Ремонт електроустаткування, відповідно до реформи в електроенергетиці, покладений на спеціалізовані підприємства. І з кожним роком таких підприємств з'являється усе більше, що неминуче підсилює конкуренцію між ними. У цих умовах репутація ремонтного підприємства, як надійного й висококваліфікованого партнера, чим далі, тим більше буде ставати визначальним фактором у боротьбі за замовника. А зіпсувати репутацію може не повністю проконтрольований вимикач, що відмовив через нетривалий час після проведеного ремонту.

        Таким чином, ні в експлуатуючих, ні в ремонтних підприємствах немає альтернативи, крім широкого використання методів і засобів випробувань, контролю і діагностики стану зношеного електроустаткування. І ремонтне підприємство, раніше інших, що усвідомило цей простий факт, що і серйозно зайнялося їхнім впровадженням у свою практику, зможе зайняти лідируюче положення на ринку послуг ремонту встаткування; експлуатуючому ж підприємству це дозволить зменшити працезатрати на підтримку зношеного встаткування в робочому стані [3].

        Прилади, що випускаються, для контролю й випробування високовольтних вимикачів призначені для проведення наступних випробувань і перевірок вимикачів:

   — Випробувань при зниженій напрузі з визначенням величини мінімальної напруги спрацьовування;

   — Керування приводом при осцилографуванні швидкісних і тимчасових характеристик;

   — Випробувань багаторазовими випробуваннями в складних циклах;

   — Ресурсних випробувань при розробці й виробництві вимикачів.

        Для оцінки стану високовольтного вимикача використовуються різні способи, але зручніше за все проводити діагностику вимикача за допомогою спеціально призначених приладів, таких, як ПКВ і ТМ. Застосування цих приладів скорочує час проведення комплексного обстеження при значнім підвищенні його якості, а також дозволяє обґрунтовано відмовитися від проведення капітального ремонту. Крім того, за допомогою приладів ПКВ і ТМ вдається виявляти приховані дефекти, які, як відомо, одні із самих небезпечних.

        За допомогою даних спеціальних приладів можна одержати графіки, які використовуються при діагностиці високовольтних вимикачів для аналізу стану вимикача. Такий метод одержав назву методу раннього виявлення дефектів у механізмах високовольтних вимикачів. Він дозволяє виявити не тільки несправності на ранній стадії їх розвитку, але навіть невеликі відхилення в роботі вузлів вимикача, ґрунтуючись на отримані за допомогою приладу графіках процесу. Метод полягає в реєстрації процесу переміщення одного з елементів механізму (рухливого контакту, траверси, вала приводу й іншого) при пусках вимикача й зіставленні отриманого графіка із графіком повністю справного вимикача або із графіком, знятим із цього ж вимикача при останньому його обстеженні.

        Хоча в практиці контролю високовольтних вимикачів графічна форма відображення результатів, видалося б, давно й добре відома (наприклад, тимчасові осциллограммы, одержувані на світлочутливому папері шлейфового осцилографа, і виброграммы швидкості, що рисуються за допомогою вібрографа й рухливої лінійки), однак ці графіки незручні для безпосереднього сприйняття й вимагають попередньої ручної обробки.

        При автоматичних вимірах швидкісних характеристик за допомогою датчиків переміщення з високою розв'язною здатністю можна одержати зовсім інші графіки: швидкість залежно від часу, швидкість залежно від ходу, хід залежно від часу. Вони відображають процеси руху траверси й рухливих контактів, взаємодія їх з напрямними механізмами, рухливими контактами й буферами. Отже, по їхньому зовнішньому вигляду й відхиленню його від стандартного можна оперативно зробити діагностику несправності цих вузлів відразу після виходу вимикача з експлуатації [4]. Використання приладів ПКВ, ТМ, Нікта дозволяє:

   — у півтора раза знизити витрати підприємства на обслуговування високовольтних вимикачів;

   — удвічі скоротити час діагностики вимикача;

   — у ряді випадків використання приладів приводило до повної відмови від проведення планового ремонту через нормальний стан вимикачів.

        Знаючи, як поводиться справний вимикач при включенні й відключенні (поведінка графіка в процесі включення/відключення), можна легко виявляти несправності вимикача по графіках.

        Якщо графіка справного вимикача нема, але є графік, знятий на обстежуваному вимикачі при попередньому його обстеженні, то, порівнюючи ці два графіка, можна простежити тенденції змін і припустити, чого очікувати від даного вимикача в майбутньому.

        Такий складний дефект, як люфти в рухливих частинах, також визначається приладами ПКВ, Нікта і ТМ. Люфти створюють переривчасте навантаження від механізмів трьох полюсів на загальний привід, через який відбувається взаємний вплив трьох процесів руху, добре спостережуване при сполученні графіків «швидкість-час» двох (або трьох) полюсів.

