За последнее десятилетие существенно изменился подход к методам диагностики электрооборудования и оценке его состояния. Наряду с традиционными методами диагностики, нашли применение современные высокоэффективные способы контроля, обеспечивающие выявление дефектов электрооборудования на ранней стадии их развития. Существенно расширилась
область контроля маслонаполненного оборудования под рабочим напряжением, разработаны методы и браковочные нормативы при оценке состояния оборудования по составу газов, растворенных в масле, осуществляется углубленный анализ трансформаторного масла, что позволяет судить о состоянии бумажной изоляции обмоток силовых трансформаторов, получило широкое распространение термографическое обследование электроустановок и т.п.
Действующая в энергетике система технической диагностики электрооборудования нашла отражение в "Объемах и нормах испытаний электрооборудования" (РД 34.45-51.300-79), в которых регламентированы также условия оценки теплового состояния электрооборудования при его тепловизионном контроле. К сожалению, до настоящего времени методологическая
база тепловизионных измерений в электроэнергетике проработана очень слабо, обмен технической информацией в масштабах отрасли существенно ограничен, при выработке единых технических требований по проведению инфракрасной диагностики существенные трудности накладывает приборное обеспечение, т.е. наличие в энергетике большого количества приборов инфракрасной техники (ИКТ) разных модификаций.
Автором сделана попытка на основе опыта работ лаборатории инфракрасной техники АО "Фирма ОРГРЭС", информационных материалов зарубежных фирм, публикаций специалистов энергосистем разработать материал по методике проведения тепловизионного контроля электрооборудования распределительных устройств.
Как известно, материя непрерывно испускает и поглощает электромагнитное излучение. Процесс излучения связан с возбуждением молекул внутри вещества, в результате чего возникают излучательные переходы электронов. Выделяющаяся энергия уносится фотонами электромагнитного поля. Спектр излучения произвольно делят на области по признаку функциональных особенностей источников или приемников излучения.
Инфракрасный диапазон волн расположен между видимым и радиодиапазоном и занимает область от 0,75 до 750 мкм.
Широкое применение инфракрасного диапазона волн в современной науке и технике началось во второй половине XX века после создания эффективных инфракрасных приемников для области волн 2—14 мкм. Применение ИК-излучения имеет и свои ограничения. Они обусловлены главным образом тем, что в отличие от радиоволн ИК-излучения претерпевают значительное затухание вследствие поглощения и рассеяния. Рассеяние
ИК-излучения происходит на взвешенных в атмосфере частицах пыли, воды. Атмосферные газы (водяной пар и углекислый газ) поглощают ИК-излучения в некоторых областях спектра. Принцип работы приборов ИКТ основан на преобразовании инфракрасного излучения тел, к которому нечувствителен человеческий глаз, в видимое. Спектральный состав и интенсивность излучения любого предмета в ИК-области спектра определяются его температурой и излучательной способностью.
Для обнаружения ИК-излучения в приборах ИКТ используются различные виды приемников: тепловые, фотоэлектрические и др. По своему построению и принципу действия большинство приборов ИКТ представляет собой оптико-электронные и оптико-механические устройства. Приборы ИКТ по принципу действия могут быть разделены на пассивные и активные.
В пассивных ИК-приборах используется собственное ИК-излучение объектов или отраженное от них излучение естественных источников. Большинство приборов ИКТ относится к этой группе приборов.
В активных приборах ИКТ используются различные встроенные искусственные источники ИК-излучения, освещающие исследуемые объекты. В энергетике получили применение как тепловизоры (термовизоры), так и радиационные пирометры. Тепловизоры обеспечивают возможность получения картины теплового поля исследуемого объекта и его температурного анализа. С помощью радиационного пирометра определяется только
температура объекта контроля.
Периодичность ИК-диагностики электрооборудования распределительных устройств (РУ) и воздушных линий электропередачи (ВЛ) определена лабораторией ИК-техники (ИКТ) с учетом опыта его эксплуатации, режима работы, внешних и других факторов и отражена в Нормах испытаний электрооборудования.
