Файл: Диагностика кл подводных переходов.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий
Реферат на тему:

«Диагностика КЛ подводных переходов»

по дисциплине «Диагностика электрооборудования»
Вариант № 27

Выполнил ст. гр. БАЭ-19-02 Д.Р. Фаттахов
Проверил преподаватель Юсупов Р.З.
Уфа 2023

Содержание

Введение

Сегодня в России не существует практики непрерывной диагностики состояния высоковольтных кабельных систем. Нормативно-правовая база, регулирующая область проверки состояния изоляции, предписывает кабельным линиям лишь периодические испытания, которые требуют вывода КЛ из эксплуатации, не решают вопросы профилактики дефектов электрооборудования, и являются потенциально опасными (так как являются разрушающими). Сообщество специалистов все активнее обсуждает возможность централизованного внедрения эффективной системы диагностики электрооборудования, которая решит целый комплекс проблем, от энергетической безопасности до значительного сокращения материальных затрат на эксплуатацию и ремонт КЛ. В этом материале мы рассмотрим существующие методы диагностики кабельных линий и поговорим о перспективах их применения в нашей стране.

1. 
   Методы оценки состояния кабельных линий
   

Сегодня в мировой электроэнергетической практике оценка состояния высоковольтной изоляции кабельных систем является основой для принятия решений по продолжению их эксплуатации, ремонта или замены. Состояние изоляции кабельных линий можно определить испытанием повышенным напряжением в соответствии с действующими нормативами (в России — ГОСТ, ПУЭ и нормы испытаний электрооборудования), а также с использованием диагностики.

---

Из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением промышленной частоты не гарантируют безаварийной последующей эксплуатации. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий они зачастую выходят из строя в ближайшее время. Установлено, что в большинстве случаев причина этого в интенсивном электрическом старении изоляции, вызванном частичными разрядами (ЧР) в дефектных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий. Наиболее опасны такие испытания для кабельных линий с большим сроком службы. Так, по статистике, только в сетях ОАО «Ленэнерго» ежегодно повреждается в среднем 600 кабелей 6-10 кВ и 5 кабелей 35 кВ.

Тем более не информативны с точки зрения оценки состояния кабельной линии высокого класса напряжения проверка при вводе в эксплуатацию по принципу выдержала/не выдержала (путем постановки под рабочее напряжение кабельной линии). Кроме того, с помощью таких испытаний невозможно выявление местных дефектов, особенно на ранних стадиях их развития, как из-за неэффективности применяемых для этого методов, так и из-за неправильно выбранной периодичности испытаний. Фактически, затраты на испытания кабельных линий никак не влияют на их надежность, и не позволяют комплексно оценить их состояние.

Исключение повреждений возможно только тогда, когда система эксплуатации и диагностики разрабатывается и устанавливается на основе изучения действительных причин повреждений. Объективные данные о техническом состоянии изоляции силовых кабелей и соединительной арматуры можно получить современными диагностическими методами. Существование системы предупреждающей диагностики позволит исключить повреждения в кабельных системах при минимальных финансовых затратах.

2. 
   Диагностика кабельных линий
   

Диагностика, как правило, выполняется неразрушающими методами, т.е. методами, не приводящими к старению изоляции. Она позволяет определить не только техническое состояние, но и локализовать имеющиеся дефекты. Комплексная диагностика различными методами неразрушающего контроля дает возможность оценить степень старения изоляции и ориентировочно рассчитать остаточный ресурс кабеля.

---

Кроме того, применение диагностических методов позволяет:

• 
  производить Проверку качества монтажа при вводе в эксплуатацию и ремонтах
  
• 
  предотвратить перебои в подаче электроэнергии;
  
• 
  экономить затраты на техническое обслуживание;
  
• 
  экономить затраты за счет частичной замены элементов кабельных систем;
  
• 
  осуществлять надежный контроль качества после ремонта.
  

3. 
   Методы диагностики
   

Полный переход на неразрушающую диагностику в данный момент еще не произошел ни в одной стране мира. Различные методики существуют, тестируются и применяются достаточно локально как в России, так и в Канаде, Израиле, странах Европы и США. Мы хотели бы рассмотреть наиболее распространенные их них.

К наиболее популярным сегодня методам диагностики относятся:

• 
  измерение характеристик частичных разрядов.
  
• 
  измерение диэлектрических потерь изоляции;
  
• 
  тепловизионный контроль
  
• 
  рефлектометрия.
  

Каждый из вышеприведенных методов имеет свои преимущества и недостатки. Мы хотели бы рассмотреть их с точки зрения применимости к российским реалиям. В нашей стране в эксплуатацию ежегодно вводится все больше кабельных линий. Каким же характеристикам должна отвечать идеальная для России диагностическая система?

