Тепловізійний контроль ТТ

Залежно від конструкції обмоток маслонаповнені трансформатори струму, що випускаються вітчизняною промисловістю, можна умовно поділити на три групи:

  1. із ланковою ізоляцією обмоток (серія ТФЗМ);
  2. з U-подібною первинною обмоткою (серія ТФУМ);
  3. з римоподібною обмоткою (серія ТФРМ).

При ІЧ-контролі трансформаторів струму оцінюється стан внутрішніх та зовнішніх контактних з'єднань, а при виконанні певних умов за виміряними температурами на поверхні порцелянової покришки - стан паперово-масляної ізоляції.
Перед проведенням ІЧ-контролю ТТ необхідно провести аналіз умов їх роботи та стану внутрішньої ізоляції:
спосіб захисту олії від зволоження;
кількість КЗ та значення струмів КЗ, що протікають за обмотками ТТ;
результати вимірювання характеристик ізоляції обмоток, а також хроматографічного аналізу газів у маслі;
термограми попередніх термографічних зйомок та ін.
Тепловізійний контроль ТТ рекомендується проводити з урахуванням вимог, наведених нижче.

  1. Для ТТ тепловизионный контроль є допоміжним засобом оцінки теплового стану як ТТ загалом, і його окремих ділянок. При виявленні теплових аномалій в ізоляції обмоток ТТ остаточний висновок слід робити на підставі аналізу всього комплексу вимірювань, термограми нагріву, tg δ ізоляції, показників якості масла, хроматографічного аналізу газів в олії, вмісту вологи вмісту паперової ізоляції обмоток тощо, а також з урахуванням тривалості та умов експлуатації ТТ.
  2. Тепловізійний контроль ТТ всіх конструктивних виконань з тривалим періодом експлуатації (20 років і більше) рекомендується проводити щорічно, переважно до літнього періоду максимуму температур.
  3. Контроль за допомогою тепловізора кожної фази ТТ здійснюється як мінімум з трьох точок, що віддаляються один від одного на 120 °С.
  4. При тепловизионном контролі має здійснюватися пофазне порівняння температур, виміряних у однакових зонах лежить на поверхні покришок ТТ. У тих випадках, коли різниця виміряних температур фаз перевищує 0,3 °С, повинні бути вжиті додаткові заходи щодо з'ясування причини подібної аномалії: проведено повторні тепловізійні вимірювання за більш сприятливих погодних умов, за іншого струмового навантаження, перевірено симетричність струмів у фазах тощо. п.

Загальний підвищений нагрівання однієї з фаз ТТ може бути обумовлений залишковим намагнічуванням магнітопроводу ТТ при проходженні струму КЗ. У цьому випадку рекомендується розмагнічувати магнітопровод, повторивши тепловізійний контроль ТТ.

  1. У тих випадках, коли за температурою, виміряною на поверхні покришки ТТ, здійснюється перерахунок до значення tg δ ізоляцій обмоток за методикою Лененерго, необхідно звертати увагу на можливість похибки за рахунок впливу теплового відображення ребер покришки або тепловиділення від несиметричного струмового навантаження:


де tg δХ - діелектричні втрати контрольованого ТТ,%; tg δЕТ - діелектричні втрати еталонного ТТ, %; Тх - температура поверхні покришки контрольованого ТТ, ° С; δЕТ — те саме, еталонного ТТ, °С.

  1. Поряд з визначенням за допомогою тепловізора стану внутрішньої ізоляції обмоток маслонаповнених ТТ проводяться вимірювання температури нагріву в місцях приєднання зовнішніх ланцюгів затискачів ТТ та оцінка стану внутрішнього перемикаючого пристрою.

