль технического состояния. Техническое диагностирование.

Техническое состояниесостояние, которое характеризуется в определенный момент времени при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объектах.

Различают несколько основных видов технического состояния: исправность и неисправность, работоспособность и неработоспособность, правильное и неправильное функционирование. Исправным является объект, полностью отвечающий всем техническим требованиям. Работоспособным является объект, у которого техническим' требованиям соответствуют лишь свойства, характеризующие способность выполнения заданных функций. Несоответствие между реальными и требуемыми свойствами объекта является дефектом. При возникновении дефекта исправный объект становится неисправным; при' этом возможны два состояния - работоспособное и неработоспособное. Переход в работоспособное состояние называется повреждением; переход в неработоспособное - отказом.

Контроль технического состояния (в тексте - контроль) - проверка соответствия значений параметров электрооборудования требованиям Норм.

3.Система технического диагностирования.

4.Работоспособность и неработоспособность. Исправность и неисправность.

7.Диагностирование в жизненном цикле элементов электроустановки. Проектирование. изготовление. Эксплуатация.

8. Особенности диагностирования элементов электроустановок.

При диагностировании электрооборудования необходимо учитывать следующие особенности:

1.Разнообразие оборудования в конструктивном исполнении и в техническом изготовлении. Т и АТ отличаются конструктивными особенностями, по условиям охлаждения (М, Д, ДЦ, Ц и др.), способом защиты от увлажнения (пленочная защита, азотная защита), способом защиты от атмосферных перенапряжений (грозоупорные Г). По уровню изоляции (нормальная и ослабленная изоляция)

2.Различные нагрузочные режимы элементов ЭУ в процессе эксплуатации. На районных и местных подстанциях для преобразования электрической энергии используют АТ и Т с номинальным напряжением 220, 110, 35, 10 кВ и различной установленной мощностью.

8. Влияние факторов окружающей среды на эксплуатацию ЭУ.

9. Эксплуатация электрооборудования уже снятых с производства, прошедшего кап. ремонт и реконструкцию.

20. Эксплуатационный контроль. Техническое обслуживание и ремонт.

В условиях эксплуатации необходимо обеспечивать как минимум работоспособное состояние. Это возлагается на систему технического обслуживания (ТО) и ремонтов. Основное содержание ТО - контроль за состоянием оборудования и собственно обслуживание, т. е. поддержание исправности или работоспособности (чистка, смазка, регулировка и т. п.). Задача ремонта - восстановление исправности или работоспособности.

Для создания эффективной системы эксплуатационного контроля электрооборудования необходимо:

-обобщить и проанализировать опыт эксплуатации, выявить дефекты, приводящие к отказам, причины их возникновения и ход развития; -определить наблюдаемые характеристики (параметры) оборудования, изменение которых связано с возникновением и развитием дефектов;

-выявить связи между значениями параметров и техническим состоянием оборудования; -установить предельные значения параметров, характеризующие переход объекта в другой класс технических состояний; -разработать методы измерения этих параметров в условиях эксплуатации, выявить

источники помех, определить реально выявляемые изменения параметров (чувствительность метода измерения); -исходя из взаимосвязи изменений совокупности наблюдаемых параметров и

технического состояния оборудования, определить объем и периодичность испытаний, а также их последовательность (алгоритм контроля); -установить критерии браковки, учитывающие всю совокупность наблюдаемых

изменений технического состояния, оценку их тенденций и условий эксплуатации.

21.Контроль по прогнозирующему параметру.

22.Регламентированное обслуживание и обслуживание по техническому состоянию.

24. Достоверность контроля. Ошибки контроля. Ошибки контроля первого и второго рода.

Целью контроля в общем случае является оп] деление технического состояния объекта и прогноз его изменения, а также выявление дефектов и определение их

характера. В результате должна быть установлена возможность дальнейшей эксплуатации объекта или необходимость его ремонта (восстановления).

Ошибки контроля связаны с достоверностью метода диагностик и ошибками испытаний (измерений).

