Початок arrow Статті arrow Инфракрасное диагностирование изоляторов

Инфракрасное диагностирование изоляторов

Зміст статті
Инфракрасное диагностирование изоляторов
Оценка состояния, распределение напряжений, сроки устранения дефектов

Опорные, подвесные и проходные изоляторы распределительных устройств и воздушных линий, гирлянды подвесных изоляторов.

Опорно-стержневые изоляторы являются как наиболее массовыми, так и наиболее уязвимыми в электрическом и механическом отношениях элементами изоляции распределительных устройств. Они повсеместно используются в шинных опорах, опорных и поворотных колонках разъединителей, шинопроводах, токопроводах и т. п.
Механическая повреждаемость опорно-стержневых изоляторов до настоящего времени остается отраслевой проблемой в электроэнергетике. Как следует из практических наблюдений, примерно 80% всех отказов разъединителей 110—220 кВ произошло из-за повреждения изоляторов. Замечено, что наиболее часто — в 43% случаев механические повреждения опорно-стержневых изоляторов наблюдаются в весенние месяцы года из-за влияния на их механическую прочность суточных колебаний температуры окружающего воздуха с переходом ее через 0°С (см., например, рис. 1 — повреждаемость изоляторов разъединителей в течение года).
Повреждаемость изоляторов разъединителей 110 кВ
Рис. 1. Повреждаемость изоляторов разъединителей 110 кВ в течение года.

Отдельную проблему представляют собой повреждения изоляторов комплектных экранированных токопроводов, которые зачастую приводят к отключениям энергоблоков и мощных сетевых трансформаторов со значительным материальным ущербом от повреждения электрооборудования и недоотпуска электроэнергии. В практике энергосистем имели место случаи, когда из-за повреждений опорно-стержневых изоляторов происходили системные аварии.
Таким образом, диагностирование и своевременная отбраковка поврежденных изоляторов является важной задачей, решение которой значительно повышает надежность распределительных устройств и электрооборудования высокого напряжения.

Характерные дефекты

Наиболее характерными дефектами опорно-стержневых изоляторов являются:

  1. внутренний электрический пробой тела изоляторов 3—35 кВ (см. рис. 2 и 3а). Чаще всего он возникает из-за нарушения технологии при изготовлении изолятора (некачественное сырье, нарушение режима обжига и т. п.);
  2. кольцевые (чаще всего в районе узлов армировки) и продольные трещины, порой образующие сеть трещин (см. рис. 3 6-е). Со временем, под воздействием атмосферной влаги, образующегося конденсата (внутри КЭТ) и отрицательных температур, трещины расширяются, в них скапливается влага и грязь, образуя условия для создания проводящих мостиков;
  3. загрязнение поверхности изоляторов промышленными, солевыми и другими уносами.

Термограмма нагрева опорного изолятора 10 кВ
Рис. 2. Термограмма нагрева опорного изолятора 10 кВ с внутренним пробоем (слева) и фотография выключателя, на котором установлен изолятор (справа)

Обследование опорно-стержневых изоляторов лучше всего выполнять в межсезонье, во влажную погоду или во время мелкого моросящего дождя, когда трещины увлажнены. В этом случае в месте трещины будут наблюдаться локальные температурные аномалии в виде нагревов.
дефекты опорных фарфоровых изоляторов
Рис. 3 (а—е). Характерные дефекты опорных фарфоровых изоляторов

При выполнении обследований следует выполнять нормативные указания.
Критерием наличия дефекта в опорно-стержневом изоляторе является присутствие на его поверхности температурной аномалии в 1°С и более или нагрев (охлаждение) всего изолятора по отношению к соседнему на 1°С и более.
Повышение температуры всего тела изолятора в сравнении с исправными изоляторами обычно наблюдается в одноэлементных изоляторах из-за увеличения тока утечки при их внутреннем пробое (см. рис. 2).

нагрев изолятора РНДЗ-110
а) отсутствует нагрев многоэлементного изолятора ШД-35 шинной опоры (третий элемент сверху пробнт). б) нагрев изолятора РНДЗ-110 (продольная трещина).
нагрев изолятора поддерживающей колонки РНДЗ-110
в) нагрев изолятора разъединителя 750 кВ (продольная трещина).    г) нагрев изолятора поддерживающей колонки РНДЗ-110 из-за заводского дефекта (непропеченный фарфор).
нагрев изолятора опорной колонки РНДЗ-750
д) нагрев изолятора опорной колонки РНД3-330 (кольцевая трещина). е) нагрев изолятора опорной колонки РНДЗ-750 (кольцевая трещина).        

В многоэлементных изоляторах может наблюдаться уменьшение температуры пробитого изолятора (ток утечки практически не изменяется так как он определяется сопротивлением "здоровых" изоляторов, а сопротивление дефектного изолятора снижено) — см. рис. 4а.
Дефектные изоляторы, находящиеся внутри комплектного экранированого токопровода обнаруживаются по локальным нагревам крышек и кожуха комплектного экранированого токопровода в местах крепления изоляторов.
Характерные термограммы дефектов опорно-стержневых изоляторов, встречающиеся в эксплуатации, приведены на рис. 4.
Диагностирование подвесных изоляторов и гирлянд подвесных изоляторов средствами инфракрасной техники представляет собой непростую задачу.

Наиболее характерными дефектами подвесных изоляторов и гирлянд изоляторов являются:

  1. электрический пробой в шапке изолятора (т. н. "нулевые" изоляторы);
  2. снижение электрического сопротивления изолятора из-за дефектов в изоляции силового узла (шапки) изолятора;
  3. загрязнение поверхности изоляторов и гирлянд промышленными, солевыми и другими уносами.


 
< Измерение характеристик частичных разрядов во внутренней изоляции   Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена >