Автор: Титаренко С.А.

Донецкий национальный технический университет

Источник: Весник Кафедры "Электротехники" / Материалы IX всеукраинской научно-технической конференции. — Донецк, ДонНТУ — 2010

        Предприятия, эксплуатирующие силовое электроэнергетическое оборудование, сталкиваются с большими трудностями — большая часть техники устарела как морально, так и физически. Инвестиции на новую технику незначительны, обслуживающий персонал сокращается. Около 40% масляных и воздушных выключателей, прежде всего на 110 и 220 кВ, отработало установленный нормативами минимальный срок службы, а к 2015 году предполагается обновить лишь 55% всего парка выключателей. Требования к техническому состоянию высоковольтного выключателя определяются инструкцией завода-изготовителя и соответствующей нормативно-технической документацией. Оценка текущего состояния выключателя (в норме, не в норме) сводится к выявлению уже имеющихся отклонений от заводских параметров. Но обнаружение еще только зарождающихся либо скрытых дефектов, когда отклонение параметра еще не вышло за паспортные нормы либо проявляется лишь в отдельные моменты, возможно только на основании контроля технического состояния выключателей, т.е. за счет применения методов диагностики.

        Применительно к коммутационному оборудованию, за рубежом опробована стратегия полного отказа от технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОиР) с предварительной заменой и автоматизированным мониторингом некоторых видов старого оборудования (так называемая корректирующая стратегия ТОиР). Опыт нескольких компаний, принявших эту стратегию в 2000–2004 гг., показал экономию затрат в 14% [1].

        Стратегию полного отказа от ТОиР следует воспринимать как парадоксальную и вряд ли реализуемую в Украине из-за большого износа оборудования, жестких климатических условий, вандализма и др. А вот стратегия ТОиР по прогнозируемому техническому состоянию представляет интерес для отечественных компаний как наиболее рациональная. Диагностика может и должна стать экономически обоснованной.

        Для оценки состояния высоковольтного выключателя используются различные способы, но удобнее всего проводить диагностику выключателя с помощью специально предназначенных приборов, таких, как ПКВ и ТМ. С помощью данных специальных приборов можно получить графики, которые используются при диагностике высоковольтных выключателей для анализа состояния выключателя. Такой метод получил название метода раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей. Он позволяет обнаружить не только неисправности на ранней стадии их развития, но даже небольшие отклонения в работе узлов выключателя, основываясь на полученных с помощью прибора графиках процесса.

        При автоматических измерениях скоростных характеристик с помощью датчиков перемещения с высокой разрешающей способностью можно получить совсем другие графики: скорость в зависимости от времени, скорость в зависимости от хода, ход в зависимости от времени.

        На рис. 1 представлен цикл отключения выключателя с неработающим масляным буфером (полностью отсутствует масло в буфере). На графике а) показана скорость движения траверсы в зависимости от хода. На графике б) показаны скорость, и ход траверсы в зависимости от времени для этого же процесса. Такая неисправность выключателя опасна тем, что при не работающем масляном буфере механизм выключателя испытывает большие динамические нагрузки, которые могут привести к его поломке. Обнаруживается такая неисправность специальными приборами контроля выключателей, снятием виброграмм.

        Существует также другой метод диагностики, он заключается в анализе схемы распределительного устройства при срабатывании токовой защиты нулевой последовательности (ТЗНП) при переключениях, что позволяет выявить цепи, содержащие дефектные коммутационные аппараты. Этот метод получил название метода диагностики неисправностей с помощью РЗА [2].

        Эффект вытеснения тока в одной из фаз параллельных 3-фазных цепей в пределах одного распредустройства 110–220 кВ создает условия для срабатывания ТЗНП в обеих цепях, т.к. при этом в одной из 3-фазных цепей образуется неполнофазный режим, в другой несимметрия токов. Методами косвенной диагностики на основе поведения релейной защиты можно выявлять дефектную цепь, а далее методами прямой (технической) диагностики находить дефектный выключатель (разъединитель) задолго до плановой ревизии. Это позволит предотвратить тяжелые аварийные ситуации, которые могут быть связаны с взрывами выключателей и пожарами.

        Еще одним очень распространенным методом диагностики, является метод инфракрасной диагностики. Инфракрасная диагностика - это наиболее перспективное и эффективное направление развития в диагностике электрооборудования, которое обладает рядом достоинств и преимуществ по сравнению с традиционными методами испытаний. Применение тепловизионной диагностики основано на том, что наличие некоторых видов дефектов высоковольтного оборудования вызывает изменение температуры дефектных элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфра-красного (ИК) излучения, которое может быть зарегистрировано тепловизионными приборами.