Выявление дефекта должно осуществляться по возможности на ранней стадии развития, для чего прибор ИКТ должен обладать достаточной чувствительностью при воздействии ряда неблагоприятных факторов, могущих наблюдаться в эксплуатации (влияние отрицательных температур, запыленности, электромагнитных полей и т.п.). При анализе результатов ПК-диагностики должна осуществляться оценка выявленного
дефекта и прогнозирование возможностей его развития и сроков восстановления. После устранения выявленного дефекта необходимо провести повторное диагностирование для суждения о качестве выполненного ремонта.
Выбор типа и параметра прибора ИКТ во многом определяется теми техническими задачами, которые предполагается решать с его помощью. Для проведения ИК-диагностики отдельных узлов электрооборудования или термографического обследования могут быть использованы: высокочувствительные многофункциональные тепловизоры' тепловизоры на пировидиконах; пирометры. В набор приборов оператора, осуществляющего
ИК-диагностику, должны входить следующие элементы:
ИК-прибор; анемометр ручной, с диапазоном измерения до 10 м/с;
электронный термометр, с ценой деления 0,1 °С;
бинокль (подзорная труба) — для визуального осмотра узла, забракованного при ИК-диагностике;
фотоаппарат или видеокамера.
Выбор прибора ИКТ зависит от решаемых с его помощью технических задач (табл. 1), финансовых возможностей и других факторов.
Электротехническое оборудование электростанций и сетей
Выявляемые неисправности
Генераторы
1. Межлистовые замыкания статора 2. Ухудшение паек обмоток 3. Оценка теплового состояния щеточного аппарата 4. Нарушение работы систем охлаждения статоров 5. Проверка элементов системы возбуждения
Трансформаторы
1. Очаги возникновения магнитных полей рассеивания
2. Образование застойных зон в баках трансформаторов за счет шламмообразования, разбухания или смещения изоляции обмоток, неисправности маслосистемы
3. Дефекты вводов 4. Оценка эффективности работы систем охлаждения
Коммутационная аппаратура
1 Перегрев контактов токоведущих шин, рабочих и дугогасительных камер
При выборе тепловизора рекомендуется обращать внимание на его функциональные возможности:
1) чувствительность и диапазон измеряемых температур. Чувствительность (разрешающая способность по температуре) должна быть не хуже 0,1 - 0,2 °С (при температуре 25 - 30 °С), верхний предел температурного диапазона — не менее 200 °С, нижний — 2 — 5 °С, диапазон разбивается на 5 — 7 интервалов;
2) автоматическую компенсацию воздействия внешних факторов. В конструкцию тепловизора должны закладываться возможности автоматической компенсации температуры окружающей среды, излучательной способности объекта, расстояния, с которого ведется съемка;
3) рабочую среду (диапазон температур среды, на который рассчитан тепловизор, должен быть не хуже -10 - +50 °С) и способность тепловизора в рабочем состоянии воспринимать удары и толчки (в рабочем — до 15g, в отключенном — 40g), а также вибрацию (в рабочем — до 1g, в отключенном — 2 g);
5) способ охлаждения ПК-приемника. На стадиях совершенствования тепловизоров использовались разные способы охлаждения ИК-приемника — жидкий азот, термоэлектрический охладитель и автономный криогенный встроенный микрохолодильник. В последних конструкциях тепловизоров используются неохлаждаемые микроболометрические матричные детекторы в фокальной плоскости;
6) запись. Обычно при инфракрасном обследовании для анализа состояния контролируемого объекта требуется его термограмма с фиксацией температур в интересующих оператора точках;
7) обмен данными, получаемыми тепловизором, с компьютером. Это необходимо для составления банка данных и последующей их систематизации. Предлагаемое иностранными фирмами программное обеспечение стоит порядка 3—16 тыс. долл., и вопрос приобретения его должен решаться индивидуально для каждого заказчика с учетом объема и характера решаемых технических задач;
8) сервисное обслуживание. Оперативное решение технических вопросов, возникающих при эксплуатации приборов ИКТ, возможно лишь при организации фирмой-изготовителем центра сервисного обслуживания;
9) качество. Ряд зарубежных фирм при изготовлении приборов ИКТ использует комплектующие узлы (электронику, ИК-приемники, микрохолодильники и др.), закупаемые по сравнительно низким ценам в странах Азии и Ближнего Востока, качество которых часто оставляет желать лучшего;
10) стоимость во многом определяется посредниками фирм-изготовителей и может колебаться в пределах 15 — 20%;
11) организация закупки. Закупка должна осуществляться на конкурсной основе с привлечением к торгам двух - трех конкурирующих фирм и по возможности других покупателей. Необходимо добиваться при этом как существенного снижения стоимости закупки, так и наиболее благоприятных условий сервисного обслуживания. Так, закупка у фирмы одновременно двух-трех приборов обеспечивает возможность получения скидки
в стоимости сделки до 20 %.