У першому випадку як критерії використовують граничні температури нагріву (перевищення температури). Нагрівання контактів внутрішнього перемикаючого пристрою викликає появу підвищеної температури на поверхні розширювача.
Оцінка стану внутрішніх перемикачів ТТ повинна здійснюватися шляхом порівняння між собою температур на поверхні розширювача трьох фаз. Перевищення температури поверхні розширювача ТТ більш як на 10 — 15 °З може бути зумовлено аварійним внутрішнім дефектом перемикача.

Трансформатори струму серії ТФУМ (ТФКН) на номінальну напругу 330 кВ спочатку виготовлялися на Ленінградському заводі “Електроапарат”, а надалі їхнє виробництво було передано до Запорізького заводу високовольтної апаратури (ЗВВА).
Через незадовільну технологію виготовлення ТТ заводом “Електроапарат” (ручна пухка намотування паперової ізоляції з можливістю її змішування, неякісна сушка та вакуумування ізоляції, відсутність вузла герметизації) ушкоджуваність їх була досить високою. Результати експлуатації ТТ обох заводів виявили малу електродинамічну стійкість цих ТТ.
Пробій ізоляції обмоток ТТ носить, як правило, теплоіонізаційний характер і значною мірою залежить від кількості КЗ, тривалості та значень струмів КЗ, що протікали по обмотках. Огляд пошкоджених ТТ показав, що механічні зусилля, що виникають при КЗ в первинній обмотці, викликають зминання і розриви конденсаторних обкладок у місцях накладання бандажів.
Місцеві зминання пухкого намотування паперового кістяка викликають порушення в розподілі електричного поля і в сукупності з підвищеними температурами, з прогресуючим погіршенням діелектричних властивостей масла, з впливом підвищених температур навколишнього повітря призводять до прискореного розвитку пробою. Тому стосовно ТТ з U-подібною первинною обмоткою необхідна попередня оцінка можливого розвитку внутрішнього дефекту в паперово-масляній ізоляції в результаті впливу струмів КЗ.
Ступінь такого впливу можна приблизно оцінити, виходячи з результатів випробувань ТТ в НІ Ц ВВА з кінозйомкою механічних процесів, що протікали, в первинній обмотці. Загальний вигляд первинної обмотки трансформатора струму ТФКН-330 без порцелянової покришки при випробуванні на електродинамічну стійкість до струмів КЗ показаний на рис. 13. Після проведених експериментів було зроблено такі висновки:
при неодноразовому (3 - 4 рази) впливі струмів КЗ, найбільше амплітудне значення яких становить 80% і більше нормативних значень, відбувається поступове зростання пружної деформації первинної обмотки, що супроводжується обривом бандажів, руйнуванням кріпильної кліці та порушенням щільності намотування паперу;

первичная обмотка трансформатора тока 1ФКН-330
Рис. 1. Загальний вигляд первинної обмотки трансформатора струму 1ФКН-330:
а - до випробування на електродинамічну стійкість до струмів КЗ; 6 після випробування, 1 - колодка; 2- бандажі; 3 — місця обриву бандажів та зминання паперової конденсаторної ізоляції.
пружна деформація первинної обмотки при випробуваннях досягає 80 - 90 мм (при зазорі між внутрішньою поверхнею покришки та первинною обмоткою 50 - 60 мм);
при порушенні щільності паперової ізоляції (в результаті зминання паперу) при динамічному впливі на неї проводів обмотки можливі розрив паперового обплетення та фольги, зміни напруженості електричного поля з підвищенням його градієнтів на окремих ділянках до неприпустимо високих значень, виникнення часткових розрядів, утворення газових включень та У результаті електричний пробою основної ізоляції ТТ.
Результати випробування трансформаторів струму ТФКН-330 електродинамічну стійкість наведені в табл. 1.

