Інфрачервоне діагностування (комплектних екранованих струмопроводів) (КЕТ) з номінальною напругою вище 1000 В.
Комплектні екрановані струмопроводи (КЕТ) можуть бути різних виконань: із загальним екраном для всіх трьох фаз (без перегородок і з перегородками) та пофазно-екранованими - з циліндричними екранами кільцевого, прямокутного, квадратного або восьмигранного перерізу та шинами двотаврового, кільцевого, коробчастого, прямокутного чи іншого профілю. Сучасні генераторні КЕТ виконуються пофазно-екранованими з шинами та екранами кільцевого перерізу. Так звані КЕТ зв'язки, призначені для зв'язку висновків силових трансформаторів з КРУ та для об'єднання однофазних трансформаторів у групу виконуються як із загальним екраном та шинами різного перерізу, так і пофазно-екранованими, з екраном восьмикутного перерізу та шинами кільцевого перерізу.
Пофазно-екрановані КЕТ мають більші габарити, ніж КЕТ із загальним екраном, вони більш матеріаломісткі, проте мають більш високу експлуатаційну надійність. Крім того, магнітне поле шин цих струмопроводів при к.з. значною мірою компенсується магнітними полями струмів, що індукуються в екранах, тому їхня динамічна стійкість при к.з. вище.
З цих причин зараз комплектні екрановані струмопроводи для АЕС, КЕС, а також потужних ГЕС і ТЕЦ виконують лише пофазно-екранованими.
Типові конструкції пофазно-екранованих КЕТ показано на рис. 2-4.
Комплектні екрановані струмопроводи можуть мати секційовані екрани (періодично розділені по довжині ізоляційними перегородками) та бути безперервними (пов'язаними в єдиний електричний ланцюг). Секціоновані екрани застосовувалися в КЕТ перших випусків, кожна секція екрана довжиною 2—3 м відокремлювалася від іншого ізоляційної прокладкою і заземлялась. Однак, такі комплектні екрановані струмопроводи мають істотний недолік: наведені в оболонці екрану вихрові струми замикаються в межах окремих секцій; розподіл струмів по периметру екрана нерівномірний; магнітне поле шин не компенсується магнітним полем струмів, що наведені в екрані. Тому зовнішнє магнітне поле КЕТ виявляється великим, що викликає підвищений нагрів сталевих конструкцій КЕТ і підвищує втрати в них від вихрових струмів. Для ослаблення втрат, поверх трьох фаз секційованих екранів накладають короткозамкнені алюмінієві шини, що розмагнічують.
У комплектних екранованих струмопроводах з безперервними екранами, для створення електричного зв'язку між секціями, вони стикуються зварюванням, а роз'ємні та зсувні (застосовувані для компенсації температурних розширень) ділянки - гнучкими мідними або алюмінієвими тросиками. Болтові з'єднання використовуються тільки для підключення шин до електроустаткування. Шини в секціях кріпляться до екранів за допомогою одного або трьох порцелянових ізоляторів, рівномірно розподілених у межах секції.
Екрани заземлюються тільки в одній точці, для чого тільки одну з струмопровідних перемичок, які з'єднують екрани всіх трьох фаз на початку і в кінці КЕТ, приєднують до контуру заземлення електроустановки, а опорні лапи КЕТ ізолюють від його опорних конструкцій. При цьому перемички між екранами на початку і в кінці КЕТ утворюють замкнуту трифазну систему, в якій в робочому режимі індукуються струми, приблизно рівні струмам шин, але протилежно їм спрямовані. Ці струми протікають уздовж екранів, рівномірно розподіляючись по їх утворюють, при цьому геометрична сума струмів всіх трьох екранів приблизно дорівнює нулю. Це означає, що зовнішнє магнітне поле КЕТ значно зменшується, значно зменшується та нагрівання сталевих опорних конструкцій КЕТ.
Конструктивні особливості дозволяють виявляти дефекти наступних частин комплектних екранованих струмопроводів (КЕТ):
- роз'ємних та нероз'ємних контактних з'єднань (зовнішніх — дефекти зварювання екранів та внутрішніх — шин та болтових з'єднань у місцях приєднання до електроустаткування);
- порушення ізоляції кожухів КЕТ щодо землі з появою другої точки замикання на землю та виникненням короткозамкнених контурів;
- вимикачів, роз'єднувачів та інших електричних апаратів, вбудованих у струмопровід;
- ушкоджень (тріщини, пробої) ізоляторів КЕТ;
- дефекти вентиляційної установки КЕТ (якщо така є) та її ефективність.
При виконанні тепловізійної діагностики відкритих контактних з'єднань (наприклад, зварних та роз'ємних з'єднань екранів), слід керуватися вказівками.
Під час виконання обстежень слід виконувати нормативні вказівки. Крім цього, бажано дотримуватися таких рекомендацій:
- інспекції КЕТ бажано проводити в міжсезоння, провесною або пізно восени, по можливості, на світанку тому, що через перепади температур при цьому всередині КЕТ створюються умови для утворення конденсату, що сприяє виявленню пробитих ізоляторів і ізоляторів з тріщинами. При цьому нагрівання дефектних ізоляторів краще виявлятимуться у вигляді температурних аномалій на поверхні екрана КЕТ. При пробої ізолятора або наявності в ньому тріщини, болти, ізолятори, що кріплять, самі ізолятори та ділянки екрану КЕТ в районі їх кріплення, нагріваються за рахунок протікання через дефектні ділянки ізолятора струму замикання на землю. Цим можна скористатися для локалізації пошкодженого ізолятора тепловізором.