Применяемые методы диагностики не обеспечивают полной достоверности оценки состояния объекта. Результаты измерений включают в себя ошибки, определяемые погрешностями приборов и влиянием помех. Поэтому всегда существует вероятность получения ложного результата контроля:

исправный объект будет признан негодным (ложный дефект или ошибка первого рода); неисправный объект будет признан годным (необнаруженный дефект или ошибка второго рода).

Ошибки контроля приводят к различным последствиям: если ^ошибки первого рода (ложный дефект) только увеличивают объем восстановительных работ, то ошибки второго рода (необнаруженный дефект) влекут за собой аварийное повреждение оборудования.

26. Достоверность метода диагностирования. Ошибки испытаний (измерений).

Достоверность метода диагностики определяется степенью связи технического состояния объекта с отображающими его параметрами. Как правило, эта связь - вероятностная (стохастическая). Кроме того, существует неоднозначность связи значений

контролируемых параметров с состоянием объекта при различных видах дефектов. Все это создает ошибки диагностирования, связанные с несовершенством методов контроля.

Повысить достоверность диагноза можно, используя для контроля несколько параметров, характеризующих техническое состояние объекта. Каждый из этих параметров

дает информацию об определенной характеристике объекта. Их совокупность обеспечивает повышение вероятности выявления дефектов и возможность более точной оценки их опасности.

26. Ошибки диагностирования.

27.Погрешность измерения.

Погрешность измерения есть следствие ограниченной точности измерительных устройств (средств измерения), а также погрешностей, вызванных влиянием внешних факторов.

Средство измерений (СИ) обычно состоит из ряда измерительных преобразователей и отсчетного устройства. В ходе преобразований информации возникает погрешность измерения: действительному значению измеряемой величины на входе. х соответствует показание отсчетного устройства на выходе у.

Погрешность измерения (абсолютное ее значение = у - х или относительное δ = Δ/х) имеет две составляющие – систематическую и случайную. Первая вызывается стабильными причинами и ее можно учесть. Вторая составляющая погрешности вызывается нестабильными факторами и имеет вероятностный характер. В дальнейшем, если это специально не оговаривается, будем учитывать лишь вторую составляющую погрешности, рассматривая ее как случайную величину.

29.Дефекты оборудования ВН. Причины дефектов.

30.Дефекты изоляции. Причины ухудшения изоляции.

Надежность оборудования высокого напряжения в значительной мере определяется работоспособностью изоляции. Основной объем диагностики относится к контролю изоляционных конструкций. Старение диэлектрика - постепенное его изменение, сопровождающееся ухудшением или полной потерей изоляционных свойств - вызывается рядом процессов, связанных с

химическими, тепловыми механическими и электрическими воздействиями. Эти процессы действуют одновременно и взаимозависимы; каждый из них может вызвать появление другого.

Кхимическим процессам ухудшения органических изоляционных материалов относятся окисление и другие химические реакции с агрессивными компонентами окружающей среды, которым благоприятствуют наличие влаги и повышенная температура. Под воэдействиеем нагрева, вызванного внешними причинами и диэлектрическими потерями, возникает износ, сопровождаемый распадом вещества, появлением хрупкости материала, снижением его электрической прочности.

Косновным явлениям старения, обусловленного причинами электрического характера, относятся физические и химические изменения органических изоляционных материалов, вызванные ионизационными процессами (частичными разрядами).

Механические воздействия, вызывая нарушения целостности материала (разрывы, расслоения), снижают электрическую прочность изоляционной конструкции.

Изоляционное масло, являясь одним из элементов изоляционной конструкции, выполняет еще роль теплоотводящей и защитной среды. При старении масло окисляется, что приводит к образованию органических кислот, растворимых в масле или создающих осадки (шлам). Увлажнение снижает его электрическую прочность. Термические воздействия приводят к крекингу.

Старение масла приводит к снижению надежности всей изоляционной конструкции, так как повышенная кислотность способствует старению твердой изоляции, а осаждение шлама увеличивает диэлектрические потери и ухудшает отвод тепла. Влага из масла, переходя в твердый диэлектрик, усиливает в нем процессы разрушения. Наличие в масле пузырьков газа способствует развитию частичных разрядов.

Конечным результатом воздействия перечисленных факторов на изоляционную конструкцию является изменение структуры диэлектриков, их свойств, появление повреждений (дефектов).

К наиболее часто встречающимся причинам повреждения внутренней изоляции оборудования высокого напряжения относятся увлажнение и частичные разряды [3]. Характер последующего развития дефекта при увлажнении изоляции может быть разным: снижение электрической прочности с последующим пробоем, возникновение частичных разрядов, разрушающих твердую изоляцию, тепловой пробой из-за увеличения диэлектрических потерь, перекрытие вследствие перераспределения напряжений и т. п.

32.Недопустимый нагрев токоведущих частей.

33.Объект и методы диагностики РУ и ВЛ.

34. Тепловизионная диагностика высоковольтного оборудования. Физические основы.

Термография является пассивным бесконтактным методом измерения температуры поверхности объектов контроля. Приборы, позволяющие регистрировать тепловое излучение от объектов, называются тепловизорами, а полученные при этом инфракрасные (ИК) изображения (термограммы) отображают распределение интенсивности теплового излучения на поверхности. Таким образом, с помощью тепловизора нельзя «заглянуть» вовнутрь объекта или увидеть его насквозь.

Физическая сущность тепловидения основана на том, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, испускает в пространство тепловое (инфракрасное) излучение. Величина этого излучения изменяется с изменением температуры. Поэтому термография позволяет нам видеть различия в температуре различных точек объекта. Принцип работы тепловизионных камер основан на 4-х основных законах теплового излучения.

1.Закон Планка: интенсивность излучения черного тела (и любого реального тела) зависит от его термодинамической температуры и длины волны:

где λ – длина волны излучения, m

Т- температура тела, К,

c1 = 0,374· 10-15 W·m2 ; c2 = 1,4388 · 10-2 m·K -

(постоянные Планка).

Вывод из закона Планка: чем выше температура телатем больше его тепловое излучение. Причем, с увеличением температуры максимум спектральной интенсивности излучения cмещается в сторону коротких волн.

2. Закон (смещения) Вина: длина волны

λmax, на которую приходится максимум излучения тела, определяется его температурой:

λmax = 2898 / Т , (mkm)

Вывод из закона Вина: мы можем рассчитать, на какой длине волны происходит максимум излучения нашего объекта ( и исходя из этого, выбрать тепловизионную камеру, работающую в этом спектральном диапазоне).

3. Закон Стефана-Больцмана: излучательная способность абсолютно черного тела (АЧТ) прямопропорциональна его термодинамической температуре в 4-ой

степени:

Е0 = σ0 · T4 ,

где σ0 = 5,67 · 10 -8 W/ (m2·K4) -постоянная Стефана-Больцмана).

Вывод из закона Стефана –Больцмана: мощность излучения объекта может быть пересчитана на его температуру.

4. Закон Кирхгофа: излучательная способность реального тела отличается от излучательной способности АЧТ в εт раз: т

Е = εт·E0,

где εт - степень черноты тела (степень «серости», коэффициент излучения).

Другая формулировка закона Кирхгофа: отношение коэффициента излучения тела ε к его коэффициенту поглощения α одинаково для всех серых тел, имеющих одну и ту же температуру, и равно коэффициенту излучения черного тела тела εпри той же температуре:

Вывод из закона Кирхгофа: для реальных тел необходимо учитывать коэффициент излучения εт. Значение εт определяют из специальных таблиц, а затем, при необходимости, корректируют на местности для конкретного объекта. Чем ниже коэффициент излучения, тем больше отраженное излучение, тем сложнее осуществлять точное измерение.

Тепловизоры принимают ИКизлучение, исходящее от объектов, и представляют его на экране в виде «тепловой» картинки (термограммы). Мы обычно говорим, что термограммы отображают распределение температуры по поверхности объекта. Строго говоря, это не совсем правильно: на самом деле термограммы отображают интенсивность теплового излучения, т.к. тепловая картинка, сформированная на экране тепловизора, зависит не только от температуры, но и от коэффициента излучения объекта.