Таблиця 1


№ п/п КА | Iln КА | Результати огляду внутрішньої ізоляції обмотки ТТ Перший трансформатор струму ТФКН

1

100

40

Без зауважень

2

160

70

Обрив восьми ниток першого верхнього бандажу

3

180

75

Пружна деформація 35 - 40мм у кожну сторону у верхній частині обмотки, обрив додатково чотирьох ниток першого бандажу

4

83

35

Пружна деформація обмотки по 8 мм у кожну сторону

5

190

77

Пружна деформація 35 - 40 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки, обрив семи ниток другого зверху бандажа

6

190

77

Пружна деформація 80 - 90 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки, обрив всіх ниток першого і додатково обрив шести ниток другого бандажу руйнування "кліці" у висновків секцій первинної обмотки

Другий трансформатор струму ТФКН

1

58

25,5

Пружна деформація 6 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки

2

80,6

40,0

Пружна деформація 12 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки

3

99,5

44,5

Пружна деформація 20 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки, залишкова деформація після досвіду склала по 2 мм у кожну сторону

4

145,0

68,0

Пружна деформація близько 40 мм у кожну сторону у верхній частині обмотки, обрив усіх ниток першого та другого бандажів.

Примітка. I„, — найбільше амплітудне значення струму КЗ (/тнор„=198 кА); Токр=8 12 °С; /- Початкове діюче значення періодичної складової струму КЗ (/s норм=80 кА протягом 0,1 с).
При тепловізійному обстеженні необхідно враховувати характер нормального розподілу температури за висотою ТТ, одержаного під час проведення його типових випробувань (рис. 2).
При аналізі отриманих термограм рекомендується порівняння результатів здійснювати три фази приєднання.
Загальне підвищення температури однієї з фаз може бути зумовлене погіршенням стану внутрішньої ізоляції (мастила або паперової ізоляції обмотки). Прояв аномальних нагрівань по висоті покришки фази необхідно зіставити із зоною конструктивного нанесення бандажів (або бандажу).
Порушення бандажного кріплення ТТ зазвичай починається із верхньої частини обмотки. Дослідження, проведені в Лененерго, показали, що між збільшенням tg δ основної ізоляції обмоток ТТ і значеннями температур на поверхні порцелянових покришок ТТ є залежність.
Распределение температуры по высоте трансформатора тока
Рис. 2. Розподіл температури по висоті трансформатора струму ТФКН-330 (ТФУМ):
1 виведення первинної обмотки; 2-трансформаторне масло; 3 фарфорова покришка; 4 - ізоляційна розпірка; 5- первинна обмотка; 6 - стрічковий сердечник з вторинною обмоткою; 7 - розпірка; 8-бак; 9 виведення первинної обмотки; 10 - локальне нагрівання на поверхні порцелянової покришки при місцевому погіршенні стану паперово-масляної ізоляції; лінія а - характер зміни температури по висоті паперово-олійної первинної обмотки при номінальному навантаженні; точка 1 - перевищення температури в нижній частині петлі обмотки (36 ° С); точка 2 - перевищення температури у вторинних обмотках (26 ° С); точка 3 перевищення температури в середній частині обмотки (34 ° С); точка 4 - перевищення температури верхніх шарів олії (23 ° С)

За розрахунками збільшення tg основної ізоляції ТТ в середньому на 1% призводить до зростання температури на 0,1 “С. Контроль tg δ під робочою напругою трансформатора струму та вимірювання температур на поверхні фарфорових покришок за допомогою тепловізора, підтвердили ідентичність результатів:


Умовний номер трансформатора струму

1

2

3

4

Температура на поверхні порцелянової
покришки, "С
tg δ, %:

0,2

0,1

0,1

0,5

основний ізоляції

1,6

0,8

1,2

4

останніх шарів ізоляції

. 2,1

1,4

1,7

4,6

Перевищення температури нагрівання однієї фази в порівнянні з іншими фазами більш ніж на 0,3 °С може бути пов'язане з підвищенням значення tg δ в цій фазі, іншим кутом спостереження або іншими факторами, що потребують додаткового обстеження ТТ.
У ряді випадків виявляється корисним проведення дослідження стану обмотки трансформатора струму при кришці демонтованої за допомогою технічного ендоскопа.

