Диагностика состояния изоляции электрооборудования

Методы поддержки длительной работоспособности электрооборудования

Для поддержки длительной работоспособности электрооборудования большое значение имеет его техническое обслуживание в межремонтные периоды. Эксплуатация энергосистемы организуется в двух направлениях: технической эксплуатации оборудования и оперативного управления работой энергосистемы в целом.

Следует обеспечить надежность – способность энергосистемы обеспечить бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией и теплотой при всех режимах работы энергосистемы. Надежность обеспечивается безаварийной работой персонала, своевременным ремонтом оборудования, правильным ведением режима работы оборудования, достаточно высокими темпами развития энергосистемы и т.д.

На электрических подстанциях обслуживание оборудования производится дежурным персоналом, закрепленным за этими подстанциями, под руководством диспетчера энергосистемы или диспетчера предприятия электросетей. При этом возможно применение трех форм обслуживания:

дежурство персонала на подстанции;

дежурство персонала на дому;

обслуживание группы подстанции оперативным выездным и ремонтным персоналом.

Существенный фактор, влияющий на работоспособность электроустановок, — использование средств диагностики состояния оборудования. Каждая установка обычно оснащена средствами, позволяющими определить ее работоспособность.

Внедрение программируемых средств управления оборудованием позволяет осуществлять всестороннюю и глубокую диагностику работоспособности электрооборудования. Специальные диагностические программы осуществляют контроль нагрузки элементов, работоспособности узлов. При отклонении параметров работы электроустановок или отказах обслуживающий персонал немедленно получает об этом информацию. Информация о состоянии оборудования в программируемых системах выдается на дисплей текстом, позволяя оперативно принимать решения по устранению сбоев и отказов в работе.

Диагностика состояния изоляции электрооборудования

Объективные данные о техническом состоянии электрооборудования можно получить современными диагностическими методами. Диагностические испытания электрооборудования, как правило, выполняются методами, не травмирующими изоляцию. Они позволяют определять не только техническое состояние объекта, но и локализовать имеющиеся проблемные места. Проведение комплексных диагностических испытаний различными методами неразрушающего контроля позволяет оценить степень старения изоляции и остаточный ресурс электрооборудования.

Техническое состояние изоляции электрооборудования можно определить следующими способами:

- испытание повышенным напряжением в соответствии с действующими нормативами;

- единовременное испытание диагностическими методами (диагностика).

В первом случае мы не получаем достоверной информации о реальном техническом состоянии электрооборудования, второй способ позволяет получить полную картину фактического технического состояния.

Контроль над изменениями технического состояния электрооборудования во времени обеспечивается следующими методами:

- периодическое испытание диагностическими методами с целью определения динамики процессов старения или развития дефектов (тренд);

- «непрерывный» контроль технического состояния, позволяющий контролировать процессы в изоляции в каждый момент времени (мониторинг).

В соответствии с действующими правилами и руководящими документами (нормативами) изоляция высоковольтного оборудования и кабелей должна периодически подвергаться испытаниям повышенным постоянным напряжением. В ряде случаев испытания выполняются переменным напряжением промышленной частоты и повышенным напряжением с частотой 0,1 Гц.

Из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением вовсе не гарантируют безаварийную последующую работу электрооборудования. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий нередко происходит выход их из строя в ближайшие после этого месяцы. Установлено, что причина этого в интенсивном разрушении изоляции частичными разрядами в проблемных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий. Кроме того, испытания повышенным постоянным напряжением кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена практически бесполезны, так как полиэтилен обладает высокой электрической прочностью и малыми токами утечки. И, наконец, испытания повышенным постоянным напряжением не позволяют локализовать проблемные места линий.