На этот вопрос ответил исполнительный директор НИИ Энергетики Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета Виталий Млынчик: «Диагностика кабельных линий — это очень актуальная сегодня тема. Если говорить о системе, которая должна функционировать именно в России, то она точно должна осуществлять непрерывный и предупреждающий контроль кабельных линий и муфт под рабочим напряжением, также хотелось бы определять полное или же максимальное количество возникающих дефектов и иметь возможность их отслеживать. Ну и, конечно же, ввод в эксплуатацию такой системы не должен быть очень затратным».

Качественная система диагностики позволяет определять дефекты на самых ранних этапах их развития и вовремя принимать решения для их устранения, что приводит к значительному повышению надежности электроснабжения, а также значительно увеличивает срок службы кабельных линий и муфт.

4. 
   Тепловизионный контроль
   

---

Рассказывает эксперт компании ООО «Квадро Электрик», к.т.н., почетный профессор Петербургского Энергетического Института повышения квалификации Валерий Поляков: «До сих пор одним из наиболее эффективных и распространенных методов является тепловизионный контроль оборудования, и в частности кабельных линий и муфт. Применение тепловизора для выявления дефектных элементов основано на том, что наличие некоторых видов дефектов вызывает изменение температуры этих элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфракрасного (ИК) излучения, которое может быть зарегистрировано названными приборами».

Можно отметить следующие достоинства тепловизионной диагностики:

• 
  возможность дистанционного, безопасного выполнения диагностики в рабочем режиме в любое удобное время;
  
• 
  возможность одновременного выполнения диагностики большого объема кабельных линий и муфт при одинаковом состоянии внешних условий и одинаковом режиме работы диагностируемых объектов, что позволяет применить статистическую оценку, а это является дополнительным диагностирующим параметром;
  
• 
  возможность оперативного обследования большого объема кабельных линий и муфт при необходимости выявления отдельных ненадежных элементов.
  

5. 
   Измерение диэлектрических потерь изоляции
   

Изоляция токоведущей жилы кабеля относительно других жил и заземленной оболочки в трехфазном кабеле и относительно заземленной оболочки в одножильном кабеле образует емкость, изолирующая способность которой характеризуется диэлектрическими потерями в ней, а также тангенсом угла диэлектрических потерь tgd. Тангенс угла диэлектрических потерь — величина интегральная и оценивает общее состояние всей изоляции целиком. При наличии местного дефекта на начальной стадии развития, например на кабельной линии, величина tgd изменится незначительно. Однако при наличии дефекта будет наблюдаться изменение tgd, в зависимости от приложенного напряжения. Именно по характеристикам изменения этой величины можно судить о состоянии кабеля и вынести первую оценку состояния изоляции, после чего прибегнуть к наиболее точному методу по определению типа дефектов, измерению частичных разрядов, а также к рефлектометрии, для определения местоположения дефекта.

---

6. 
   Измерение характеристик частичных разрядов
   

Наиболее интересным и перспективным методом сегодня является измерение характеристик частичных разрядов (ЧР) в изоляции электрооборудования. Мы хотели бы рассказать о нем более подробно.

Частичный разряд — локальный электрический разряд, частично шунтирующий изоляцию между проводниками, возникающий, как в прилегающих, так и не в прилегающих к проводнику объемах изоляции.

В зависимости от целей и классификации испытаний, измерение ЧР может проводиться как в процессе нормальной работы энергетического оборудования без вывода его из эксплуатации (режим «on-site»), так и при выведенном из эксплуатации оборудовании (режим «off-site») при использовании малогабаритных источников испытательного напряжения различных форм.

В первой, наиболее традиционной группе методик в качестве характеристических признаков используются интегральные характеристики (максимальный кажущийся заряд, средний ток), либо индивидуальные особенности спектров ЧР. Такой подход не может обеспечить очень высокий уровень экспертной оценки, тем не менее, сегодня он активно используется рядом компаний (Omicron, Дизкон, Iris и др.), которые пропагандируют такой упрощенный подход, основанный на экспертных оценках характеристик ЧР, и сталкиваются с трудностями, связанными, в частности, с влиянием помех и высокого уровня «шума», что усложняет интерпретацию.

Наконец, в методиках третьей группы используется ограниченный набор статистических признаков спектров ЧР, что существенно снижает их распознающую способность.

Петербургская компания Quadro Electric сегодня активно занимается изучением и попытками внедрения диагностики кабельных линий методом измерения уровня ЧР. Рассказывает исполнительный директор Quadro Electric Артем Денисов: «Мы предлагаем реализацию эффективной системы диагностического контроля кабельных линий, состоящую из двух основных этапов: непрерывный диагностический контроль в процессе эксплуатации и диагностические испытания с целью выявления местонахождения и типа обнаруженного на первом этапе дефекта».

Так на первом этапе происходит контроль изоляции под рабочим напряжением, при этом возможно несколько вариантов его технической реализации:

---