Як показує практика проведених тепловізійних обстежень, значна кількість дефектів виявляється на грозозахисних розрядниках та ОПН. Грозозахисні розрядники є апаратами, що захищають електрообладнання від грозових і короткочасних (комутаційних) перенапруг.
Серед грозозахисних розрядників можна виділити метал-оксидні розрядники. Принцип роботи таких розрядників ґрунтується на принципі роботи нелінійного резистора (варистора). При нормальному оперативному напрузі варистор має досить високий опір, у разі різкого стрибкоподібного підвищення напруги, опір варистора різко зменшується і пропускає потенціал грозового розряду на контур.
Однією з якостей розрядників є їхня здатність до відновлення після проходження грозового розряду.
1. Грозозахисні розрядники на відкритих розподільчих пристроях 35 кВ.
Відмова метал-оксидних розрядників (варисторів), що застосовуються у відкритих розподільних пристроях (фото 1) для захисту обладнання підстанції від різких перенапруг викликаних грозовим розрядом, може спричинити збій у роботі електрообладнання, і, як наслідок, припинення подачі електроенергії всім споживачам, запитаним від цієї підстанції .
На термограмі 1 зафіксовано підвищене значення температури одному з розрядників, що є свідченням наявності дефекту у ньому.
1. Дефекти на розряднику підстанції 35 кВ
2. Грозозахисні розрядники на розподільчих підстанціях.
Металоксидні розрядники також встановлюються на розподільчих підстанціях на трьох фазах фідера з боку розподілу (фото 2).
Термограма 2 зафіксувала перегрів всіх трьох розрядників, що свідчить про наявність дефекту.
2. Дефекти розрядників на розподільчих підстанціях
3. Грозозахисні розрядники на регуляторі напруги.
На регуляторах напруги силових трансформаторів використовуються розрядники з резистором, що шунтує. Встановлюються вони послідовно між струмопровідним проводом і землею паралельно обмотці для захисту від грозового розряду.
На термограмі 3 показаний вентильний розрядник на регуляторі напруги силового трансформатора після виходу з ладу. Відмова розрядника може вплинути на надійність регулятора та/або всієї підстанції, що у свою чергу призведе до незапланованого відключення електроенергії.
3. Ця проблема розрядника на регуляторі напруги при збої могла вплинути на надійність регулятора та підстанції загалом. Ця підстанція обслуговує загалом 2120 споживачів.
4. Грозозахисні розрядники на 10 кВ.
Цей грозозахисний розрядник на 10 кВ (фото 4) найбільше вплинув на надійність системи розподілу. Підвищена вологість усередині корпусу викликала відмову розрядника, внаслідок чого розподільні лінії та електроустаткування споживачів виявилося незахищеними від грозових розрядів.
На термограмі 4 зафіксовано високу температуру на розряднику, що свідчить про наявність дефекту внаслідок зволоження елементів розрядника через порушення герметичності корпусу. Перегрів грозозахисних розрядників спостерігається також при обриві резистора, що шунтує, і зварюванні електродів іскрових проміжків.
4. Дефекти розрядника 10 кВ
5. Дослідження грозозахисних розрядників.
За результатами тепловізійного обстеження фахівці нашої компанії провели дослідження дев'яти грозозахисних розрядників. Для звіту їх було пронумеровано.
Дослідження показали такі результати. В одному з розрядників (№6) було зламано роз'єднувач (іскровий проміжок), але слідів дуги не було. Роз'єднувачі інших розрядниках були пошкоджені. На двох розрядниках (№№1, 8) було зламано кронштейни ізоляторів. На корпусах розрядників №№2, 3, 5, 7, 8 було зафіксовано коричневий наліт.
Після вимірювання опорної напруги та втрати потужності (таблиця 1) всі роз'єднувачі були демонтовані для огляду в лабораторії. Також були виміряні верхні та нижні ущільнювальні кільця (таблиця 1), та параметри кожного ізолятора розрядника у верхньому та нижньому ущільнювальному диску (таблиця 2).
Таблиця 1: Одиниці виміру. Значення першому плані поза прийнятних меж. | ||||||
№ | Висота "0" | U (кВ, пікове) | Потужність (вати) | |||
| Вершина | підстава | Насамперед | Після | Насамперед | Після |
1 | .007 | .005 | 32.34 | 34.32 | 6.38 | 2.37 |
2 | .006 | .008 | 33.06 | 34.66 | 5.55 | 2.18 |
3 | .010 | .003 | 31.86 | 33.93 | 6.10 | 2.42 |
4 | .000 | .002 | 33.69 | 34.37 | 4.40 | 1.94 |
5 | .003 | .003 | 32.92 | 34.42 | 5.87 | 2.25 |
6 | .010 | .004 | 33.31 | 34.42 | 4.44 | 1.88 |
7 | .004 | .005 | 31.71 | 33.55 | 6.08 | 2.82 |
8 | .001 | .004 | 31.61 | 33.80 | 6.50 | 2.50 |
9 | .002 | .005 | 33.84 | 34.45 | 3.80 | 1.44 |
Межі |
|
| 30.9 мінімум | 1.29 максимуму | ||
Таблиця 2: Результати випробувань – стан поверхні ізолятора. Весь ізолятор був чорний. | ||
№. | Верхній | Нижній |
1 | 7/16" іскровий проміжок | 3/8" іскровий проміжок |
2 | Повністю у корпусі | Повне покриття |
3 | Неоднорідний | Повне покриття |
4 | Неоднорідний | Повне покриття |
5 | Повне покриття | Повне покриття, але дуже важке |
6 | Неоднорідний, можливий 5/16" іскровий проміжок | Повне покриття |
7 | Неоднорідний | Повне покриття |
8 | Повне покриття | Неоднорідний, можливий 1/8" іскровий проміжок |
9 | Неоднорідний | Можливий 1/8" іскровий проміжок |
Термообробка.
Всі неушкоджені розрядники прогрівалися в духовці при температурі 120 С протягом 36 годин для просушки вологовбираючого елемента. Вимірювання параметрів розрядників до і після просушки внесені в таблицю 1. Отже, можна дійти невтішного висновку, що підвищена вологість зменшує опір розрядників, збільшуючи значення струму провідності. Зрештою, це викликає перегрів розрядника, як показано на термограмі 4.
Висновок.
Поліпшення параметрів грозозахисних розрядників і ГНН після просушування свідчить про підвищену вологість. І хоча показники втрат потужності ще вищі за допустиму верхню межу, при подальшому просушуванні це можна виправити. Можливою причиною попадання вологи всередину корпусу ізолятора є дефект ущільнювальних кілець на кришках.
Поломку розрядників №№1, 8 не викликали грозового розряду. Швидше за все, ця поломка є результатом неякісного монтажу чи неправильного транспортування.
Висновок.
Для підтримки надійності ліній електропередач та систем розподілу електроенергії дуже важливо вміти своєчасно ідентифікувати дефекти грозозахисних розрядників за допомогою тепловізійного обладнання.
Своєчасне виявлення дефектів у розрядниках допоможе уникнути аварійних ситуацій, що призводять до дорогих відключень електрики, як для споживачів, так і для компаній, що постачають електроенергію.