        За графіком «швидкість-час» діагностується й ще один дефект — збільшений час відключення вимикача.

        Таким чином, можна зробити висновок, що метод діагностики прихованих дефектів за допомогою аналізу графіків, отриманих приладами ПКВ і ТМ, простий, надійний і наочний, дозволяє суттєво заощаджувати час. Графіки дозволяють визначати несправності й відхилення на ранній стадії й більш ефективно планувати ремонт. Навіть мінімальний досвід у розшифруванні графіків дозволяє до початку ремонту виявити вузли й обладнання вимикача, що вимагають втручання ремонтного персоналу, не піддавати непотрібному (а найчастіше й шкідливої) розбиранню справних вузлів, тим самим скорочуючи час ремонту [5].

        Існує також інший метод діагностики, він полягає в аналізі схеми розподільного обладнання при спрацьовуванні струмового захисту нульової послідовності (СЗНП) при перемиканнях, що дозволяє виявити ланцюги, що містять дефектні комутаційні апарати. Цей метод одержав назву методу діагностики несправностей за допомогою РЗА.

        При перемиканнях у розподільних обладнаннях (РУ) 110–220 кВ підстанцій і електростанцій на певній стадії можуть створюватися паралельні ланцюжки в схемі РУ, наприклад, при заміні масляного вимикача якого-небудь приєднання на обхідний вимикач у момент, коли включено обоє вимикача. При шунтуванні ланцюга одного вимикача (роз'єднувача) іншим і наявності в одному з них дефектів контактної системи, що приводять до зростання перехідного опору (Rпер) між контактами вимикача (роз'єднувача), відбувається процес, який умовно можна назвати «ефектом витиснення струму» з однієї паралельної ланцюгів електричної схеми в іншу. У трифазних ланцюгах такий процес легко виявляється по спрацьовуванню релейного захисту, що реагує на струми нульової послідовності, – чутливих щаблів ненаправленої або спрямованої СЗНП із блокувальним реле напрямку потужності (РП). СЗНП із розв'язним РП не спрацьовує, тому що в цьому випадку напруга нульової послідовності 3U0 = 0.

        Інакше розвивається процес між контактами нешунтованого вимикача. Процес іскріння або горіння дуги між контактами вимикача при наявності дефекту контактної системи (окиснення, забруднення, ослаблення втискування контактів і ін.) є нестійким, і в якийсь момент часу, коли інтенсивність іскрових (дугових) процесів знижується, наприклад, при зменшенні струму навантаження, починає зростати Rпер. Зростання перехідного опору приводить до зростання різниці потенціалів ( спаданню напруги на Rпер) між контактами вимикача, їх перекриттю дугою (пробою Rпер) і відновленню провідності [6].

         Ефект витиснення струму в одній з фаз паралельних 3-фазних ланцюгів у межах одного распредустройства 110-220 кВ створює умови для спрацьовування СЗНП в обох ланцюгах, тому що при цьому в одній з 3-фазних ланцюгів утворюється неповнофазний режим, в іншій несиметрія струмів. Методами непрямої діагностики на основі поведінки релейного захисту можна виявляти дефектний ланцюг, а далі методами прямої (технічної) діагностики знаходити дефектний вимикач (роз'єднувач) задовго до планової ревізії. Це дозволить запобігти важким аварійним ситуаціям, які можуть бути пов'язані з вибухами вимикачів і пожежами [7].

        Ще одним дуже розповсюдженим методом діагностики, є метод інфрачервоної діагностики. Інфрачервона діагностика - це найбільш перспективний і ефективний напрямок розвитку в діагностиці електроустаткування, яке має ряд гідностей і переваг у порівнянні із традиційними методами випробувань, а саме:

   — безпека персоналу при проведенні вимірів;

   — не потрібно відключення обладнання;

   — не потрібно підготовлювати робоче місця;

   — великий обсяг виконуваних робіт за одиницю часу;

   — можливість визначення дефектів на ранній стадії розвитку;

   — діагностика всих типів підстанціонного електроустаткування;

   — малі працезатрати на виробництво вимірів;

   — вірогідність і точність одержуваних відомостей.

        Для тепловізійних спостережень і вимірів використовують два основні "вікна прозорості" атмосфери 3-5 мкм і 8-12 мкм, у яких і працюють тепловізори. У цей час дані прилади починають широко використовуватися в багатьох галузях промисловості, науці й медицині.

        Застосування тепловізійної діагностики засноване на тому, що наявність деяких видів дефектів високовольтного встаткування викликає зміну температури дефектних елементів і, як наслідок, зміну інтенсивності інфрачервоного (ІЧ) випромінювання, яке може бути зареєстроване тепловізійними приладами [8].

