Початок arrow Статті arrow Тепловизионное диагностирование высоковольтных конденсаторов

Тепловизионное диагностирование высоковольтных конденсаторов

Зміст статті
Тепловизионное диагностирование высоковольтных конденсаторов
Применение, конструкция, нагрев

Конденсаторы связи, делительные и силовые конденсаторы.
Конденсаторы связи и делительные конденсаторы воздушных выключателей и конденсаторы трансформаторов напряжения типа НДЕ состоят из фарфоровой покрышки, внутри которой находятся параллельно соединенные пакеты из последовательно соединенных конденсаторных секций рулонного типа (рис. 1). Секции в пакетах стянуты между металлическими плитами посредством изоляционных планок. Пакеты залиты конденсаторным маслом, для компенсации теплового расширения масла в нижней части фарфоровой покрышки расположен расширитель в виде сильфона, внутренняя часть которого соединена через отверстие во фланце с атмосферой.
Устройство конденсатора связи
Рис. 1. Устройство конденсатора связи с номинальным напряжением 110/V3 и емкостью 0,025 мкФ

  1. — пакет из секций бумажных конденсаторов;
  2. — фарфоровая покрышка;
  3. — сильфон;
  4. — фланец;
  5. — изоляционные планки;
  6. — металлическая плита;
  7. — выходное отверстие сильфона.

I — место возможного локального нагрева фарфоровой покрышки при пробое секции (части секций) пакета;
1с — емкостной ток через пакет

Фланцы закреплены на фарфоровой рубашке через прокладки из маслостойкой резины, чем обеспечивается герметичность конденсатора.
Следует отметить, что конденсаторы связи и делительные конденсаторы представляют собой весьма надежные электрические аппараты. Тем не менее, при большом сроке службы (20 лет и более) может наблюдаться ухудшение диэлектрических их изоляции и другие, изложенные ниже, дефекты.
Конструктивные особенности конденсаторов связи и делительных конденсаторов позволяют выявить в них средствами инфракрасной техники:

  1. дефекты открытых контактных соединений;
  2. ухудшение диэлектрических характеристик (тангенса угла диэлектрических потерь изоляции отдельных секций конденсатора);
  3. внутренний обрыв в конденсаторе (между пакетами или в месте соединения крайних пакетов с фланцами фарфоровой рубашки);
  4. пробой отдельных секций конденсатора.

При выполнении тепловизионной диагностики открытых контактных соединений, следует руководствоваться указаниями.
При выполнении обследований следует выполнять нормативные указания.

Температуры нагрева и превышения температуры над температурой окружающего воздуха открытых контактных соединений конденсаторов связи и делительных конденсаторов не должны превышать нормативных значений.
Дефекты, связанные с повреждением внутренних элементов конденсатора, как правило, сопровождаются появлением на поверхности его фарфоровой покрышки температурных аномалий.
Например, на рис. 2 показана термограмма одной фазы конденсаторов связи, состоящей из 2-х элементов, нижний (на термограмме - левый) из которых имеет на поверхности покрышки явно выраженную обширную температурную аномалию (огибающая термопрофилограммы расположена выше, чем у верхнего элемента и резко поднимается в верхней части элемента). Как видно из приведенной под термограммой таблицы, тангенс угла диэлектрических потерь изоляции нижнего элемента и его емкость по сравнению с пуско-наладочными величинами резко возросли, что свидетельствует, во-первых, об общем старении изоляции и во-вторых- о частичном пробое последовательно соединенных секций конденсаторов, расположенных внутри нижнего элемента.
Термограмма с дефектом конденсатора связи 330 кВ

Нижний элемент

Верхний элемент

Измеренные данные при Т= 23 °С

Наладочные данные при Т= 21°С

Измеренные данные при Т= 23°С

Наладочные данные   при Т= 21°С

tgff, %

С, пФ

tgff, %

С, пФ

tgu, %

С, пФ

tgn, %

С, пФ

0,33

34 987

0,18

14 300

0,48

16 578

0,15

14000

Рис. 2. Термограмма с дефектом конденсатора связи 330 кВ, состоящего из двух элементов СМП-166 (изображение повернуто вправо на 90°) и результаты измерений диэлектрических характеристик конденсатора до и после возникновения дефекта

Интересно отметить, что результаты измерений, приведенные в таблице, свидетельствуют о старении и частичном пробое секций и верхнего элемента данной фазы, однако это пока не вызвало на его поверхности значительных температурных аномалий.
При выявлении на поверхности покрышки конденсаторов связи и делительных конденсаторов температурных аномалий, либо при заметном отличии температуры поверхности какого-нибудь элемента от других элементов, этого же присоединения на 3°С и более, необходимо убедиться в том, что температурная аномалия не является результатом действия мешающих факторов.
Если наличие мешающих факторов не установлено, конденсатор необходимо немедленно вывести из работы для проведения высоковольтных испытаний и измерений (с подозрением на наличие внутреннего дефекта) и по их результатам принимать решение о допустимости его дальнейшей эксплуатации.
Конденсатор должен быть заподозрен в наличии внутреннего дефекта, также в случае, если температура фарфоровой покрышки практически равна температуре окружающего воздуха.
Следует иметь в виду, что температурные дефекты делительных конденсаторов воздушных высоковольтных выключателей можно выявить только в отключенном положении выключателя.



 
< СПЭ кабели на напряжение 110-220 кВ   Управляемые шунтирующие реакторы >