Трансформатор струму серії ТФРМ (ТРМ).

Трансформатор струму 330 кВ
Рис. 2. Трансформатор струму 330 кВ герметичного виконання з римоподібною обмоткою:
1 - еластична ємність; 2 - маслорозширювач; 3 - ізоляція вторинної обмотки; 4 - трансформаторне масло; 5 - порцелянова покришка; 6 - виведення первинної обмотки; блискавка - характерні зони пробою внутрішньої ізоляції обмотки трансформаторів струму серії ТФРМ (у верхній частині рим і в трійнику). Виявлення дефектів у цих зонах можливе за локальними нагріваннями на поверхні металевого маслорозширювача.

У ТТ серії ТФРМ конденсаторна паперова ізоляція нанесена тільки на вторинні обмотки, що формою нагадують рим (рис. 2). Первинна обмотка ТТ складається з двох струмопровідних шин, що з'єднуються послідовно або паралельно за допомогою перемикача, змонтованого на зовнішній частині маслорозширювача.
Максимальні температури при номінальному навантаженні мають місце на первинній обмотці, відокремленій шаром олії від конденсаторної паперово-масляної ізоляції вторинних обмоток.
Для ТТ 330 кВ перевищення температури при номінальному навантаженні становить у первинної обмотки 54 °С, зовнішньої перемички перемикача коефіцієнта трансформації 35 °С, верхніх шарів масла 33 °С і вторинних обмоток 28 °С. Пошкодження ТТ з римоподібною обмоткою обумовлені пробоєм основної ізоляції поблизу трійників з перекриттям на цоколь і, частіше, пробоєм основної ізоляції верхньої частини римоподібної обмотки внаслідок зволоження паперово-масляної ізоляції в процесі експлуатації або її незадовільної термовакуумної обробки.

Аварії з ТТ відбуваються переважно у спекотний літній період і мають теплоіонізаційний характер. Як приклад можна навести “спалах” аварійності ТТ ТФРМ-330 у червні 1999 р., коли за два тижні пошкодилися три трансформатори цього виконання. Традиційна перевірка стану ізоляції цих ТТ, що проводилася напередодні аварії, не виявила аномальних явищ. Розтин пошкоджених ТТ показало, що процес розвитку теплового пробою носив тривалий характер з утворенням “кратерів” у верхній частині римоподібної обмотки.
При тепловизионном контролі ТТ серії ТФРМ слід звернути увагу до можливість виникнення локальних нагрівань лежить на поверхні порцелянової покришки, на металевому кожусі у місцях “трійників” і верхній зоні “рима” вторинних обмоток, і навіть висновків обмоток і перемикачів. При аналізі отриманих термограм ТТ необхідно враховувати характер розподілу температури за висотою, отриманої під час проведення типових випробувань.

Трансформатори струму серії ТФЗМ (ТФН) зі ланковою обмоткою мають захист внутрішньої ізоляції від зволоження у вигляді виносного осушувача повітря, ефективність якого дуже відносна (рис. 3, 4).
Трансформатор тока 110 кВ звеньевого типа
Рис. 3. Трансформатор струму 110 кВ ланкового типу:
1 - локальне нагрівання в зоні розташування перемикача всередині фарфорової покришки або металевого розширювача; 2 - локальне нагрівання на поверхні порцелянової покришки при погіршенні стану ізоляції між первинною та вторинними обмотками; 3- нагрівання покришки трансформатора струму при загальному погіршенні стану олії або паперової ізоляції обмоток; блискавка - характерне місце пробою ізоляції між обмотками