Наиболее опасны испытания повышенным напряжением для кабельных линий с большим сроком службы или низким качеством монтажа, уже имеющих высокий уровень частичных разрядов в проблемных местах. В этом случае испытания повышенным напряжением приводят к увеличению уровня частичных разрядов. Этот вывод сделан на основании результатов диагностических испытаний высоковольтных кабельных линий аппаратурой OWTS и CDS производства германской фирмы Seba KMT, которые выполнялись до и после производства испытаний кабельных линий повышенным напряжением.

Последние десять лет ведутся интенсивные работы по совершенствованию неразрушающих методов диагностики изоляции и выпуску предназначенной для этого аппаратуры. Эти методы ориентированы на диагностические испытания, не разрушающие изоляцию электрооборудования и позволяющие выполнять локализацию проблемных мест на ранней стадии развития дефектов в изоляции. К числу недостатков диагностических методов испытаний изоляции следует отнести высокую стоимость диагностической аппаратуры и требующую наличия высококвалифицированного персонала, большую сложность методов диагностики. Однако эти недостатки перестают иметь место при производстве диагностических испытаний силами специализированных предприятий, имеющих персонал высокой квалификации. В этом случае предприятие-заказчик не несет затрат на приобретение диагностического оборудования и не содержит специалистов для работы с ним. Периодическая диагностика или тренд обладает теми же характеристиками. Непрерывная диагностика (мониторинг) с точки зрения объема получаемых данных является наиболее информативной. Перспективным является мониторинг особо важных объектов энергетики, имеющих большую установленную мощность и соответственно стоимость. Вместе с тем повсеместное внедрение мониторинга является экономически и практически нецелесообразным.

Таблица 1. Параметры, характеризующие состояние электроустановок.

Ремонт и обслуживание электрооборудования технологических установок

Организация обслуживания и ремонта электрооборудования—важнейшая задача обеспечения бесперебойной работы технологических установок.

При эксплуатации оборудования изнашиваются его составные части, т.е. постепенно теряют свои механические или электрические характеристики, которые требуются для нормальной работы. Например, при вращении вала электродвигателя в подшипниках стирается его поверхность, загрязняется масло в подшипниках, капли масла попадают на изоляцию обмоток в нагретом состоянии и постепенно разрушают ее. Как уже отмечалось, во многих электрических аппаратах, осуществляющих коммутацию электрических цепей (рубильники, контакторы, реле, кнопки), обгорают, покрываются оксидной плёнкой контакты, в связи, с чем увеличивается их переходное сопротивление, перегревается контактное соединение и контакт выходит из строя. Неизбежные колебания температуры окружающей среды вызывают изменения режимов работы полупроводниковых элементов.

Своевременное проведение профилактических работ, регулировок, замены вышедших из строя элементов обеспечивает продолжительную работу электрооборудования. Периодические испытания, статистический учет отказов и их анализ позволяют установить наиболее оптимальные сроки ремонтов оборудования, что продлевает сроки его эксплуатации.

Эксплуатацию электрооборудования технологических установок осуществляют ремонтные службы предприятия, исходя из задач обеспечения безотказной работы их на основе системы проведения планово-предупредительных ремонтов (ППР). Система ППР базируется на систематических осмотрах, при которых выявляются неисправности электрооборудования и устанавливается необходимость его ремонта, а также периодических ремонтных работ. Система ППР включает следующие виды работ: текущий уход (межремонтное обслуживание), малый, средний и капитальный ремонты.

На основании данных, полученных в процессе работы, а также инструкций по эксплуатации оборудования отделы анализа и планирования ремонтов составляют календарные графики, в которых указывают сроки проведения осмотров, малых, средних и капитальных ремонтов по каждой единице оборудования.

В обслуживание электрооборудования входят наблюдение за выполнением правил его эксплуатации, периодические осмотры и проведение профилактических работ. При эксплуатации электрооборудования ремонтный персонал получает задание, оформленное нарядом, в котором указывается оборудование, подлежащее осмотру, и виды выполняемых профилактических работ. Как правило, периодические осмотры проводят не реже одного раза в месяц. Основные мероприятия, выполняемые при обслуживании электрооборудования, приведены ниже.