Оцінка стану електромережевого обладнання проводиться за допомогою інфрачервоної та ультрафіолетової візуалізації. За останнє десятиліття розмір камер, які використовуються в цих технологіях, став набагато меншим, а також покращилася якість зберігання та обміну даними, що важливо для оцінки будь-якої виявленої проблеми.
Чи є ці технології взаємодоповнювальними і чи повинні використовуватися спільно, чи вони виявляють одні й самі проблеми? Відповідь це питання полягає в тому, що кожна технологія пропонує свої специфічні переваги при виявленні певних типів дефектів. Інфрачервоне зображення реєструє внутрішнє тепло через підвищений струм витоку, тоді як ультрафіолетове виявляє наявність корони через високе електричне поле біля поверхні.
Перше явище залежить від внутрішнього джерела тепла, а друге - стану поверхні. Обидві ці ситуації потенційно небезпечні для подальшої експлуатації компонента лінії або обладнання на підстанції, і вимагають ретельнішого спостереження або негайного проведення ремонтних робіт.
Вгорі: інфрачервона інспекція лінії, 1997 р.; Внизу: інфрачервоний огляд підстанції, 2019 р.
Ще недавно інфрачервоне обладнання, яке використовується для обстеження об'єктів енергосистеми, було важким і громіздким. Сьогодні ІЧ-камери, що мають у чотири рази більшу кількість пікселів, порівняно з більшими камерами, які вони замінили, легкі та портативні.
Роз'єднувачі - це звичайна область для «гарячих точок».
При ІЧ-контролі вирішальним чинником оцінки стану устаткування не абсолютна температура, а порівняння температури на об'єкті, що перевіряється, з еталонною температурою прилеглих об'єктів. Це пов'язано з тим, що вирішальне значення має не так температура конкретного об'єкта, що перевіряється, скільки те, на скільки відрізняється ця температура від температури об'єктів, розташованих поруч.
(а): Інфрачервоне зображення роз'єднувача підстанції 500 кВ, гаряча точка в контакті роз'єднувача. Ремонт полягав у підтягуванні та регулюванні контакту.
(b): роз'єднувач підстанції 35 кВ з гарячою точкою. Необхідно було відрегулювати та очистити петлі.
(c): роз'єднувач на підстанції 35 кВ, що вимагає очищення та регулювання, гаряча точка в контакті.
(d): з'єднання вводів вимикача 220 кВ – гаряча точка на з'єднувачі. Потрібне технічне обслуговування, включаючи мастило та затягування роз'єму.
Для отримання ІЧ-зображень необхідно знати основні метеорологічні параметри: вологість та вітер. Наприклад, при підвищеній відносній вологості будь-яка «гаряча точка» здається холоднішою. У камері немає опції "сильний вітер", але оператор повинен знати та враховувати його наявність при складанні звіту про перевірку. Одним з ключових моментів для всіх інфрачервоних зображень є випромінювальна здатність, тому що кожен об'єкт, що перевіряється, випромінює стільки ж тепла, скільки поглинає. Тому інфрачервона зйомка кожного об'єкта має бути скоригована з урахуванням випромінювальної здатності.
На ІЧ-зображеннях роз'єднувача передач видно гарячі точки, які вказують на необхідність проведення технічного обслуговування.
Наприклад, під час теплового обстеження підстанції було виявлено гарячу точку на введенні вимикача. Це могло статися через корозію і, ймовірно, потребує очищення. У звіті буде вказано розташування гарячої точки із зазначенням номера пристрою, а також фази, на якій вона була виявлена. За наслідками перевірки комунальне підприємство визначає пріоритетність технічного обслуговування обладнання. Іноді це питання доступності та того, що відбувається в інших частинах мережі. Якщо різниця температур у 66 ° C спостерігається між фазами одного і того ж навантаження і в одному місці, це вважається «критичним». Локальне підвищення температури до 6,7 ° C може бути пов'язане виключно зі збільшенням навантаження або зміною умов навколишнього середовища.
За одну інспекцію зазвичай виявляють 10-15 гарячих точок, а на об'єктах великих підстанцій у 3-4 рази більше. Близько половини їх припадає на роз'єднувачі головним чином тому, що вони є рухомою частиною. Іншою поширеною областю виникнення гарячих точок є прохідні ізолятори, як правило, через ослаблені або забруднені з'єднання.
Тепловізійне зображення особливо корисне при оцінці стану розрядників для захисту від перенапруг, оскільки вони зазвичай розсіюють дуже мало енергії в стаціонарному режимі роботи і тому їх температура у виняткових випадках перевищує температуру навколишнього середовища. Наприклад, навіть найбільші розрядники MOV висотою до 4 або 5 м розсіюють менше 50 Вт, що ускладнює вимірювання температури.
(a): Інфрачервоне зображення розрядників трансформатора низької напруги з одним несправним блоком, який необхідно замінити.
(b): Зображення 2 несправних розподільчих ГНН усередині підстанції, обидва з яких були замінені.
Краще проводити оцінку температури ГНН за відсутності потрапляння прямих сонячних променів, що дозволяє реєструвати різницю менш ніж один градус від навколишнього середовища. Це покроковий процес: якщо температура ГНН показує навіть незначну відмінність від аналогічних сусідніх пристроїв, потрібно його спостереження. Якщо ОПН показує різницю від 4 до 6°C, його необхідно повторно перевірити через кілька тижнів. Якщо температурний градієнт перевищує 7-10°C, то ГНН потребує аварійної заміни. Такий підхід поширений серед багатьох комунальних підприємств. Розрядник рідко нагрівається на 15°C порівняно із сусідніми пристроями. Як тільки температура починає так сильно підвищуватися, струм витоку також збільшується, що, у свою чергу, призводить до ще швидше нагріву і означає, що пристрій не працюватиме довго.
Рідко, коли ГНН нагрівається на 15 ° C в порівнянні з сусідніми пристроями і може довго працювати.
Застосування тепловізора для оцінки ГНН має низку переваг, починаючи зі швидкості збору даних. Експерти вважають, що немає більш швидкого і точного способу визначення закінчення терміну експлуатації розрядника, ніж вимірювання температури, особливо при використанні об'єктива дальньої дії. Ризик виходу розрядника з ладу без виділення тепла мінімальний. У той же час, якщо розрядник через кілька днів після останнього теплового сканування буде пошкоджений ударом блискавки або імпульсним перенапругою, він може вийти з ладу до наступного запланованого сканування.
Розрядник у центрі на 4°C гарячіший, ніж крайній зліва, і буде перевірений ще раз.
Вірогідність відмови між черговим скануванням - один із недоліків тепловізійного обстеження розрядників. Інша причина полягає в тому, що на момент перевірки у 2016 році на ринку не було ІЧ-пристроїв, які передають дані дистанційно. Таким чином, для вимірювання температури на розряднику необхідно було, щоб фахівець виїжджав для збору даних. Незважаючи на це, теплобачення - один із найкращих способів контролю справності обладнання під напругою у будь-який період часу.
Камера, встановлена на пасажирській стороні автомобіля, пропонує економічний спосіб проведення ІЧ-інспекції розподільчих ліній електропередач.
Крім підстанцій, теплобачення може ефективно застосовуватися для повітряних ліній електропередач. Так як в електроенергетиці все більше застосовується метод прогонового шляху для моніторингу ліній, рух лінійним маршрутом зі швидкістю близько 20 миль на годину (30 км/год) часто краще там, де це можливо, особливо для розподільчих ліній. Точність вимірювань із землі, як правило, вища. Небо - ідеальне прохолодне тло в порівнянні з альтернативою погляду з вертольота на безліч інших джерел тепла на землі.