Перемикач трансформатора струму

Рис. 4. Перемикач трансформатора струму для чотирьох секцій первинної обмотки

Процес накопичення вологи в паперовій ізоляції при наявності осушувального повітря фільтра відбувається відносно повільно і є результатом вологообміну між маслом і паперовою ізоляцією обмоток через конденсацію вологи з повітря, що знаходиться в надмасляному просторі розширювача. Процес вологообміну між маслом та паперовою ізоляцією суттєво залежить від температури навколишнього повітря та струму навантаження. Розчинність води в маслі при підвищенні температури від 20 до 80 ° С збільшується у 10 разів.
Через коливання температури волога в маслі буде відповідно до цих коливань переходити з емульсійного стану в молекулярно-розчинний і назад і поглинатися паперовою основою обмотки ТТ. Швидкість підвищення tg δ паперово-масляної ізоляції ТТ становить приблизно 0,2% на рік.
У ТТ без повітроосушувальних фільтрів зниження пробивної напруги олії нижче нормованого значення відбувається в середньому через 4 - 6 років експлуатації, tg δ деяких ТТ збільшувався в середньому на 2 - 4% на рік і досягав 10 - 25%.
Багаторічний досвід експлуатації трансформаторів струму на напругу 35 - 220 і 500 кВ показує, що їх пошкодження невелика і обумовлена в основному зволоженням внутрішньої ізоляції, а на межі гарантованого терміну служби (20 - 25 років) - тепловими пробоями, що відбуваються в спекотний період.
Трансформатори цієї серії можуть мати внутрішні перемикачі пристрої для зміни коефіцієнта трансформації. В експлуатації спостерігаються випадки погіршення стану внутрішніх перемикаючих пристроїв внаслідок ослаблення болтових з'єднань та підвищення перехідного опору. Перевищення температури нагріву на поверхні ТТ, що охоплює внутрішній перемикач однієї фази, порівняно з іншими фазами більш ніж на 10-15 ° С вказує на можливість розвитку аварійного дефекту.

Таблиця 2

Ін/Іном

Wср %

Допустимі значення tg δ при температурі ізоляції, ”С

0

10

20

30

40

0

6,00

1,35

1,87

2,60

3,62

5,64

0,4

5,55

1,24

1,68

2,28

3,08

4,17

0,8

4,71

1,07

1,37

1,77

2,27

2,93

1,0

4,28

0,99

1,22

1,60

1,97

2,49

1,2

3,88

0,92

1,12

1,37

1,68

2,05

Дослідження ВНДІЕ показали, що небезпечною є не середня зволоженість паперової основи обмотки, а локальні зволоження. Небезпечним є рівень місцевого зволоження, що дорівнює 6%.
Місцеве зволоження може бути в зовнішніх шарах паперу при струмі ТТ, близькому до номінального значення, та середньої вологості всієї ізоляції близько 4%. Нерівномірність розподілу вологості по товщі паперової ізоляції залежить від її середнього рівня IVcp, струму навантаження /н та температури навколишнього повітря, що обумовлює різні допустимі значення tg δ основної ізоляції обмоток ТТ (табл. 2).
При тепловизионном контролі ТТ можливе виявлення випадків як загального підвищення температури нагріву покришки за рахунок погіршення якості олії, збільшення tg δ, так і локальних нагрівів, особливо в електрично навантажених зонах, в місцях зіткнення ланок обмоток.

Трансформатори струму серії ТФМ порівняно недавно розроблені московським "Електрозаводом" на номінальну напругу 35, 110, 220 кВ. Конструктивними відмінностями їх від трансформаторів серії ТФЗМ є наявність ізоляції маслобар'єрної ізоляції обмоток, розміщення їх у стандартній фарфоровій покришці від трансформаторів напруги серії НКФ і можливість зміни коефіцієнта трансформації в широких межах. Останнє досягається комбінацією схем включення великої кількості гілок первинної обмотки.
Наявність численних болтових контактних з'єднань, гілок усередині розширювача трансформатора струму потребує контролю стану за допомогою тепловізора. Досвід тепловізійного контролю ТТ цього виконання практично відсутній. Можна лише очікувати, що найбільш характерним дефектом ТТ при навантаженнях, близьких до номінальних, будуть локальні нагрівання в місцях перемикання обмоток та підвищені значення tg при зволоженні маслобар'єрної ізоляції обмоток.

