Методика проведения тепловизионного обследования, использование пирометров

Силовые трансформаторы, автотрансформаторы, масляные реакторы.
Тепловизионный контроль силовых трансформаторов является методом диагностики, обеспечивающим наряду с традиционными методами (измерение изоляционных характеристик, тока холостого хода, хроматографического анализа состава газов в масле и других) получение дополнительной информации о состоянии объекта.

При проведении ИК-диагностики силовых трансформаторов можно выявить следующие неисправности:
• возникновение магнитных полей рассеивания в трансформаторе за счет нарушения изоляции отдельных элементов магнитопровода (консоли, шпильки и т.п.);
• нарушение в работе охлаждающих систем (маслонасов, фильтров, вентиляторов и т.п.);
• изменение внутренней циркуляции масла в баке трансформатора (образование застойных зон) в результате шламообразования, конструктивных просчетов, разбухания у трансформаторов и смещение изоляции обмоток (особенно у трансформаторов с большим сроком службы);
• нагревы внутренних контактных соединений обмоток НН с выводами трансформатора;
• витковое замыкание в обмотках ГГ: встроенных;
• ухудшение контактной системы некоторых исполнений РПН и т.п.
При оценке внутреннего состояния трансформатора тепловизором осуществляется измерение значения температур на поверхности его бака. Поэтому необходимо считаться с характером теплопередачи магнитопровода и обмоток. Кроме того источниками тепла являются:
• массивные металлические части трансформатора, в том числе бак, прессующие кольца, шпильки и т.п., в которых тепло выделяется за счет добавочных потерь от вихревых токов, наводимых полями рассеивания;
• токоведущие части вводов, где тепло выделяется за счет потерь токоведущей части и в переходном сопротивлении соединителя отвода обмотки;
• контакты переключателей РПН.
Отвод тепловых потерь от магнитопровода и обмоток к маслу и от масла к системе охлаждения осуществляется путем конвекции. Зоны интенсивного движения масла имеются только у поверхностного бака трансформатора, где происходит теплообмен. Остальное масло в баке трансформатора находится в относительном покое и приходит в движение при изменении нагрузки или температуры окружающего воздуха.
В соответствии с п.5.3.13 ПТЭ температура верхних слоев масла при номинальной нагрузке должна быть не выше:
• охлаждение ДЦ - 75° С
• охлаждение Д - 95° С
• охлаждение Ц - 70° С
В трансформаторах с системами охлаждения М и Д разность между максимальной и мини-мальной температурами по высоте составляет 20-35°С, с системами охлаждения ДЦ и Ц -4-8° С

Определение внутренних дефектов обмоток.
• выявление локальных нагревов в баке трансформатора, связанных с местным перегревом отдельных катушек трансформатора;
• перегревы контактных соединений отводов обмоток ;
• образование застойных зон масла.

Определение работоспособности устройств системы охлаждения трансформатора.
• снятие термограмм устройств системы охлаждения трансформаторов;
• оценка их работоспособности;
• рекомендации о необходимости принятия оперативных мер по устранению неполадок.

Маслонасосы.Температура нагрева на поверхности корпуса маслонасоса и трубопроводов работающего трансформатора должна быть практически одинакова. При появлении неисправности в маслонасосе (трение крыльчаток, витковое замыкание в обмотке электродвигателя и т.п.) температура на поверхности корпуса маслонасоса должна повыситься и превысить температуру на поверхности маслопровода.

Дутьевые вентиляторы.Оценка теплового состояния электродвигателя вентиляторов осуществляется сопоставлением измеренных температур нагрева. Причинами повышения нагрева могут быть: неисправность подшипников качения; неправильно выбранный угол атаки крыльчатки; витковое замыкание в обмотке электродвигателя и т.п.

