Ультрафіолетові камери CoroCAM - ультрафіолетова діагностика
Досвід застосування приладів ультрафіолетового контролю в електромережі (на прикладі ВАТ «МОЕСК»)
Ільїна Є.В., Растегняєв Д.Ю., ВАТ «МОЕСК»
* Опубліковано в "Енергоексперт", №4 - 2014.
З урахуванням передового досвіду зарубіжних електромережевих компаній для виявлення забруднень та дефектів ізоляції ПЛ у ВАТ «МОЕСК» були використані прилади ультрафіолетової (УФ) діагностики. УФ-камери дозволяють виявляти дефекти ізоляції на ранніх стадіях, що супроводжуються коронними розрядами малої інтенсивності (дефекти, тріщини у фарфорових, скляних та полімерних ізоляторах, дефекти проводів ПЛ). Досвідчена експлуатація приладу показала, що метод результативний, прилад простий у використанні та рекомендується до застосування.
З метою обґрунтування вибору приладу, у філії ВАТ «МОЕСК» – Центральні електричні мережі проводилася дослідна експлуатація УФ камер різних типів та виробників (DayCor (Ізраїль), CoroCAM (ПАР)), що було підготовлено та узгоджено з філіями технічне завдання на придбання приладу.
Вирішальними критеріями для вибору були такі параметри, як можливість роботи приладу в нічний і денний час, за різних погодних умов (дощ, сніг), за низьких температур (до мінус 15-20 °С), час роботи акумулятора, а також дистанція виявлення корони, т.к. до багатьох енергооб'єктів, наприклад опор ЛЕП, утруднений доступ для огляду та проведення контролю ізоляції. У сучасних приладів УФ контролю дистанція виявлення корони сягає 100-150 м-коду.
Додатковий довід до використання УФ діагностики – все більшого поширення в експлуатації лінійних полімерних ізоляторів, які встановлюються замість фарфорових (ПФ) та скляних (ПС). Полімерні ізолятори мають рядпереваг: збільшену довжину шляху витоку зовнішньої ізоляції, більшу гідрофобність поверхні, антивандальні властивості, прості у монтажі. Однак існує проблема дистанційного виявлення дефектних і пошкоджених полімерних ізоляторів, т.к. пробій може знаходитися у верхній частині ізолятора і бути невидимим із землі. Застосування УФ-камер дозволить вирішити ці проблеми.
Таблиця 1. Перелік типів електричного обладнання, що підлягає УФ контролю, та характерні дефекти [1]
Тип електрообладнання та елементів електрообладнання
Скляні, фарфорові та полімерні опорні підвісні та прохідні ізолятори.
■ поверхневе забруднення, тріщини, сколи руйнування армуючого закладення.
Ізоляційні конструкції вимикачів, роз'єднувачів, вводів трансформаторів, автотрансформаторів шунтуючих реакторів, трансформаторів напруги, розрядників, ГНН.
■ поверхневе забруднення, тріщини, сколи.
Ошинівка трансформаторів, автотрансформаторів, шунтуючих реакторів, трансформаторів струму та напруги, розрядників, ГНН, ошинівка ОРУ.
Обрив елементарних провідників ошинівки, їх ерозія та злами у зазначених нижче місцях: місця закладання контактних вузлів електрообладнання; ■ місця розташування вузлів розпору; ■ місця на вільній ділянці ошиновки.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З ВИКОРИСТАННЯ УФ КАМЕРИ
Для проведення діагностики ізоляції методом ультрафіолетового контролю у ВАТ «МОЕСК» було підготовлено розпорядчий документ із методичними рекомендаціями для фахівців, які проводять обстеження. У свою чергу частина рекомендацій була почерпнута з випущеного в 2009 році документа ВАТ «Концерн Енергоатом» щодо виявлення дефектів ізоляції електрообладнання методом УФконтролю [1].
УФ контроль проводиться при температурі навколишнього повітря від мінус 15°С до 40°З відносної вологості повітря від 40% до 90%, якщо інше не зазначено в інструкції щодо застосування вимірювального обладнання. Найбільш оптимальні кліматичні умови виявлення дефектів в опорної і підвісної ізоляції: температура повітря – від 25°С до 30°С, вологість повітря – від 80% до 90%.
Для підвищення достовірності при інтерпретації результатів за виявленими дефектами ізоляції високовольтних апаратів слід враховувати вплив вологості та температури навколишнього повітря, що підвищують поверхневу електророзрядну активність.
