ЭОТб-11-2 / 7.4. Диагностика электротехнического оборудования / 7.4.Бакин,Фоминых,Байсултанов

диагностика электротехнического оборудования

Комплексная диагностика электротехнического оборудования проводится с целью выявления дефектов на ранней стадии и предотвращения возможных аварийных отключений электрооборудования.

Диагностика электрооборудования любых промышленных объектов имеет очень важное значение, поскольку исправность сложного высоковольтного оборудования современных подстанций, электроэнергетических станций и др. объектов оказывает непосредственное влияние на безопасность предприятия. Регулярное измерение сопротивления изоляции является одним из самых эффективных методов определения степени старения изоляции оборудования. В связи с тем, что более 60% отказов оборудования связаны с пробоем изоляции, это направление промышленной диагностики и аудита является приоритетным.

К современным средствам диагностики сложного электрооборудования в первую очередь можно отнести следующий ряд промышленного электротехнического оборудования: приборы и оборудование диагностики и испытания АКБ (аккумуляторных батарей), приборы для измерение и диагностики заземляющих устройств, приборы проводящие испытание высоковольтных выключателей, а также испытание первичных цепей, измерительные приборы мегоомметры и микроомметры, оборудование тестирования РЗ и А, тестеры вакуумных камер, приборы тестирования трансформаторов тока и оборудование для проведения ультразвуковой диагностики, проверка кабельных линий, мобильные электротехнические комплексы, полный спектр продуктов для проверки безопасности электропроводки в зданиях, оборудование для измерения параметров силовых трансформаторов, лаборатории для испытаний кабельных линий. Методы тестирования электрооборудования: Измерение сопротивления изоляции; Измерение тангенса угла диэлектрических потерь; испытание повышенным напряжением изоляции вторичных обмоток; снятие характеристик намагничивания; измерение коэффициента трансформации; измерение сопротивления обмоток постоянному току; испытание трансформаторного масла; анализ растворенных газов в трансформаторном масле; диагностика устройств релейной защиты силовых трансформаторов; высоковольтные испытания оборудования РУ, поиск мест повреждения силовых кабелей; определение уровня масла в трансформаторах; обнаружение дефектных контактов или контактных соединений; диагностика линий электропередач, оборудования электростанций и т.д. При обнаружении различных дефектов электрооборудования на ранних стадиях можно своевременно провести ремонтные работы, предотвратив аварии на производстве. Своевременный энергоаудит электрооборудования - залог успешной работы Вашего предприятия.

--Диагностические исследования включают в себя проведение электрических, вибрационных и тепловых измерений с выдачей на основании программной обработки технического заключения о состоянии электротехнического оборудования. Электрические измерения предполагают определение технического состояния изоляции на основании измерений сопротивления изоляции, токов утечки, скорости изменения токов утечки, времени стекания заряда и уровня частичных разрядов, по которым прогнозируется качество изоляции и время её безаварийной работы.

-Электрические измерения включают в себя также проведение опытов холостого хода и короткого замыкания с выявлением мест дефектов их величины и прогнозирование времени безаварийной работы.

Тепловые измерения позволяют диагностировать состояние подшипников, контактных соединений, качество пайки, перераспределение тока по параллельным ветвям. Тепловые измерения выполняются как контактными, так и бесконтактными методами с использованием тепловизора и пирометров.

Вибродиагностика позволяет определить технологические погрешности сборки электротехнического оборудования, качество подшипников. На основании анализа спектров вибрации с достаточным разрешением выявляются также неисправности в электромагнитной системе влияющие на изменение спектрального состава вибрации электротехнического оборудования.

В свою очередь, вибродиагностика  дополняется целым комплексом измерений с использованием специализированного оборудования, позволяющего повысить достоверность диагноза технического состояния электрических маши.

Для реализации технической диагностики используется современное диагностическое оборудование, как российских, так и зарубежных изготовителей.

Техническая диагностика позволяет предотвратить внезапные отказы оборудования, спланировать их предупредительный ремонт на основании спрогнозированного времени безаварийной работы.

---Расчет параметров КС с ГТУ, очистка и подготовка газа, методы осушки газа( конструкция и расчет оборудования), теплообменное оборудование и аппараты воздушного охлаждения, оборудование для обустройства и эксплуатации подземного газо- нефте- хранилища, технический надзор и контроль за состоянием трубопровода и оборудования, основы надежности оборудования газо- нефте- проводов, международный стандарт управления качеством ISO 9000.

--Диагностическое обследование выполняется на отключенном оборудовании [52]. При помощи систем диагностического мониторинга решается задача эффективного управления эксплуатацией и ремонтом оборудования.

Трудно найти физическое явление или процесс, которые не использовались бы для целей диагностики. Рассмотрим некоторые из них, нашедшие широкое применение в электроэнергетике.