Термосифонные фильтры (ТФ).ТФ предназначен для непрерывной регенерации масла в процессе работытрансформатора. Движение масла через фильтр с адсорбентом происходит под действием тех же сил, которые обеспечивают движение масла через охлаждающие радиаторы, т.е. под действием разности плотности горячего и холодного масла.
Фильтр присоединен параллельно трубам радиатора системы охлаждения, и поэтому у работающего фильтра температуры на входе и выходе должны отличаться между собой. В налаженном фильтре будет плавное повышение температуры по его высоте. Температура на входе и выходе фильтра будет практически одинакова при:
• использовании мелкозернистого селикагеля;
• шламообразовании в фильтре;
• случайном закрытии задвижки на трубопроводе;
• при работе трансформатора в режиме холостого хода

Радиаторы.Неисправность крана радиатора или его ошибочное закрытие приводит к перекрытию протока масла через радиатор. В этом случае температура труб радиаторов существенно ниже, чем у работающего радиатора. С течением времени поверхности труб радиаторов подвергаются воздействию ржавчины, на них оседают продукты разложения масла и бумаги, что приводит к уменьшению сечения для протока масла или полному его прекращению. Такие трубы холоднее остальных.

Переключающие устройства. (РНТ. РПН и т.п.).Встраиваются в трансформаторы и состоят из переключателя, реактора и контактора. Контактор переключающего устройства размещаются в отдельном корпусе, распложенном на стенке бака и залитом маслом. При перегреве контактов контактора из-за небольшого объема залитого в него масла на стенах бака контактора имеют место локальные нагревы.
Контроль состояния контактов переключателя, ввиду его глубинного расположения в баке трансформатора, весьма проблематичен.

Датчик температуры.Практически единственным критерием оценки эффективности работы системы охлаждения является температура верхних слоев масла. Измеряется с помощью термометров, либо термометрических сигнализаторов с электроконтактным манометром, либо дистанционных термометров сопротивления, устанавливаемых в гильзах крышки бака. Контроль температуры масла в этих случаях связан с существенными погрешностями, которые обусловлены инструментальной точностью измерений, местом размещения гильзы и другими факторами. Поэтому при термографическом обследовании трансформатора необходимо сравнивать значения температур на крышке бака, измеренные тепловизором, с данными датчиками температуры.

Поверхность бака трансформатора.Снятие температурных профилей бака трансформатора в
горизонтальном и вертикальном направлениях, сопоставление их с конструктивными особенностями трансформатора (расположение обмоток, отводов, элементов охлаждения и т.п.), пофазное сравнение полученных данных позволяет получить дополнительную информацию о характере протекания тепловых процессов в баке трансформатора. При обследовании трансформатора необходимо оценивать как значения температур, так и их распределение по фазам.

Маслорасширители.При изменении теплового состояния трансформатора происходит обмен масла между его объемами, находящимися в баке и маслорасширителе. При стабилизации теплового состояния теплообмен между этими объемами масла происходит в основном за счет теплопередачи. При осмотре с помощью тепловизора выхлопной трубы трансформатора виден уровень масла, находящегося в ней, и характер изменения температуры по высоте трубы. Может наблюдаться падение температуры на поверхности маслопровода после газового реле (Дефект крана).