Аналіз результатів тепловізійного контролю маслонаповнених трансформаторів струму

Основний парк трансформаторів струму в енергетиці працює, по суті, за межами регламентованого терміну служби, що вимагає здійснювати оцінку їхнього стану за результатами комплексної діагностики, в тому числі тепловизионного обстеження, враховувати тривалість та умови експлуатації, конструктивне виконання ізоляції обмоток, технологію їх виготовлення, спосіб та ефективність захисту олії ТТ від зволоження та інші фактори. Найбільш гостро стоїть питання оцінки працездатності ТТ конденсаторного виконання.
Програма та методика стендових випробувань герметичних трансформаторів струму на працездатність розроблена НДІПТ і включає: оцінку критеріїв зміни tg δ в залежності від напруги, часу, температури з періодичним вимірюванням рівня ЧР, аналіз проб масла з хроматографічним визначенням складу розчинних газів і т.п.
З партії трансформаторів струму типу ТФРМ-500 (18 прим.) стендові випробування на працездатність пройшли 14 ТТ. Один з тих, що не пройшли випробування ТТ типу ТФРМ-500, був раніше забракований після 10-річної експлуатації за результатами тепловізійного контролю (різниця температури нагрівання поверхні бака ТТ порівняно з іншими фазами склала 0,7 °С).
Перед випробуваннями tg при 10 кВ склав 0,45% і практично не відрізнявся від заводських даних. При додатку випробувальної напруги 210 кВ через 150 год значення tg виросло з 0,64 до 1,6 %, з'явилися ЧР (1000 пКл), збільшився вміст газів Н2 (510 ppm) і СН4 (49 ppm). Спостерігалося суттєве збільшення tg в залежності від прикладеної напруги та її тривалості. Також було зазначено, що у пробі олії, відібраної з верхньої частини ТТ, вміст газів у кілька разів більший, ніж у пробі знизу.
У процесі випробувань були встановлені середні значення основних характеристик ізоляції та олії для бездефектних трансформаторів струму з римоподібною обмоткою:
Для ізоляції
tg δ, %.............................................. .................................................. ...... Менше 0,3
Рівень ЧР, пКл.............................................. До 50
Залежність tg від напруги . . ....................................... . . Відсутнє
Для олії
Вологовміст, г/т............................................. ................................. 9,8 -11,3
Пробивна напруга, кВ.............................................. ........................... 72 - 67
tg δ при 90 °С, %.......................................... ...................................... 0,17-0,28
Зміст газів, ppm:
Н2................................................. .................................................. .......... 3,2/4,2
СО2................................................. .................................................. ...... 500/507
СО................................................. .................................................. ....... 201/224
Таблиця 3


