Опыт применения тепловизоров при контроле технического состояния оборудования подстанций филиала ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго»

Диагностика и надежность энергооборудования

35 =

ДИАГНОСТИКА И НАДЕЖНОСТЬ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ

УДК 681. 335

Опыт применения тепловизоров при контроле технического состояния оборудования подстанций филиала ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго»

С. И. Чичёв,

филиал ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго», кандидат технических наук, г. Тамбов

Рассмотрено применение способов оптического теплового контроля оборудования подстанций в сетевых комплексах; показаны условия эффективного внедрения оптического контроля в региональной сетевой компании.

Ключевые слова: тепловизионная диагностика, тепловизор, контроль оборудования.

Техническая политика ОАО «Межрегиональная сетевая компания Центра» в области контроля и мониторинга распределительного электросетевого комплекса [1] предполагает создание эффективной системы диагностики по различным направлениям, которая обеспечит адекватную оценку технического состояния электрооборудования подстанций и линий электропередачи (ЛЭП) 110 кВ и ниже.

Филиал ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго» накопил достаточный опыт в области практической диагностики и выявления дефектов электрооборудования с применением современных средств и методов контроля [2] и, в частности, тепловизионного контроля подстанций 110 и 35 кВ (табл. 1).

Анализ выявленных дефектов электрооборудования показал, что большинство из них составляет нагрев контактных соединений с избыточной температурой в интервале «до +10 °С» и «от +10 до +30 °С», что согласно [3] определено как «начальная

Таблица 1

Объём тепловизионного контроля ПС-110

и 35 кВ и обнаруженных дефектов электрооборудования РСК «Тамбовэнерго»

Класс напряжения подстанции, кВ Количество подстанций и дефектов, шт./шт.

2008 г. 2009 г. 2010 г.

110 23/43 24/52 21/74

35 9/16 38/35 56/58

Всего 110 и 35 (по годам) 32/59 62/87 77/132

Итого 110 (за период 2008-2010 гг.) 68/169

Итого 35 (за период 2008-2010 гг.) 103/109

Итого 110 и 35 (за период 2008-2010 гг.) 171/278

степень неисправности» и «развившийся дефект» соответственно.

В процентном отношении выявленные теплови-зионные дефекты отдельных групп электрооборудования к общему их объёму распределились следующим образом:

- трансформаторы тока 6/10 кВ - 28 %;

- опорные изоляторы 6/10 кВ - 26 %;

- вводы масляных выключателей 10/6 кВ - 11 %, 35 кВ - 3 %;

- вводы силовых трансформаторов 35 кВ - 5 %, 10/6 кВ - 4 %, 110 кВ - 1,6 %;

- разъединители 35 кВ - 4 %, 110 кВ - 2 %;

- высокочастотные заградители 35 кВ - 1,6 %, 110 кВ - менее 1 %.

Тепловизионный контроль в филиале ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго» завоевал прочное положение в диагностике электрооборудования без отключения напряжения (под рабочим напряжением), а полезность тепловизоров для контроля технического состояния энергообъектов не вызывает сомнений.

Тепловизор - оптико-электронный прибор, предназначенный для бесконтактного наблюдения, измерения и регистрации пространственного/пространственно-временного распределения радиационной температуры объектов, находящихся в поле зрения прибора, а также путем формирования временной последовательности термограмм и определения температуры поверхности объекта по известным коэффициентам излучения и параметрам съёмки (температура окружающей среды, пропускание атмосферы, дистанция наблюдения и т. п.).

Ниже приведены характеристики парка тепловизоров службы диагностики филиала ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго» (табл. 2).

Из табл. 2 видно, что новая разработка Flir - Т 365 (производство Швеции) имеет наилучшие характе-

ВЙВЮИИВШ

= 36

Энергобезопасность и энергосбережение

Характеристики тепловизоров РСК «Тамбовэнерго»

Таблица 2

Характеристики Flir - I 50 Flir - 300 SAT - S 280 Flir - T 365

Разрешение, пиксель 140х140 320х240 384х288 384х288

Увеличение Нет 2-кратное Нет 4-кратное

Класс точности, % 2 2 2 2

Чувствительность, °С 0,1 0,1 0,08 0,05

Температура (измер./раб.), °С -20-+350 / -15-+50 -20-+500 / -15-+50 -20-+650 / -15-+50 -20-+650 / -15-+60

Встроенная камера Нет Нет Есть Есть

ристики и предпочтительнее других моделей для выполнения термографического контроля электрооборудования подстанций 110 и 35 кВ.

Flir - T 365 представляет собой камеру с широкими возможностями для выполнения профессионального тепловизионного обследования электрического и механического оборудования (рис. 1).