Порядок проведения обследования.
Термографическому обследованию трансформатора должно предшествовать:
• ознакомление с конструкцией выполнения обмоток; системой охлаждения, результатами работы трансформатора, объемом и характером выполнявшихся ремонтных работ;
• длительностью эксплуатации, результатами эксплуатационных испытаний и измерений и т.п.
Поверхности бака трансформаторов, фильтров, систем охлаждения должны быть осмотрены, и с них удалить грязь, следы масла, т.е. создать условия для обеспечения одинаковой излучательной способности поверхностей трансформаторов.
Обследование предположительнее проводить в темное время ,при отключенном искусственном освещении трансформатора, в безветренную, не дождливую погоду, при максимальной возможной нагрузке и в режиме холостого хода. Тепловизор расположить на штативе, как можно ближе к трансформатору, на оси средней фазы, с использованием объектива 7-12° и обеспечивать возможность как видео так и аудио записи.
После настройки постоянного температурного режима записи тепловизора ведется покадровая регистрация термоизображения, начиная с верхней части крайней фазы (А) по направлению к другой крайней фазе (С) с наложением кадров друг на друга около 10% размера кадра. Достигнув бака крайней фазы (С), объектив опускается ниже, и далее покадровая съемка продолжается в противоположном направлении, и таким образом, процесс съемки ведется, пока не будет записана вся поверхность бака, включая расположенные под его днищем маслонасосы, маслопроводы и другие узлы.
Термографической оценке подвергается вся доступная для этого поверхность по периметру. Тепловизор во всех точках съемки, должен находится на одинаковом расстоянии от трансформатора. Минимальное количество точек съемки - четыре, максимальное зависит от расположения и типа системы охлаждения. Так, при установке выносной системы охлаждения количество точек съемки увеличивается до шести.
Термографическая съемка сопровождается речевыми комментариями, записываемыми на звуковую дорожку кассеты видеомагнитофона. В комментариях должны отражаться режим работы трансформатора, ход ведения обследования, описание явлений, фиксируемых тепловизором и другие события. В последующем осуществляется покадровое совмещение результатов съемки в единый развернутый «тепловой» план. Аномальные температуры нагрева участков плана должны сопоставляться с данными технической документации на трансформатор, в которых указано конструктивное расположение отводов обмотки, катушек, зон циркуляции масла, магнитопровода и его элементов и т.п. При этом фиксируется работа системы охлаждения, оценивается зона циркуляции масла, создаваемая каждой из них.

Выключатели масляные, воздушные, вакуумные, элегазовые.

Масляные выключатели серии ВМП-10.Предназначены для установки в ячейках КРУ и выпускаются на номинальные токи 630, 1000,1600 и 3150А, напряжение ЮкВ. При тепловизионном контроле маломасляных выключателей проверяется: болтовое соединение шины и вывода выключателя, состояние роликового токосъема и контактов дугогасительной камеры. Ухудшение состояния контактов роликового токосъема и дугогасительной камеры обычно проявляются в виде локальных нагревов на поверхности корпуса выключателя.

Масляные выключатели серии ВМГ - 133.В зависимости от значения номинального тока различаются следующие исполнения: номинальный ток ВМГ-133-П, 133-1 равен 600А, а ВМГ-133-Ш - 10000А.
Выключатели имеют некоторые отличия в конструктивном выполнении цилиндров корпусов и дугогасительных камер. Токоведущая цепь выключателя проходит с верхнего контактного угольника по гибкой связи на свечу. Свеча при включении входит в розетку. С розетки ток попадает на выводной штырь и через контактные гайки - на шину.
Внешние контакты и контактные соединения (КС) выключателей, если они доступны визуальному осмотру и находятся на воздухе, при проведении ИК-диагностики оцениваются по повышению температуры, регламентируемому ГОСТ-9024-90.
Контакты дугогасительных камер и отделителей воздушных выключателей, вакуумных и элегазовых выключателей рекомендуется оценивать по характеру распределения температуры по высоте дугогасительной камеры и значению избыточной температуры. Контакты выключателей, указанных серий, находятся в относительно небольшом объеме масла. Процесс теплообмена от контакта к поверхности (покрышки) выключателя происходит путем перехода тепла от точек с более высокой температурой к точкам с менее высокой температурой.
Поскольку конструкция дугогасительных камер всех фаз выключателя одинакова, процесс теплообмена в них носит идентичный характер. Поэтому по температурам, измеренным на поверхности корпуса фаз, можно судить о тепловом состоянии контактов дугогасительных камер. Сравнивая между собой измеренные температуры разных фаз, можно по значению избыточной температуры осуществлять дефектацию дугогасительной камеры.

Источник: