Тепловізійна діагностика сьогодні стала невід'ємною частиною програм технічного обслуговування електрогосподарства. Це, безумовно, найбільш ефективний та дієвий на сьогоднішній день метод для виявлення та оцінки відхилень температурного режиму роботи електроустаткування.
Придбання тепловізійного обладнання стало сьогодні звичайною справою. Більшість виробників надають обладнання, яке дуже підходить для тепловізійної діагностики електроустаткування.
Однак сьогодні на перший план виходять два інші питання, які мають вирішальне значення для успішної діагностики:
1. Ефективне навчання фахівців для проведення тепловізійних обстежень на базі навчальних закладів, які мають необхідну акредитацію та кваліфіковані кадри.
2. Комплексний план діагностики, що включає контрольний список, що гарантує детальний огляд електроустаткування та виключає необстежені ділянки електроустаткування.
Планування є першим кроком, що забезпечує ефективну тепловізійну діагностику підстанції. Перше просте правило огляду передбачає, що обстеження слід розпочинати зверху та поступово рухатися вниз. Елементарне здавалося б правило, тим щонайменше, забезпечує необхідні результати обстеження.
Щоб унеможливити необстежені ділянки електрообладнання, спочатку необхідно обстежити все високовольтне обладнання, включаючи трансформатори напруги та струму, повітряні вимикачі, з'єднання шин та введення підстанцій.
Фото 1. Трансформатори напруги, низький рівень олії зліва.
Необхідно ретельно перевіряти налаштування тепловізора. Наприклад, на термограмах 1а, 1c показані результати обстеження трансформаторів середнього класу напруги (фото1b). При цьому термограма 1c показує перевищення температури на лівому введенні, хоча на термограмі перегріву 1а не помітно. Подібні не виявлені дефекти можуть спричинити аварійну ситуацію.
Фото 2. Роз'єднувачі, температурні аномалії на контактах та приводному механізмі.
На термограмах 2а, 2с показані результати тепловізійного обстеження повітряних вимикачів (фото 2б). Перегрів знаходиться в зоні контактів та механізму відключення. Швидке обстеження легко дає змогу виявити цей тип дефектів.
Фото 3. ПЛ - відпаювання на підстанцію, нагрівання на контактах ізоляторів
Також легко можна виявити перегрів на високовольтних лініях електропередач. Зокрема, на лінії середнього класу напруги (фото 3а) виявлено дефект через нещільний контакт у з'єднанні (термограма 3b).
Після проведення обстеження високовольтного обладнання проводиться тепловізійне обстеження розподільного обладнання, у тому числі силових трансформаторів, регуляторів, автоматичних вимикачів, включаючи вимикачі низької напруги.
Фото 4. Силовий трансформатор
Рівень нагрівання в блоці перемикача обмоток масляного трансформатора 25МВА (фото 4b) не повинен перевищувати температури блоку обмоток трансформатора. Термограми 4а та 4с вказують на критичний стан у цьому блоці перемикача обмоток.
Фото 5. Стан трансформатора
На термограмах 5а - 5с показані деякі термограми, отримані при тепловізійних обстеження силового масляного трансформатора.
На термограмі 5а видно наявність дефектів з'єднання на виході вторинної обмотки.
Термограма 5b свідчить про замикання вторинної обмотки через сердечник та металевий корпус трансформатора на землю.
Термограма 5с вказує на порушення роботи радіатора системи олійного охолодження.
Кожен із трьох дефектів може призвести до передчасного виходу електроустаткування з ладу.
Фото 6. Нагрівання трансформатора
Проводячи обстеження силових трансформаторів (фото 6b), необхідно проводити сканування з різних боків. Термограма 6а показує, що цей регулятор має достатній рівень мастила для нормальної роботи радіатора. Але термограма 6с вказується перевищення температури.
Фото 7. Вакуумний вимикач
При обстеженні вакуумних вимикачів (фото 7b) слід звернути увагу, що не всі випадки підвищеної температури вказують на наявність нештатних ситуацій. Фахівець, який проводить тепловізійне обстеження, може відразу припустити, що існує внутрішній дефект проведення управління вимикача (термограма 7а). Однак, це не так. Насправді така ситуація є нормальною. Шафи керування відкритих розподільчих пристроїв нагріваються. Термограма 7c показує нагрівання відключеного автоматичного вимикача, викликаного підвищеною вологістю, що викликала відмову від вимикача.