Функциональные возможности тепловизора:

- высокое разрешение ИК-изображений -320x240 пикселей;

- цифровая видеокамера - с разрешением 3,1 мегапикселя с встроенной светодиодной подсветкой обеспечивает чёткие изображения независимо от условий освещения;

- диапазон температур - от -20 °С до +650 °С (оптимально для применения в электроэнергетике и промышленности);

- увеличение - плавное цифровое увеличение х4 для захвата мелких деталей;

- картинка в картинке (PiP) - ИК-изображение накладывается сверху на видеоизображение в виде окна;

- Thermal Fusion - объединение видеоизображений и инфракрасных изображений обеспечивает простую идентификацию и интерпретацию инфракрасных изображений;

- лазерный указатель - соотносит горячую точку инфракрасного изображения с реальным физическим объектом;

- комментарии - добавление текстовых/голосовых комментариев, эскизов и маркеров изображения через сенсорный дисплей или проводную гарнитуру;

- точность ±2 % - достоверное измерение температуры;

- литиевые перезаряжаемые батареи - обеспечивают более 4 часов непрерывной работы;

- стандартная карта SD - хранит более 1000 радиометрических изображений в формате JPEG.

В процессе проведения термографического контроля электрооборудования тепловизором, например, Flir - T 365, необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности обследуемого объекта и угол между осью тепловизионного приёмника и нормалью к излучающей поверхности объекта. При проведении измерений однотипных предметов необходимо располагать тепловизионный приёмник на одинаковом

Рис. 1. Внешний вид тепловизора Flir — Т 365

расстоянии и под одинаковым углом к оптической оси поверхности объекта для качественного выявления дефектов.

Наряду с этим в действующих нормативных документах [3, 4] отсутствуют указания, какими значениями температур следует пользоваться в процессе оценки технического состояния, а также к какой области и зоне поверхности относить данные обработок. Как правило, результаты оценки состояния объекта оказываются достаточно субъективными и зависят от выбора характерных размеров зоны поверхности и выбора того или иного температурного параметра.

Поэтому в основу метода обработки термограмм в РСК «Тамбовэнерго» был положен принцип определения наиболее вероятного значения температуры поверхности объекта или его фрагмента, учитывающий как статистические свойства излучающей поверхности, так и статистические параметры оптико-электронного тракта используемых тепловизоров.

Такой метод позволил легко вводить критерии оценки технического состояния различного электрооборудования и проводить сравнение объектов при различных температурах окружающей среды.

Применение вышеуказанного метода обработки результатов тепловизионного обследования оказалось наиболее эффективно для определения технического состояния измерительных трансформаторов

ИШШЙМВСТ

Диагностика и надежность энергооборудования

37 =

тока, вводов трансформаторов 110 кВ, а также для определения дефектов опорных изоляторов высоковольтных ЛЭП 110 и 35 кВ при высокой влажности атмосферы.

По причине неуклонно возрастающего плана тепловизионного обследования электрооборудования электросетевого комплекса 0,4-110 кВ и в целях обеспечения бизнес-процесса «диагностика» в РСК «Тамбовэнерго» запланировано:

1) бригадам диагностики районов электрических сетей (РЭС) - приобретение пирометров (бесконтактные инфракрасные термометры) «Кельвин -ЛЦ» в количестве 17 шт. в 2011-2012 гг.;

2) участкам службы диагностики - приобретение тепловизоров Flir - T 365 в общем количестве 2 шт. в 2011-2012 гг.;

3) центральной лаборатории службы диагностики - организовать и контролировать направление тепловизионного контроля электрооборудования

распределительного электросетевого комплекса 0,4110 кВ в зоне обслуживания бригад диагностики РЭС и участков СД - постоянно.

Вместе с этим определено, что для повышения эффективности процесса тепловизионной диагностики электрооборудования необходима также организация подготовки специального персонала с определённой базой знаний в области термографии, физических процессов нагревания металлов и освоившего методику проведения тепловизионного контроля и обработки его результатов.

В филиале ОАО «МРСК Центра» -«Тамбовэнерго» за период 2008-2010 гг. комплексный подход к выбору тепловизионных приборов, методам диагностики и повышению квалификации персонала позволил по совокупности мер принимать взвешенные технические решения о поддержании высокой эксплуатационной надёжности действующего электрооборудования подстанций 110 и 35 кВ.

Литература

1. Техническая политика ОАО «МРСК Центра»: Приложение к ПР-15-ЦА от 27.01.2010 г. - 86 с.

2. Чичёв С. И. Анализ состояния дел по диагностике ОАО «МРСК Центра» - «Тамбовэнерго» и современные средства и методы контроля оборудования // Электрика. - 2010. - № 5. - С. 25-30.

3. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ. РАО ЕЭС РФ Текст: РД 153-34.0-20.363-99. - 82 с.

4. Объём и нормы испытаний электрооборудования. - М.: ЭНАС, 2003. - 254 с.

Experience of using of thermal imagers when checking the technical condition of the substation equipment in JSC

«MRSK Centre» - «Tambovenergo»

S. I. Chichyov,

Ph. D., JSC «MRSK Centre» - «Tambovenergo», Tambov

Considered using the optical heat checking the equipment of substation in network complex; they are shown condition of the efficient introducing the optical checking in regional network company.

Keywords: thermography diagnostics, thermal imager, equipment control.

НШ(Ш№Ш