- при неможливості виконати вимоги попереднього пункту, обстеження краще виконувати за вологої погоди, коли струм через дефектні ділянки (у пошкоджених ізоляторах КЕТ) збільшений у порівнянні з їх сухим станом, що також сприятиме виявленню дефектних ізоляторів.
Температури нагрівання та перевищення температур над температурою навколишнього повітря відкритих контактних з'єднань та струмопровідних та інших частин струмопроводів не повинні перевищувати нормативних значень.
Ознаки та причини дефектів КЕТ наведено у таблиці 1.
Таблиця 1. Ознаки та причини дефектів КЕТ
№ п\п | Характер температурних аномалій | Можлива причина температурної аномалії |
1. | 2. | 3. |
1. | Нагрівання КЕТ в районі кришки ізолятора на 1°С і більше в порівнянні з сусідніми | • дефект ізолятора КЕТ |
2. | Наявність локальних нагрівів на поверхні екранів, місць їх приєднання до трансформатора та металоконструкцій |
|
На рис. 1 (а-г) наведено температурні прояви характерних дефектів КЕТ. Причини дефектів рис. 1а та 1г очевидні; рис, 1б ілюструє дефект, викликаний порушенням гнучкого зв'язку знімного кожуха з екраном КЕТ через її перегорання і відсутністю або порушенням ізоляції між кожухом і заземленим корпусом силового трансформатора (при цьому струм короткозамкнутого витка, що утворився, сильно протікає через болти, що кріплять екран. їх). Тепловізійна діагностика вимикачів та роз'єднувачів та комплектів типу КАГ виконуються відповідно до діючих вказівок п. 3.
Ефективність та дефекти вентиляційної установки КЕТ можна виявити, знявши та зіставивши теплові картини поверхні його екранів при відключеному та включеному стані вентиляційної установки. Це допоможе виявити "застійні зони" і ділянки КЕТ, де вентиляція недостатня, що загрожує скупченням в цих місцях конденсату при перепадах температури, що для надійної роботи КЕТ вкрай небажано. У місцях скупчення конденсату при перепадах температури навколишнього повітря спостерігатимуться теплові аномалії.
в) місцеві нагрівання сталевих конструкцій (поручні огорожі) через наявність сильного зовнішнього магнітного поля комплектних екранованих струмопроводів.
Рис. 1 (а-г). Характерні термограми дефектів КЕТ з номінальною напругою понад 1000 В
г) нагрівання кріпильної лапи КЕТ генераторної напруги блочного трансформатора через появу в цьому місці другої точки заземлення екрану КЕТ.
а) місцеві нагрівання екрану струмопроводу 24 кВ турбогенератора І000 МВт через дефекти зварювання екрану КЕТ.
б) нагрівання місця з'єднання екрану КЕТ та його знімного кожуха в районі висновків обмотки ПН фази блочного трансформатора потужністю 3x417 МВт.
Рекомендовані терміни локалізації та/або усунення дефектів елементів КЕТ наведені в таблиці 2.
Таблиця 2. Рекомендовані терміни локалізації та/або усунення дефектів елементів КЕТ
№ п/п | Частини та елементи КЕТ, у яких знайдені або підозрюються дефекти, характер дефектів | Терміни локалізації та/або усунення дефектів |
1. | Відкриті контактні з'єднання | відповідно до діючих вказівок |
2. | Апарати, вбудовані в КЕТ (вимикачі, роз'єднувачі, ТТ, ТН, розрядники тощо) | відповідно до діючих вказівок щодо цих апаратів |
3. | Схема заземлення КЕТ - нагрівання кожухів та конструктивних елементів КЕТ, пов'язані з появою другої точки замикання на землю | якщо температурні параметри перевищують значення - за аварійною заявкою |
4. | Дефекти ізоляторів: | для прийняття рішення виконати випробування ізоляції КЕТ при найближчому зупиненні, але не пізніше ніж через 30 днів |
Комплектні екрановані струмопроводи - конструкції
Рис. 2. Конструкція пофазно-екранованого КЕТ типу ТКЕП-6/3200-125.
1 - циліндричний алюмінієвий екран; 2 - силові елементи екрана; 3 - циліндрична шина з алюмінієвого сплаву АДО; 4 - кріпильні лапи; 5 - опорно-стрижневий ізолятор; 6 - ізолююча прокладка; 7 - опорна балка
Рис. 3. Приєднання КЕТ до висновків генератора чи трансформатора:
1 - екран КЕТ; 2 - струмоведуча шина; 3 - заглушка (кільце); 4 - алюмінієві, плаковані міддю та посріблені контактні пластини; 5 - гнучка зв'язок екрана з коробом; 6 - знімний короб; 7 - висновки генератора (трансформатора); 8 - ізолюючий гумовий джгут; 9 - корпус генератора (трансформатора)