Фото 8. Роз'єднувач, до та після їх заміни
Найчастіше перегрів роз'єднувачів вимикача 10 кВ (фото 8b) буває до і після заміни. Як правило, усунути перегрів (термограма 8а) допомагає чищення контактів, регулювання та мастило. Однак трапляються випадки, коли цих заходів недостатньо. Можливо, знадобиться заміна роз'єднувача.
На цьому всі зовнішні перевірки закінчено. Рекомендується ще раз уважно оглянути весь двір підстанції, щоб унеможливити необстежені ділянки. Потім можна переходити до закритого приміщення.
Фото 9. Система керування
На термограмах 9a-9c показані загальні проблеми системи керування. Серед найбільш поширених дефектів є відсутність контакту у місцях з'єднань та підвищене навантаження. Необхідно також перевірити функціонування системи опалення, щоб забезпечити оптимальну для роботи реле температуру повітря.
Часто, просто підтискання гвинта терміналу допомагає усунути дефект. Але для повторної перевірки необхідно дати охолонути терміналу. Іншими причинами дефектів, які можуть викликати підвищення температури, можуть бути включати неякісне з'єднання виконане методом опресування, зламані гвинти, а також проводи управління. Причини дефекту мають бути ідентифіковані та усунені. В іншому випадку вся система захисту може опинитися під загрозою.
Фото 10. Перевищення номінальних струмів
Огляньте всі проводки управління перевантажених ланцюгів (термограми 10a-10c). Перегрів може бути через малий переріз проводів або надмірне навантаження. У будь-якому разі ці дефекти створюють надзвичайно небезпечну ситуацію. Відмова системи управління може мати катастрофічні наслідки.
Вирішальне значення має розробка ефективної функціональної системи обліку результатів тепловізійних обстежень. Як показує практика, протягом одного року обстежень можна отримати велику кількість зображень. Тому потрібна чітка система обліку, що дозволяє швидко знаходити необхідну інформацію для подальшого використання.
З цією метою можна використовувати комп'ютерну базу даних, куди заносяться всі результати тепловізійних обстежень – місцезнаходження, ідентифікаційний номер, наявність термограм або цифрових фото, короткий опис обладнання та навантаження, шаблони звітів тощо.
Рекомендується використовувати два способи зберігання інформації – постійного зберігання термограм та звітів про проведені обстеження. Крім того, рекомендується постійно зберігати всю необхідну інформацію та резервні копії на компакт-дисках.
Немає електричних систем ефективних на всі сто відсотків. Погодні умови, несприятливе довкілля може спричинити різке погіршення умов експлуатації електрообладнання та аварійні ситуації. Також значно прискорюють деградацію електроустаткування вібрація та дисбаланс навантаження, структурна втома та старіння. З часом розвивається нестійкість компонентів електрообладнання та контактних поверхонь.
Розуміння основних принципів втрати електричної потужності допоможе фахівцю, який проводить тепловізійну діагностику, визначити ймовірність проблемних областей.
Температурний режим роботи електроустаткування є одним із перших показників стану обладнання. Сучасні прилади дозволяють визначити будь-які значення, нормальні чи підвищені, температурного режиму електроустаткування.
Впровадження програм тепловізійних обстежень розпочинається з кваліфікованої підготовки кадрів.
Навчений фахівець повинен вміти точно визначити причини дефектів, що викликають підвищення температури на об'єктах, що обстежуються, і надати дієві рекомендації.
Важливим для фахівця, який проводить тепловізійні обстеження, є те, щоб пропоновані рекомендації ґрунтувалися на його знаннях та досвіді, вмінні користуватися тепловізором з урахуванням усіх сторонніх впливів (сонячне світло, відбиття тощо) на якість обстежень.
Як тільки виявилося відхилення температури від нормальних значень, фахівець, який проводить тепловізійні обстеження, повинен з'ясувати серйозність проблеми і, залежно від цього, надати відповідні рекомендації щодо усунення дефектів та терміновості ремонтних робіт. Будь-який стан електрообладнання повинен бути вміло ідентифікований, щоб надати обслуговувальному персоналу час для ремонту до відмови обладнання.
Ці елементи є основними при розробці та реалізації комплексного плану тепловізійних обстежень, які стають невід'ємною частиною ефективної експлуатації електроустаткування.