tg при 10 кВ, %

Вміст газу в олії, ppm

СО2/СО

Розкид виміряних значень

Середнє
значення

Н2

СО2

СО

СН4

С2Н4

0,8-1,5

1,2

7

740

102

2

5

9,1

5,6 - 7,8

6,8

31

1230

195

5

3

6,6

8,4-12

10,1

230

2030

254

4

20

6,1

12,9-20,4

14,5

330

2820

441

14

28

6,1

Гранично допустимі значення

1,2

5

700

200

2

6

-

СН4................................................. .................................................. .......... 1,1/1,2
С2Н4................................................. .................................................. ............... 1,0
С2Н2................................................. .................................................. ... Менше 0,5
С2Н6................................................. .................................................. ... Менше 0,5
Проведені в НДІ ПТ ресурсні випробування дев'яти ТФУМ-330 з напрацюванням до 22 років і знятих з експлуатації через перевищення значень tg підтвердили їх непридатність і правильність прийнятих в експлуатації показників їх відбракування. Аналіз вмісту газів в маслі і значень tg при 10 кВ показав, що при tg дорівнює 1,2%, вміст газів Н2, СН4 і С2Н4 знаходиться на рівні допустимих значень.
При підвищенні tg (при 10 кВ) до 6 % і більше вміст газів в олії перевищує допустимі значення (табл. 3).
У процесі експлуатації співвідношення CO2/CO може знижуватися, що характерно для теплового старіння паперово-масляної ізоляції.
Проведені дослідження та досвід експлуатації показують, що необхідно застосовувати в оцінці стану ТТ конденсаторного виконання комплексну діагностику в наступному обсязі.

  1. інфрачервона термографія. Проводиться 1 - 2 рази на рік, краще навесні для коригування плану проведення профілактичних робіт та восени з метою підготовки до осінньо-зимового максимуму навантаження;
  2. вимірювання ізоляційних характеристик паперово-масляної ізоляції під робочою напругою у трансформаторів струму, оснащених засобами безперервного або періодичного контролю, у терміни, що визначаються "Обсягами та нормами випробувань електроустаткування";
  3. ГХ-аналіз проб олії на розчинні гази у трансформаторів струму, що мають підвищені тепловиділення, з періодичністю взяття проб в залежності від фактичного стану ТТ: 2 тижні, 1 міс, 3 міс, 6 міс;

принцип работы узла герметизации трансформатора тока
Рис. 5. Схема, що пояснює принцип роботи вузла герметизації трансформатора струму при підвищенні (а) та зниженні (б) рівня олії:
1 - повітроосушувальний фільтр кожуха; 2 - кожух; 3 - еластична ємність; 4 - повітроосушувальний фільтр ємності; 5 - масловказівник, 6 - масло; 7 - клапан для випуску повітря

  1. вимірювання tg δ (температурного коефіцієнта а) і характеристик мастила трансформаторів струму з погіршеним станом ізоляції, які не мають пристроїв контролю під робочою напругою та не задовольняють результатів вимірювань за пп. 1 та 3;

Пленочная зашита масла от увлажнения в герметичных трансформаторах тока
Рис. 6 Плівкова зашита олії від зволоження в герметичних трансформаторах струму:
1 - кожух; 2- фторолонова плівка з ковпачком; 3 - повітроосушувальний фільтр; 4 - фторолонова плівка в різних положеннях під час коливання об'єму олії при зміні температури; 5-масло; 6 - маслорозширювача 7 - кожух трансформатора струму типу ТФРМ; 8- покажчик наявності олії; 9 типова зона теплового пробою паперово-масляної ізоляції вторинної обмотки трансформатора струму ТФРМ з розвитком "кратера"

  1. вимірювання характеристик ЧР, tg δ, повної комплексної провідності, що здійснюється на ТТ відповідальних приєднань ОРУ при значних відхиленнях від нормального стану ТТ або під час вирішення питання їхньої подальшої працездатності. У цьому проводиться моніторинг стану контрольованої ізоляції, тобто. проводяться безперервні виміри з оцінкою швидкості зростання характерних параметрів;
  2. аналіз умов експлуатації ТТ, конструктивного виконання ізоляції обмоток, стану вузла герметизації (рис. 5).

