Диагностика РУ и ВЛ

Объект диагностики.РУ (ОРУ,ЗРУ) и ВЛ. Выключатели,силовые и измерительные трансформаторы,разрядники,разъединители,кабели, сборные и соединительные шины, токоограничивающие сухие реакторы, батареи силовых конденсаторов, ограничители перенапряжений, высокочастотные заградители, аппараты РУ,вторичные цепи и электропроводка, ввода трансформаторов и МВ, силовые тиристоры и диоды т.д.

Элементы диагностики: подвесные, опорные и проходные изоляторы, контактные соединения, конденсаторы, разрядники.

Методы диагностики.

1. Дистанционные или неконтактные (без контакты с объектом диагностики). Дистанционные методы включают:

- тепловизионный;

- акустический;

- оптический;

- комплексный

Контактные.

2.1. Измерение сопротивления (переходное сопротивление контактов и сопротивление изоляции постоянному току).

2.2. Испытания повышенным напряжением.

2.3. Измерение распределения напряжения по гирлянде фарфоровых изоляторов с помощью измерительной штанги.

Тепловизионная диагностика высоковольтного оборудования.

Физические основы.

Инфракрасное (ИК) излучение испускается всеми телами при температуре отличной от абсолютного нуля. Часто инфракрасное излучение называют тепловыми лучами. Сами тепловые лучи не имеют никаких тепловых свойств, т.е. эл. маг. излучение инфракрасного спектра при поглощении телами превращается в тепловую энергию.

Тепловой эффект является только результатом поглощения ИК лучей и не составляет их специфического признака.

Спектр ИК излучения: 0,76-1000 мкм.

Область спектра ИК излучения принято делить на 4 части:

1) ближняя 0,76-3 мкм;

2) средняя 3-6 мкм;

3) дальняя 6-15 мкм;

4) очень далекая 15-1000 мкм.

Это связано с особенностями прохождения ИК лучей через атмосферу, т.е. атмосфера поглощает или ослабляет излучение определенных частей спектра.

Участки спектра ИК излучения, на которых инфракрасные лучи проходят атмосферу с незначительным ослаблением называются атмосферными окнами. Особенно сильно рассеивают ИК излучение туманы и облака. В области ИК спектра атмосфера пропускает до 65% солнечного излучения.

Для характеристики излучения нагретых тел используется понятие абсолютно черного тела (АЧТ), поглощающего все падающее на него излучение независимо от спектрального состава и которое излучает наибольшее возможное количество энергии при данной температуре для всех вид волн.

Основной характеристикой излучения АЧТ является спектральная поверхностная плотность излучения. Размерность этой характеристики (Вт/см²*мкм).

Рис. 1. Спектральное распределение по­верхностной плотности потока излучения черного тела (закон Планка)

Длина волны максимального излучения обратно пропорциональна абсолютной температуре тела:

l=2898/Т мкм

где Т – абсолютная температура.

Суммарную плотность излучения АЧТ определяют по закону Стефана-Больцмона:

R=sT⁴ [Вт/см²]

где Т – температура АЧТ [⁰К];

s=5,6697±0,0029 [Вт/см²*К⁴].

АЧТ в природе не существует, но многие тела в определенном спектре излучения можно рассматривать как АЧТ (напр., поверхность покрытая сажей).

Распределение плотности излучения по спектру у радиальных тел и у АЧТ различны, но для большинства тел с шероховатыми поверхностями, особенно для диэлектрика, распределение энергии по спектру имеет такой же характер, как и у АЧТ. Такие тела называют серыми телами.

Отношение энергетической яркости серых тел к энергетической яркости АЧТ не зависит от длины волны. Это соотношение называется коэффициентом излучения. Для серого излучателя выражение Больцмона приобретет следующий вид:

R=e_тsТ⁴

Коэффициент излучения e_т безразмерный и характеризует долю суммарного по спектру излучения (e_l) данного материала по отношению к АЧТ при той же температуре.

Спектральный коэффициент излучения (e_l) зависит от температуры, от материала, состояния излучающей поверхности и от степени окисления.

При оценке интенсивности ИК излучения большое влияние на результаты оказывает угол a между нормалями к поверхности излучения и осью оптической системы.

От a оценка интенсивности излучения. Чем больше этот угол, тем меньшая часть потока ИК излучения попадает на площадку приемника. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе точки расположения тепловизионных приборов. А точка расположения тепловизионных приборов зависит от того как их собираются использовать.

Радиометры, пирометры, тепловизоры – это приборы, которые позволяют регистрировать изменения температуры на элементах высоковольтного оборудования. Эти изменения часто вызваны дефектами в оборудовании. Следствием этих дефектов является изменение интенсивности инфракрасного излучения.