| |
Приборы инфракрасной (ИК) техники за последнее время
получили широкое распространение в энергетике, особенно при
оценке теплового состояния электрооборудования и его
токоведущих частей. Область применения таких приборов отражена
в нормативном документе "Объемы и нормы испытаний
электрооборудования" (РД 34.45-51.300-97).
Инфракрасный метод как неразрушающее и высокоэффективное
средство диагностики — составная часть общей системы
технического эксплуатационного контроля электрооборудования.
Результаты ИК-диагностики, характеризующие тепловое состояние
контролируемого объекта, во многом зависят от его конструкции,
очага расположения источника тепловыделения, его
интенсивности, внешних воздействий. Их необходимо сравнивать с
результатами, полученными на других фазах или идентичном
оборудовании.
Можно считать, что в определенной степени ИК-диагностика
(за небольшим исключением) — "индикаторное" средство оценки
состояния объекта, обусловливающее применение дополнительных
испытаний и измерений для определения места и характера очага
тепловыделения. К дополнительным мероприятиям относятся:
измерение изоляционных характеристик объекта, анализ состава
газов в масле, определение уровня частичных разрядов (ЧР)
снятие зависимостей интенсивности тепловыделения очага нагрева
от работы объекта и пр.
Тепловое состояние объекта характеризуют также учет
погрешностей при ИК-диагностике, правильность выбора точек
контроля, квалификация оператора (знание им не только основ
тепловидения, но и теории физики диэлектриков), конструкция
контролируемого оборудования, условия его эксплуатации и
другие факторы.
Использование для оценки оборудования значений браковочных
нормативов по температуре нагрева должно рассматриваться лишь
в качестве вспомогательных критериев при решении вопроса о
необходимости привлечения дополнительных источников
информации, получаемых при термографическом обследовании: учет
динамики изменения тепловыделения, его характера (общее или
локальное), выявление места очага тепловыделения по
построенному термопрофилю или трехмерному изображению,
проведение "дефектации" оборудования в пределах
возможного.
Процесс "дефектации" оборудования предусматривает:
- оценку опасности выявленного или возможного дефекта по
обнаруженной тепловой аномалии и прогнозирование его
развития;
- определение объема рекомендуемых многопараметрических
измерений для предполагаемого вида дефекта;
- учет погрешностей, которые могут возникнуть при
диагностических измерениях;
- подготовку рекомендаций по дальнейшей эксплуатации
оборудования (аварийное состояние объекта, его мониторинг с
привлечением дополнительных средств контроля, более частый
контроль в процессе эксплуатации).
Материалы, применяемые при изготовлении измерительных
трансформаторов, по составу и характеру их назначения можно
условно разделить на группы: проводниковые, изолирующие
(диэлетрики) и магнитные. При работе под нагрузкой часть
выдаваемой электрической энергии переходит в тепловую. Так,
выделение тепла в токоведущих частях имеет место вследствие
сопротивления проводников протекающему по ним току. Кроме
того, в токоведущих частях и в нетоко-ведущих металлических
элементах могут возникать вихревые токи, также способствующие
тепловыделению.
В магнитных материалах оборудования тепло выделяется
вследствие магнитного гистерезиса. В изоляции, находящейся под
напряжением, тепловыделение обусловлено так называемыми
диэлектрическими потерями. Одновременно с выделением тепла в
оборудовании происходит процесс его отвода с внешней
поверхности. Это может происходить естественным путем или с
использованием принудительных средств охлаждения. Тепловой
режим и температурные характеристики проектируемого
оборудования обычно задаются в зависимости от класса
нагревостойкости изоляционных элементов, соприкасающихся с
токоведущими частями, от назначения материалов, режима,
условий эксплуатации и других факторов.
Жидкие изоляционные материалы (прежде всего
трансформаторное масло) широко применяются в электротехнике.
Электрическая прочность трансформаторного масла поддерживается
в пределах 80 — 200 кВ/см при испытании в стандартном
разряднике. Значительное снижение пробивного напряжения масла
связано с его загрязнением или увлажнением даже в ничтожных
количествах (сотых долях процента).
Твердые изоляционные диэлектрики состоят из
органических и неорганических материалов. К твердым относят
волокнистые материалы (дерево, бумага, картон), а также
изготовляемые с их использованием слоистые пластики (бакелит,
гетинакс); керамические материалы (фарфор, стекло);
минеральные вещества (например, слюда). Электрическая
прочность твердых диэлектриков значительно выше, чем
газообразных и жидких, но зависит от вида, рода и состояния
применяемых материалов.
Основные дефекты твердой изоляции: загрязнение, увлажнение,
расслоение, потеря электрической и механической прочности,
старение, необратимые химические процессы, изменяющие
структуру материала, и пр. Дефекты изоляции бывают
распространенными или сосредоточенными. Последние трудно
определяются традиционными методами технического контроля.
Сосредоточенные дефекты, если они обладают повышенной
проводимостью, — источники локальных тепловыделений,
превышающих уровень тепловых излучений с остальной поверхности
диэлектрика.
Проводники. Локальные тепловыделения в токоведущих
системах и контактных соединениях обусловлены рядом причин. В
контактных соединениях, выполненных сваркой, — это подрезы,
каверны, не-провары, шлаковые и газовые включения, пережоги
металла, неровности соединенных проводников и пр. Дефекты
контактных соединений, выполненных пайкой, связаны с
неправильным подбором наконечников, непропаем, наличием
каверн.
В дефектных контактных соединениях, выполненных
опрессовкой, наблюдается неправильный подбор наконечников,
неполный ввод жилы в наконечник, недостаточная степень
опрессовки, несоосность и асимметрия провода и гильзы.
Контактные соединения, выполненные с помощью болтов, чаще
всего имеют дефекты из-за шайб при соединении медной жилы с
плоским выводом из меди или сплава алюминия, отсутствия
тарельчатых пружин, непосредственного подсоединения
алюминиевого наконечника к медным выводам оборудования в
помещениях с агрессивной или влажной средой.
В магнитных материалах дополнительные тепловыделения, в том
числе и локального характера, могут быть по следующим
причинам: старение межлистовой изоляции магнитопровода,
замыкания между отдельными пластинами или пакетами
магнитопровода, некачественная сборка и стяжка пакетов,
нарезка пластин магнитопровода поперек оси проката листа,
нарушение в общей системе заземления магнитопровода.
Отмеченные дефекты выявляются традиционными методами
технического контроля, однако это связано с необходимостью
вывода оборудования из работы.
В наибольшей степени указанные ранее условия проведения
термографического контроля относятся к маслонаполненным
измерительным трансформаторам, имеющим, как правило,
сравнительно небольшой объем бумажно-масляной изоляции,
недостаточную степень герметизации и продолжительный период
эксплуатации.
|
|