        Виміри необхідно проводити при відсутності прямого сонячного випромінювання, при цьому суцільна хмарність не пропускає ІЧ випромінювання сонця й у деяких випадках можливе проведення тепловізійної діагностики днем при суцільній хмарності. Важливо, щоб вимірялося власне випромінювання обстежуваного об'єкта, яке пов'язане з наявністю й ступенем розвитку дефекту [9].

        При проведенні діагностики необхідно враховувати коефіцієнт випромінювання поверхні обстежуваного об'єкта, а також кут між віссю тепловізійного приймача й нормаллю до випромінюючої поверхні об'єкта. При проведенні вимірів однотипних об'єктів необхідно розташовувати тепловізійний приймач на однаковій відстані і під однаковим кутом до оптичної осі до поверхні об'єкта.

        При виявленні більш нагрітих зон необхідно, насамперед, оцінити, чи не є це наслідком різниці в коефіцієнтах випромінювання, чи не зв'язане це з наявністю отворів або розташованих під кутом площин [10].

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ

   1. Аналіз пошкоджуваності комутаційної апаратури;

   2. Аналіз існуючих методів технічної діагностики комутаційної апаратури електричних мереж;

   3. Математичне моделювання планування ремонтів комутаційної апаратури електричних мереж і виявлення можливих шляхів збільшення міжремонтного періоду;

   4. Розробка алгоритму переходу від системи ППР до системи обслуговування « за станом» комутаційної апаратури електричних мереж.

ВИСНОВОК

        Виконаний у роботі аналіз показав, що сучасний розвиток методів технічної діагностики комутаційної апаратури дозволяє вірогідно виявляти дефекти конструкцій елементів апаратури на ранній стадії їх розвитку. Це у свою чергу дозволяє відмовитися від системи планово-запобіжного ремонту й перейти на систему обслуговування комутаційної апаратури «за станом».

        Також у даній роботі були розглянуті сучасні методи технічної діагностики комутаційної апаратури, а також проведена оцінка можливості використання цих методів при переході на систему обслуговування «за станом». Були коротко описані й охарактеризовані три основні методи діагностики комутаційної апаратури, а саме: метод раннього виявлення дефектів, метод діагностики несправностей за допомогою РЗА й метод інфрачервоної діагностики.

ЛІТЕРАТУРА

   1. Новини електротехніки: [Електронний ресурс] /А. Г. Овсянников //Інформаційно-довідкове видання — 2008. — № 2. — С. 50. — Режим доступу до журн. http://www.news.elteh.ru/arh/2008/50/20.php;

   2. Енергетика й промисловість : [Електронний ресурс] //Газета — 2008. — № 8. — С. 100. — Режим доступу до газети. : http://www.ird.vstu.edu.ru/obsh_pologen.html;

   3. Новини електротехніки : [Електронний ресурс] /В. Д. Ластовкин //Інформаційно-довідкове видання — 2008. — № 1. — С. 49. — Режим доступу до журн. : http://www.news.elteh.ru/arh/2008/49/06.php;

   4. РД 34.45-51.300-97. Обсяг і норми випробувань електроустаткування. Изд.шосте. -М.:ЭНАС.1998;

   5. Назаричев А.Н. Удосконалювання системи ремонтів электро-устаткування електростанцій і підстанцій з урахуванням технічного стану: Дис. д-рі техн. наук: 05.14.02 Іваново, 2005 390 с. РГБ ОД, 71:06-5/256;

   6. Стратегії ТОіР і діагностика обладнання [Электронний ресурс] // Інформаційно-довідкове видання «Новини електротехніки» – 2008 – №2(50). – Режим доступу до журн.: http://www.news.elteh.ru/arh/2008/50/20.php;

   7. Циркуляр РАО «ЄЕС Росії» Ц-04-97 (Э) від 29.12.1997 г. « Про попередження поломок опорно-стрижневих ізоляторів роз'єднувачів 110-220 кВ»;

   8. Аронштам Ю.Л. Дьомін А.Н. Методика акустико-емісійного контролю порцелянових ізоляторів роз'єднувачів 110-220 кВ. Праці міжнародної науково-технічної конференції “Ізоляція-99”, З-Пт, 15-18 червня 1999 р;

   9. Шейкін А.А. Контроль якості виробів з високовольтного електрофарфора на виробництві. Збірник матеріалів 2-го семінару “Діагностика технічного стану порцелянових ізоляторів високовольтних комутаційних апаратів”, М., ВНІІЕ, 27-29 жовтня 1999 р.;

   10. Омельченко Ю.А. Шейкин А.А. Контроль якості виробів з високовольтного электрофарфора на монтажі й в експлуатації. Збірник матеріалів 2-го семінару “Діагностика технічного стану порцелянових ізоляторів високовольтних комутаційних апаратів”, М., ВНІІЕ, 27-29 жовтня 1999 р.

ПРИМІТКА

        При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення – 1 грудня 2010 р. Повний текст роботи та матеріали за темою можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.