Инфракрасное диагностирование разрядников - Тепловизионная диагностика открытых контактных соединений разрядников и ОПН

Тепловизионная диагностика открытых контактных соединений разрядников и ОПН выполняются в соответствии с указаниями.
При выполнении обследований следует выполнять нормативные указания. При дефектации разрядников с активной шунтировкой искровых промежутков (РВС, РВО, РВМ, РВМГ и т. п.) следует руководствоваться следующей последовательностью сравнения температур и критериями определения дефектов:

1. производится сравнение температур наиболее нагретых точек элементов разрядника одной фазы. Если разница температур нагрева между элементами менее 3°С, то фазу следует считать бездефектной, при определении разницы температур в 3°С и более — фаза разрядника дефектная. При этом поврежденный элемент имеет меньшую температуру нагрева;
2. для определения вида дефекта сравниваются температуры нагрева соответствующих элементов с другими двумя фазами разрядника. Если элементы забракованной фазы нагреты сильнее соответствующих элементов других фаз разрядника, то элемент с меньшей температурой в дефектной фазе имеет закорачивание искровых промежутков из-за их увлажнения, и/или загрязнения и окисления. Если же элементы забракованной фазы нагреты слабее соответствующих элементов других фаз разрядника, то элемент с меньшей температурой в дефектной фазе имеет обрыв шунтирующих сопротивлений, при этом огибающая его термопрофилограммы вдоль оси элемента будет иметь два или несколько пиков. Необходимо иметь в виду, что диагностирование вентильных и искровых элементов разрядников РВМК-330П и РВМК-500П средствами инфракрасной техники невозможно, т. к. они взаимно шунтируют друг друга, и энергия, рассеиваемая в рабочем режиме на вентильном элементе весьма мала из-за его малого сопротивления.

Следует отметить особенности диагностирования разрядников, имеющих емкостную шунтировку искровых промежутков, например, разрядников РВМК-400В и РВМК-750М. В этих разрядниках вышеописанные явления отсутствуют, т.к. рассеивание активной энергии в шунтирующих емкостях обусловлено только весьма малыми диэлектрическими потерями в изоляции шунтирующих конденсаторов. В то же время, блоки искровых промежутков этих разрядников смонтированы внутри фарфоровой покрышки на опорных конструкциях, состоящих из стеклопластиковых элементов. При потере элементом разрядника герметичности, внутренние поверхности этих элементов могут увлажняться, вследствие чего по их поверхности могут развиться ползущие разряды ("треки"), представляющими собой науглероженные дорожки, которые шунтируют блоки искровых промежутков. В местах появления "треков" может рассеиваться значительная активная энергия. Подобный случай описан для воздушного выключателя, проявление этой энергии выразилось в появлении температурных аномалий на поверхности фарфоровой покрышки элемента разрядника, которые свидетельствуют о дефекте внутри элемента. При выявлении таких аномалий разрядник следует подвергнуть внеочередным испытаниям традиционными методами. Естественно, при этом следует убедиться, что выявленная тепловая аномалия не является тепловым или солнечным "бликом", используя рекомендации.
Характерные термограммы дефектов, некоторых типов вентильных разрядников, используемых в электроустановках, встречающихся в эксплуатации приведены на рис. 5а-е.
Диагностирование одноколонковых многоэлементных разрядников 330—750 кВ без шунтирующих сопротивлений имеет свои особенности. Несмотря на наличие элементов, предназначенных для выравнивания деления рабочего напряжения по элементам этих разрядников (шунтирующих конденсаторов, внешних емкостных экранов) и учитывая их значительную высоту, добиться равномерного деления рабочего напряжения по элементам разрядника удается не всегда. Как правило, верхние элементы разрядника (ближние к фазному проводу) при этом оказываются нагруженными по напряжению сильнее, чем нижние, что вызывает их повышенный нагрев (см. рис. 6), который может превышать 5°С, это может привести к ложной отбраковке элементов разрядника. Поэтому при съемке следует обращать внимание на распределение температур по высоте всех трех фаз разрядника. Если оно примерно одинаково во всех фазах, то неравномерность температуры по элементам каждой фазы вызвана вышеуказанными причинами. Если же одна из фаз имеет явные температурные аномалии по сравнению с двумя другими, то в ней возможно наличие дефекта.
Для разрядников, в которых по результатам тепловизионной диагностики подозревается наличие внутреннего дефекта, необходимо провести их внеочередные испытания в соответствии с ГКД 34.20.302-2002. По результатам испытаний принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации разрядника, для принятия решения о дальнейшей эксплуатации, рекомендуются следующие сроки:

1. для одноэлементных разрядников — до начала грозового сезона, но не более 7 дней;
2. для многоэлементных разрядников — до начала грозового сезона, но не более 30 дней.

В эксплуатации бывают случаи, когда при монтаже разрядника или замене его элементов по результатам диагностики, в схему разрядника ошибочно устанавливают непроектные элементы или при ремонте элемента допускаются ошибки при его сборке. Такие случаи хорошо диагностируются при тепловизионной диагностике, один из них изображен на рис. 7.

Рис. 4. Устройство элемента вентильного разрядника, огибающие температурных профилей его поверхности по продольной оси при отсутствии и наличии дефектов:
в) огибающие температурных профилей поверхности элемента по его продольной оси
1 — фарфоровая покрышка элемента; 2 — шунтирующие сопротивления (Иш); 3 — диски рабочих сопротивлений (Кр); 4 — блоки искровых промежутков; 5 — паразитные емкости искровых промежутков (Си)

а) нагрев элемента правой фазы вентильного разрядника РВС-35 (элемент собран из двух разрядников РВО-20, нижний из которых увлажнен).

б) обрыв шунтирующих сопротивлений вентильного разрядника РВС-110 (первый и второй элемент от земли на левой и средней фазе).

в) увлажнение среднего элемента вентильного разрядника РВМГ-110 (левая фаза).

г) увлажнение элемента вентильного разрядника РВМГ-220 (второй элемент от провода). Рис. 5 (в—г). Характерные термограммы дефектов вентильных разрядников

д) увлажнение верхнего элемента вентильного разрядника РВМГ-220.

е) увлажнение элементов вентильного разрядника РВМГ-220 (первый от земли на левой фазе и второй от земли на средней фазе).

Рис. 6. Неравномерное распределение температуры по высоте фазы разрядника РВМК-750 из-за неравномерного деления рабочего напряжения по ее элементам


Рис. 7. Непроектная комплектация разрядника РВМГ-330 и неправильная сборка его элементов после их вскрытия и ремонта.
При сборке фазы разрядника после ремонта его элементов допущены три грубые ошибки:
вместо опорного изолятора (5-й элемент от провода) установлен элемент РВМГ-33- это видно по характерному нагреву покрышки элемента шунтирующими сопротивлениями;
вместо элементов РВМГ-33 (6-й и 7-й элементы от провода) установлены опорные изоляторы — это видно по отсутствию характерных нагревов шунтирующих сопротивлений в центре элементов;
неправильная сборка 4-го и 5-го элементов от провода после их вскрытия и ремонта — в элементах РВМГ- 33 блоки искровых промежутков с шунтирующими сопротивлениями должны быть расположены в центре элемента, а не в верхней его части.