В експлуатації на значення інтенсивності розрядної активності впливають такі фактори:
- погодні умови (опади, вологість, вітер, температура повітря);
- наявність зон підвищеної напруженості електричного поля (гострі частини устаткування).
Для виключення бракування справного устаткування під час проведення вимірів слід брати середнє значення розрядної активності за невеликий проміжок часу (5-10 сек.), т.к. можливі короткочасні випадкові пікові викиди, що перевищують середні значення 10 і більше разів.
Також слід брати до уваги масштаб видимого об'єкта з розрядною активністю на екрані по відношенню до площі рамки, що реєструє.
Інтенсивність ультрафіолетового випромінювання ізоляторів, покритих чистою дистильованою водою та солоним розчином, може збільшуватися у 20 та 40 разів, відповідно щодо сухого бездефектного ізолятора [2].
Істотно, що встановлені у ВАТ «МОЕСК» критерії оцінки стану відрізняються від запропонованих раніше. Згідно з [1], розрядна активність понад 3000 імпульсів на хвилину є критеріємбракування для всіх видів ізоляції. У документі електромережної компанії граничні значення розрядної активності були збільшені для різних умов експлуатації (зволоження, забруднення ізоляції).
У міру накопичення досвіду проведення УФ контролю граничні значення можуть бути скориговані для кожного виду обладнання залежно від його конструктивних особливостей (наявність зон підвищеної напруги електричного поля).
ОТРИМАНІ РЕЗУЛЬТАТИ
У 2014 році в процесі УФ обстеження ПЛ 110-220 кВ на території Москви та Московської області насамперед перевірялася ізоляція ЛЕП, що перебувають у зонах підвищених забруднень.
У суху погоду розрядна активність бездефектних ізоляторів знаходиться в межах від 2000 до 3000 імпульсів. У вологу погоду – до 40 000 імпульсів. У двох випадках з розрядною активністю 38 000 і 43 000 імпульсів за хвилину (100% вологість та температури зовнішнього повітря близько 0.2°С), після демонтажу гірлянди виявлено дефекти порцелянових ізоляторів типу ПФ на ПЛ 110 кВ (сколи) (рис. 1).
ПЕРСПЕКТИВИ УФ ДІАГНОСТИКИ В ЕЛЕКТРОМЕРЕЖНІЙ КОМПАНІЇ
У ВАТ «МОЕСК» продовжується робота з проведення діагностики ізоляції методом УФ контролю. Зокрема, прийнято таку періодичність контролю ізоляції об'єктів, що знаходяться в зонах підвищених забруднень:
- в осінньо-зимовий період проводити контроль ізоляції на наявність коронних розрядів із застосуванням засобів ультрафіолетового контролю ділянок ПЛ та ПС, розташованих у межах 25 м від автошляхів та автодорожніх споруд;
- для підвищенняінформативності контролю поєднувати проведення УФ контролю та тепловізійного контролю (ТВК) ізоляції, де виявлено перевищення граничних значень протягом 1-2 діб;
- з метою визначення динаміки розвитку процесу та об'єктивної оцінки стану обладнання на обстежених об'єктах, де виявлено перевищення граничних значень, провести повторну діагностику методом УФ контролю протягом двох-трьох тижнів після проведення першого виміру;
- за збереження граничних значень після повторного УФ обстеження провести чищення чи заміну ізоляції з наступним візуальним оглядом ізоляції наявність дефектів;
- з метою напрацювання статистики, визначення можливості розвитку дефектів та виключення можливих аварійних подій проводити УФ контроль ізоляції зазначених об'єктів з періодичністю 1 раз на 3 місяці.
Важливим завданням є випуск нормативного документа з ультрафіолетового контролю з уточненими граничними критеріями визначення стану для різних видів обладнання та «картотекою» дефектів. Для цього необхідно нагромадити статистику результатів обстеження. Фахівцям-діагностам допомогу у розробці нормативного документа надають фірми-виробники обладнання.
Застосування нового виду діагностики – обстеження ізоляції методом УФ контролю – дозволить електромережевій компанії запобігти аварійним відключенням обладнання через перекриття ізоляції, визначити пріоритети при виведенні обладнання в ремонт, а також уточнити обсяг робіт із заміни ізоляції та знизити ремонтні витрати.
ЛІТЕРАТУРА
1. Методичні рекомендації щодо раннього виявлення дефектів зовнішньої ізоляції, струмопровідних частин електрообладнання АЕС з використанням засобів ультрафіолетового контролю. МД 1.3.3.99-041-2009. ВАТ «КонцернЕнергоатом», 2009.