Ушкодження паперово-масляної ізоляції обмоток ТФРМ та ТФУМ носять теплоіонізаційний характер і відбуваються в основному у спекотний літній період року. Однією з причин зниження електричної міцності паперово-масляної ізоляції може бути порушення цілісності вузла герметизації ТТ.
Спочатку вузол герметизації виконувався у вигляді еластичної ємності (оболонки), у подальшому завод ЗВВА перейшов на плівковий захист олії від зволоження (рис. 6). Багаторічний період експлуатації ТТ та відсутність належного контролю за станом еластичної плівки при більш інтенсивній, ніж у силових трансформаторів, циклічності її коливання та амплітуди переміщення не виключають ймовірність її старіння та розривів.
В останньому випадку атмосферне повітря з вологістю, що визначається ступенем осушуючої здатності повітроосушувального фільтра, проникатиме в надмасляний простір розширювача ТТ і, стикаючись з маслом, зволожувати його.
Інтенсивність переходу вологи з олії на папір, як відомо, визначається температурним чинником. Найбільш нагріті ділянки паперової ізоляції, як показали типові випробування ТТ, знаходяться у трансформаторів струму ТФУМ у нижній та середній зонах обмотки, а у трансформаторів струму ТФРМ – у зоні рим. Тому зволоження паперової ізоляції на першому етапі матиме місцевий характер, сприяючи локальному тепловиділенню у зазначених зонах. У трансформаторів струму ТФУМ, крім зонального погіршення ізоляції, можуть виникати місцеві пошкодження, зминання та розриви ізоляції обмотки при протіканні по ній наскрізних струмів КЗ. Тому для виконання ТТ при аналізі результатів багатопараметричної діагностики необхідно враховувати як кількість КЗ, так і значення струмів КЗ. Для оцінки теплового стану герметичних трансформаторів струму серій ТФУМ та ТФРМ граничні значення надлишкової температури обрані з урахуванням результатів стендових випробувань, проведених НДІ ПТ та експлуатаційних термографічних вимірювань ТТ.
Виміряні значення температур на поверхні баків або шин ТТ необхідно порівнювати пофазно для ідентично розташованих елементів (каскадів):
а) ΔTізб < 0,3 °С - нормальна періодичність тепловізійного контролю;
б) 0,3 < ΔTзб < 0,5 °С - прискорений тепловізійний контроль;
в) ΔTізб > 0,5 °С - проведення комплексної діагностики, з урахуванням наведених вище рекомендацій для комплексної діагностики в залежності від місцевих інструментальних можливостей та перевіркою стану вузла герметизації розширювача.
Для категорії в) рекомендується визначення температурного коефіцієнта а, що враховує характер зміни tg δ ізоляції нагрітого ТТ при спаді температури:

де tg δ1 і tg δ2 виміряні за температур Тх і Т2 і умови Т1-Т2> 10 °С.
Оцінка стану ізоляції ТТ за значеннями параметра:
нормальний стан (0,005<а<0,01);
є забруднення (0,02 < а < 0,03);
сильне зволоження (0,03 < а < 0,05);
інтенсивні ЧР або перегріви (0,06 < а < 0,07).
Для оцінки теплового стану трансформаторів струму типу ТФЗМ граничні значення надлишкової температури становлять:
а) ΔTізб < 0,3 °С - нормальна періодичність тепловізійного контролю;
б) 0,3 < ΔTзб < 0,8 ° С - прискорений тепловізійний контроль;
в) ΔTізб > 0,8°С - проведення комплексної діагностики з вимірюванням опору ізоляції, tg δ, пробивної напруги олії.
Слід зазначити, що зазначені значення надлишкової температури ΔTизб дано для випадків загального погіршеного стану ізоляції трансформатора струму.
При виявленні локального тепловиділення рішення про подальшу експлуатацію трансформатора струму приймається з урахуванням розташування вогнища нагріву, його інтенсивності, умов та тривалості експлуатації, конструктивного виконання та інших факторів.
Додаткова інформація про характер і розподіл теплового поля фаз трансформаторів струму може бути отримана при побудові термопрофілів кожної з фаз вертикальної осі ТТ і подальшому поєднанні термопрофілів фаз за допомогою комп'ютера. У сумнівних випадках, при отриманні термограм з нетиповим розподілом теплового поля по висоті або периметру покришки ТТ, необхідний додатковий аналіз результатів вимірювання: опору ізоляції вторинних обмоток, паперової масляної ізоляції, масла.