Автор: БАЖАНОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
Розетки бывают разные: синие, желтые, красные
Из всего многообразия электроустановочных устройств в повседневной жизни чаще всего мы сталкиваемся с выключателями, штепсельными розетками и вилками. Их назначение: коммутация электрических цепей и быстрое подключение к сети различных устройств.
Современные розетки и выключатели изготавливают из высококачественного ударопрочного пластика c гладкими поверхностями.
Дизайн электроустановочных устройств отличается разнообразием: изделия классических форм, не подверженных сиюминутным веяниям моды, модели, придающие интерьеру черты индивидуальности или имеющие четко выраженный функциональный дизайн. Цветовая палитра этих приборов способна удовлетворить самый взыскательный вкус - и строгие белые или черные, и всех цветов радуги (чего стоят лишь одни названия расцветок - "голубой
сапфир" или, например, "зеленый сафари").
Кроме того, выпускают изделия, окрашенные под ценные породы древесины ("красный клен", "темный дуб"), и даже такие, корпуса которых выполнены из этой самой древесины (GIRA). Поэтому добиться сочетания их не только с обоями, но и с деревянными панелями обшивки стен или мебелью - задача вполне решаемая. Но и это не предел. Некоторые фирмы выпускают выключатели и розетки с декоративными сменными деталями.
Достаточно заменить тонкое кольцо таким же, но другого цвета, чтобы изменить поднадоевший внешний вид выключателя.
Однако, любуясь стильным дизайном современных электроустановочных изделий, не следует забывать, что работают эти устройства в электрических сетях с опасным для жизни напряжением. Поэтому первое требование к ним - полная безопасность в эксплуатации, которая достигается, в значительной степени, конструктивными мерами: у исправного и правильно установленного выключателя или розетки все неизолированные токоведущие части
недоступны для прикосновения.
Максимально допустимые величины тока и напряжения, на которые рассчитан конкретный тип устройства, указаны на его корпусе. Превышение их ведет к перегреву выключателя (розетки), что может вызвать пожар. Избежать столь нежелательного хода событий весьма просто - надо лишь подобрать выключатель, соответствующий току в его цепи и напряжению сети.
Варианты исполнения электроустановочных устройств в основном определяются условиями их эксплуатации (в сыром или сухом помещении), видом проводки (открытая или скрытая), назначением (количеством коммутируемых цепей) и необходимостью в защитном заземлении (занулении). Полезность последнего (а именно, заземления) сомнений ни у кого уже не вызывает. Поэтому при строительстве современных зданий проводку выполняют с обязательным
контуром защитного заземления и используют соответствующие выключатели и розетки. В старых же домах приходится обходиться устройствами без защитных контактов (их просто подсоединять не к чему), а современные электроприборы с евровилками (СВЧ-печи, чайники, утюги) подключать через вилки-переходники.