Физико-химические методы. Энергетическое воздействие на изоляцию электрических устройств приводит к ее изменениям на молекулярном уровне. Это происходит вне зависимости от типа изоляции и завершается химическими реакциями с образованием новых химических соединений, причем под действием электромагнитного поля, температуры, вибрации одновременно идут процессы разложения и синтеза. Анализируя количество и состав появляющихся новых химических соединений можно делать выводы о состоянии всех элементов изоляции. Наиболее просто это сделать с жидкой углеводородной изоляцией, каковой являются минеральные масла, так как все или почти все образовавшиеся новые химические соединения остаются в замкнутом объеме.

Преимуществом физико-химических методов диагностического контроля является их высокая точность и независимость от электрических, магнитных и электромагнитных полей и от других энергетических воздействий, так как все исследования проводятся в физико-химических лабораториях. Недостатками этих методов является относительная дороговизна, и запаздывание от текущего времени, то есть неоперативный контроль.

Метод хроматографического контроля маслонаполненного оборудования. Этот метод основан на хроматографическом анализе различных газов, выделяющихся из масла и изоляции при дефектах внутри маслонаполненного электрооборудования. Алгоритмы определения дефектов, на ранней стадии их возникновения, основанные на анализе состава и концентрации газов, являются распространенными, хорошо проработанными для диагностики маслонаполненного электрооборудования и описаны в [52].

Оценка состояния маслонаполненного оборудования осуществляется на базе контроля:

- предельных концентраций газов;

- скорости нарастания концентраций газов;

- отношений концентраций газов.

Метод контроля диэлектрических характеристик изоляции. Метод основан на измерении диэлектрических характеристик, к которым относятся токи утечки, величины емкости, тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) и др. Абсолютные значения tgd, измеренные при напряжениях, близких к рабочему, а также его приращения при изменении испытательного напряжения, частоты и температуры, характеризуют качество и степень старения изоляции.

Для измерения tgd и емкости изоляции используются мосты переменного тока (мосты Шеринга). Метод используется для контроля высоковольтных измерительных трансформаторов и конденсаторов связи.

Метод инфракрасной термографии. Потери электрической энергии на нагрев элементов и узлов электрооборудования в процессе эксплуатации зависят от их технического состояния. Измеряя инфракрасное излучение, обусловленное нагревом, можно делать выводы о техническом состоянии электрооборудования. Невидимое инфракрасное излучение с помощью тепловизоров преобразуется в видимый человеком сигнал. Данный метод дистанционный, чувствительный, позволяющий регистрировать изменения температуры в доли градуса. Поэтому его показания сильно подвержены влияющим факторам, например, отражающей способности объекта измерения, температуре и состоянию окружающей среды, так как запыленность и влажность поглощают инфракрасное излучение, и др.

Оценка технического состояния элементов и узлов электрооборудования под нагрузкой производится либо сопоставлением температуры однотипных элементов и узлов (их излучение должно быть примерно одинаковым), либо по превышению допустимой температуры для данного элемента или узла. В последнем случае тепловизоры должны иметь встроенное оборудование для коррекции влияния температуры и параметров окружающей среды на результат измерения.

Метод вибродиагностики. Для контроля над техническим состоянием механических узлов электрооборудования используют связь параметров объекта (его массы и жесткости конструкции) со спектром частот собственной и вынужденной вибрации. Всякое изменение параметров объекта в процессе эксплуатации, в частности жесткости конструкции вследствие ее усталости и старения, вызывает изменение спектра. Чувствительность метода увеличивается с ростом информативных частот. Оценка состояния по смещению низкочастотных составляющих спектра менее эффективна.

Методы контроля частичных разрядов в изоляции. Процессы возникновения и развития дефектов изоляторов ВЛ, независимо от их материала, сопровождаются появлением электрических или частичных разрядов, которые, в свою очередь, порождают электромагнитные (в радио и оптическом диапазонах) и звуковые волны. Интенсивность проявления разрядов зависит от температуры и влажности атмосферного воздуха и связана с наличием атмосферных осадков. Такая зависимость получаемой диагностической информации от атмосферных условий требует совмещать процедуру диагностирования интенсивности разрядов в подвесной изоляции ЛЭП с необходимостью обязательного контроля температуры и влажности окружающей среды.

Для контроля широко применяются все виды и диапазоны излучения. Метод акустической эмиссии работает в звуковом диапазоне. Известен метод контроля оптического излучения ПР с помощью электронно-оптического дефектоскопа. Он основан на регистрации пространственно временного распределения яркости свечения и определении по ее характеру дефектных изоляторов. Для этих же целей с разной эффективностью применяют радиотехнический и ультразвуковой методы, а также метод контроля ультрафиолетового излучения с помощью электронно-оптического дефектоскопа «Филин».

Метод ультразвукового зондирования. Скорость распространения ультразвука в облучаемом объекте зависит от его состояния (наличия дефектов, трещин, коррозии). Это свойство используется для диагностики состояния бетона, древесины и металла, которые широко применяются в энергохозяйстве, например, в качестве материала опор.