Современные тепловизионные камеры работают (принимают излучение), чаще всего, в 2-х спектральных диапазонах: так называемом коротковолновом диапазоне - от 3 до 5 мкм и длинноволновом диапазоне - от 8 до 15 мкм. Именно в этих областях приземные слои атмосферы относительно прозрачны для ИК - излучения, а излучательная способность наблюдаемых объектов с температурой до +500ºС максимальна.

Как работают тепловизионные системы? Тепловой поток, идущий от объекта контроля, при прохождении через объектив камеры, фокусируется объективом и затем направляется на чувствительный элемент (приемник, матрицу), которая выдает выходной сигнал. Амплитуда этого сигнала меняется в зависимости от мощности (интенсивности) ИК-излучения. Блок обработки преобразует полученный сигнал в электронное изображение. В результате на экране тепловизора получается изображение . На таком ИК-изображении различные градации (оттенки) цвета соответствуют распределению температуры по поверхности объекта контроля. Современные высокочувствительные тепловизионные приборы способны обнаруживать температурный контраст до 0,05-0,1 К и ниже.

35. Основные параметры и характеристики тепловизеров и пирометров.

Пирометром называют прибор, который измеряет температуру по тепловому электромагнитному излучению и предоставляет информацию в форме, удобной для пользователя. Инфракрасные пирометры, использующие метод радиационной пирометрии, являются наиболее распространенным классом среди устройств подобного рода (другие названия — инфракрасный термометр или инфракрасный радиометр). Конструктивно такой пирометр представляет собой пирометрический преобразователь и устройство отображения информации, аналоговое или цифровое.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения амплитуды электромагнитного излучения от объекта в инфракрасной части спектра и последующем преобразовании измеренного значения в температуру. Схема такого пирометра с оптическим видоискателем изображена на рисунке:

Тепловой луч, сфокусированный оптической системой, падает на датчик (первичный пирометрический преобразователь), в результате на выходе образуется электрический сигнал, пропорциональный значению температуры объекта измерения. Этот сигнал проходит через электронный преобразователь (вторичный пирометрический преобразователь), попадает в измерительно-счетное устройство и обрабатывается в нем. Результат отображается на дисплее (индикация у современных пирометров, как правило, цифровая).

Чтобы получить точное значение температуры объекта, пользователю нужно лишь включить прибор, навести его на объект измерения и нажать на кнопку. На сегодняшний день этот метод бесконтактного измерения температуры является одним из самых простых и недорогих. Измерения можно проводить практически на любом расстоянии, дальность действия современных пирометров ограничивается только площадью измеряемого пятна и прозрачностью среды.

К основным техническим характеристикам пирометров относят:

оптическое разрешение (встречаются модели с разрешением от 2 до 600 : 1);

диапазон измеряемых температур (max от -50 до 4000° C или меньше);

измеряемое разрешение — 1 или 0,1° C;

точность измерения (оптимальная ± 1,5%);

быстродействие (у современных очень высокое — менее 1 секунды);

коэффициент излучения — переменный либо фиксированный;

способ нацеливания — оптический либо лазерный прицел.

36.Погрешности при тепловизионном контроле оборудования.

37.общие методические рекомендации при выявлении дефектов высоковольтного оборудования при тепловизионной диагностике.

Для исключения влияния солнечной радиации ТК необходимо проводить в ночное время суток (предпочтительно после полуночи) или в облачную погоду. При острой необходимости

измерение в электроустановках при солнечной погоде рекомендуется производить для каждого объекта поочередно из нескольких диаметрально противоположных точек.

При ТК должны учитываться следующие факторы:

-коэффициент излучения материала;

-солнечная радиация;

-скорость ветра;

-расстояние до объекта;

-значение токовой нагрузки;

-тепловое отражение и т.п.

При проведении ТК электрооборудования существенное значение имеет выявление и устранение систематических и случайных погрешностей, оказывающих влияние на результаты измерения.

Систематические погрешности заключены в конструкции измерительного прибора, а также зависят от его выбора в соответствии с требованиями к совершенству измерения (разрешающей способности, поля зрения и т.п.).

Случайными погрешностями, возникающими при проведении контроля, могут являться: воздействие солнечной радиации, выбор излучательной способности и др.

При подготовке к ТК должен быть проведен следующий подготовительный объем работ:

-изучена документация по контролируемому объекту;

-составлен оптимальный план обследования электрооборудования РУ с фиксированием нагрузок и перечнем оборудования, которое находится в неработающем состоянии;

-намечены точки на ОРУ (ЗРУ) для обязательной термографической съемки с регистрацией в ПК (тепловизоре): измерительные трансформаторы тока и напряжения 35 кВ и выше, разрядники 35 кВ и выше, ОПН, выключатели всех типов 35 кВ и выше, дроссели и конденсаторы ВЧ связи, силовые трансформаторы (контрольные кадры вводов, ТСФ, расширителя, системы охлаждения);

-проверена работоспособность средств тепловизионного контроля;

-выполнен инструктаж по ТБ оператора-тепловизионщика.

При производстве ТК выполнить следующее:

В рабочей тетради оператора-тепловизионщика (памяти ПК, тепловизора) фиксировать: наименование контролируемого объекта, его диспетчерское наименование, токовую нагрузку, внешнее состояние поверхности, погодные условия и др.

Тепловизионный контроль электрооборудования осуществлять с двух-трех точек обзора, обеспечивающих видимость всего токоведущего контура объекта с учетом его конструктивных особенностей. У силовых трансформаторов по возможности осуществлять покадровое обследование всей поверхности (по периметру) бака, у выключателей – с двух сторон в пределах видимости контактных зажимов и зон расположения дугогасительных камер, у измерительных трансформаторов и вводов – двух-трех сторон с охватом зон возможного пробоя бумажной изоляции, у ограничителей перенапряжения – с трех сторон для возможности определения состояния параллельных столбов варисторов и т.п.

Выбор температурного диапазона измерения инфракрасного прибора осуществлять с учетом температуры контролируемого узла, температуры окружающих его объектов и температуры окружающей среды.

При анализе результатов ТК должна осуществляться оценка выявленного дефекта и прогнозирование возможностей его развития и сроков восстановления.

После устранения выявленного дефекта необходимо провести повторное обследование для суждения о качестве выполненного ремонта.

Базу данных для ответственных объектов (трансформаторы, выключатели, разрядники, ОПН, дроссели и конденсаторы ВЧ связи) желательно закладывать в компьютер, с тем чтобы она отражала не только результаты ТК, но и всю информацию о данном объекте, включая тип, срок службы, условия эксплуатации, режимы работы, объемы и виды ремонтных работ, результаты профилактических испытаний и измерений и другие сведения, позволяющие на основании рассмотрения всего комплекса факторов, заложенных в память компьютера, судить о техническом состоянии объекта.

38. Объекты и элементы электроэнергетики диагностируемые тепловизионным методом.

43. Измерение сопротивления изоляции.

Сопротивление изоляции определяется по значению тока через нее при приложении постоянного напряжения. При напряжениях до нескольких киловольт применяются мегаомметры. При более высоких напряжениях используются источники выпрямленного напряжения и измеряется ток проводимости.

Мегаомметр (рис. 2.8) состоит из источника напряжения постоянного тока U,

образцового резистора R0 и вольтметра V, измеряющего падение напряжения UO на нем от тока Ix через изоляцию объекта. Объект с сопротивлением изоляции Rx и емкостью Cx присоединяется к зажимам "rx" и "-" - мегаомметра. Зажим "Э" предназначен для присоединения цепей экранирования (их сопротивление обозначено резистором RП). Схемы включения мегаомметра - прямая и перевернутая (соответственно заземляются выводы "Э" или " - ").

Рис. 2.8. Схема измерения мегаомметром: 1- мегаомметр; 2— объект контроля Рис. 2.9. Зависимость напряжения на объекте от его сопротивления

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]