По степени защиты от внешних воздействий, т.е. по условиям эксплуатации, электроустановочные устройства в соответствии с нормами европейских стран классифицированы IP-кодом. Структура кода состоит из указателя (букв IP) и следующих за ним двух цифр. Первая (от 0 до 6) указывает на степень защиты устройства от проникновения внутрь него посторонних предметов и пыли, вторая (от 0 до 8) - на стойкость к воздействию влаги.
Подавляющее большинство выключателей и розеток для помещений с нормальными климатическими условиями имеют степень защиты IP20. Устройства в брызгозащищенном исполнении, устанавливаемые в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванных должны быть выполнены по нормам IP44.
По конструкции различают выключатели поворотные, перекидные, кнопочные; по внешнему виду - для открытой и скрытой проводки. Разновидностью перекидной конструкции являются широко распространенные клавишные выключатели. В зависимости от количества коммутируемых цепей выключатели бывают одно- двух- или трехклавишные, но иногда можно встретить изделия с четырьмя и даже пятью клавишами. Для удобства поиска выключателя в
темном помещении многие модели снабжены подсветкой на миниатюрной газоразрядной (неоновой) лампе.
Максимальный ток, на который рассчитано большинство типов клавишных выключателей, не превышает 10А. Некоторые фирмы применяют в своих изделиях контакты из сплавов с высоким содержанием серебра, что позволяет коммутировать цепи с токами до 16А, а также увеличивает срок эксплуатации выключателей до нескольких десятков лет.
Относительно новыми видами выключателей можно считать так называемые устройства с элементами автоматики. Светорегуляторы (диммеры) различной мощности позволяют плавно регулировать яркость свечения ламп и выключать их поворотом ручки в крайнее левое положение. Выключатели со встроенным датчиком движения включают освещение при перемещениях людей в зоне их "видимости" и отключают его спустя некоторое время после
прекращения движения в контролируемой ими зоне. Таймеры (реле времени) удобны для включения электроприборов на заданный промежуток времени. Они бывают механические и электронные. Выключатели с дистанционным управлением позволяют включать и выключать свет с помощью пульта с расстояния до нескольких метров, а также нажатием на клавишу непосредственно на выключателе.
Для соединения и разъединения электрических цепей используют штепсельные вилки и розетки. Поскольку эти изделия всегда применяют в паре, то независимо от их внешнего оформления, способа монтажа и крепления они должны соответствовать друг другу. В противном случае потребуются специальные переходники.
Силовые розетки, как и выключатели, изготавливают для открытой и закрытой проводки, с защитными контактами и без них, в простом и брызгозащищенном исполнениях. Они бывают одинарные и двойные, а блоки из розеток обеспечивают одновременное подключение четырех электроприборов. Многие типы силовых розеток оснащены приспособлениями (в основном поворотными или сдвижными подпружиненными заслонками), препятствующими свободному
доступу к гнездам. Нужны эти ухищрения, чтобы обезопасить от поражения током не в меру любознательных маленьких детей.
Номенклатура современных розеток не исчерпывается лишь силовыми устройствами. Широко представлены и телекоммуникационные изделия, их иногда еще называют слаботочными розетками. Наиболее известны из них розетки для подключения телефонных аппаратов и радиорепродукторов. Несколько реже пока спользуются устройства, обеспечивающие подключение телевизора к скрытно проложенному антенному кабелю и розетки для компьютерной связи.
Для удобства пользования электроустановочные устройства различных видов выпускают и смонтированными на общем основании или в общем корпусе. Такие устройства называют комбинированными (блоками). Наиболее типичны различные комбинации силовых розеток и выключателей. Использование блоков, собенно включающих в себя слаботочные розетки, упрощает прокладку кабельных линий и проводов.
Все виды электроустановочных устройств, в том числе и блоки, фирмы-производители изготавливают так называемыми сериями, отличающимися друг от друга в основном дизайном рамок, крышек и клавишей. Изделия, входящие в одну серию, имеют общую конструкцию, но различны по цвету. Благодаря такой унификации можно оснастить весь дом или отдельные помещения выключателями и розетками, выполненными в едином стиле.
