Приложение 3. Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередачи

Приложение 3

Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередачи

1. Общие положения

1.1 При тепловизионном контроле электрооборудования и ВЛ следует применять тепловизоры с разрешающей способностью не хуже 0,1°С предпочтительно со спектральным диапазоном 8-12 .

Применение пирометрических приборов допускается при контроле теплового состояния контактных соединений ошиновки электроустановок 0,4-35 кВ и щеточных аппаратов вращающихся машин. При этом должно обращаться внимание на правильность выбора угла визирования пирометрического прибора.

1.2 В приложении применяются следующие понятия:

превышение температуры - разность между измеренной температурой нагрева и температурой окружающего воздуха;

избыточная температура - превышение измеренной температуры контролируемого узла над температурой аналогичных узлов других фаз, находящихся в одинаковых условиях;

коэффициент дефектности - отношение измеренного превышения температуры контактного соединения к превышению температуры, измеренному на целом участке шины (провода), отстоящем от контактного соединения на расстоянии не менее 1 м;

контакт - токоведущая часть аппарата, которая во время операции размыкает и замыкает цепь или в случае скользящих или шарнирных контактов сохраняет непрерывность цепи;

контактное соединение - токоведущее соединение (болтовое, сварное, выполненное методом обжатия), обеспечивающее непрерывность токовой цепи.

1.3 Оценка теплового состояния электрооборудования и токоведущих частей в зависимости от условий их работы и конструкции может осуществляться: по нормированным температурам нагрева (превышениям температуры), избыточной температуре, коэффициенту дефектности, динамике изменения температуры во времени, с изменением нагрузки, путем сравнения измеренных значений температуры в пределах фазы, между фазами, с заведомо исправными участками и т.п., в соответствии с указаниями отдельных пунктов приложения.

1.4 Предельные значения температуры нагрева и ее превышения приведены в табл. П3.1.

Для контактов и болтовых КС нормативами табл. П3.1 следует пользоваться при токах нагрузки (0,6-1,0) после соответствующего пересчета.

Пересчет превышения измеренного значения температуры к нормированному осуществляется исходя из соотношения

,

где - превышение температуры при ;

- то же при .

Тепловизионный контроль электрооборудования и токоведущих частей при токах нагрузки и ниже не способствует выявлению дефектов на ранней стадии их развития.

1.5 Для контактов и болтовых КС при токах нагрузки (0,3-0,6) оценка их состояния проводится по избыточной температуре. В качестве норматива используется значение температуры, пересчитанное на .

Для пересчета используется соотношение

,

где - избыточная температура при токе нагрузки .

При оценке состояния контактов и болтовых КС по избыточной температуре и токе нагрузки различают следующие области по степени неисправности.

Избыточная температура 5-10°С

Начальная степень неисправности, которую следует держать под контролем и принимать меры по ее устранению во время проведения ремонта, запланированного по графику.

Избыточная температура 10-30°С

Развившийся дефект. Принять меры по устранению неисправности при ближайшем выводе электрооборудования из работы.

Избыточная температура более 30°С

Аварийный дефект. Требует немедленного устранения.

1.6 Оценку состояния сварных и выполненных обжатием КС рекомендуется производить по избыточной температуре или коэффициенту дефектности.

Таблица П3.1

Допустимые температуры нагрева

Контролируемые узлы	Наибольшее допустимое значение
	температура нагрева, °С	превышение температуры, °С
1. Токоведущие (за исключением контактов и контактных соединений) и нетоковедущие металлические части:
неизолированные и не соприкасающиеся с изоляционными материалами	120	80
изолированные или соприкасающиеся с изоляционными материалами классов нагревостойкости по ГОСТ 8865-93:
Y	90	50
А	100	60
Е	120	80
В	130	90
F	155	115
Н	180	140
2. Контакты из меди и медных сплавов:	75/80	35/40
- без покрытий, в воздухе/в изоляционном масле
- с накладными серебряными пластинами, в воздухе/в изоляционном масле	120/90	80/50
- с покрытием серебром или никелем, в воздухе/в изоляционном масле	105/90	65/50
- с покрытием серебром толщиной не менее 24 мкм	120	80
- с покрытием оловом, в воздухе/в изоляционном масле	90/90	50/50
3. Контакты металлокерамические вольфрамо- и молибденосодержащие в изоляционном масле: на основе меди/на основе серебра	85/90	45/50
4. Аппаратные выводы из меди, алюминия и их сплавов, предназначенные для соединения с внешними проводниками электрических цепей:
- без покрытия	90	50
- с покрытием оловом, серебром или никелем	105	65
5. Болтовые контактные соединения из меди, алюминия и их сплавов:
- без покрытия, в воздухе/в изоляционном масле	90/100	50/60
- с покрытием оловом, в воздухе/в изоляционном масле	105/100	65/60
- с покрытием серебром или никелем, в воздухе/в изоляционном масле;	115/100	75/60
6. Предохранители переменного тока на напряжение 3 кВ и выше:
соединение из меди, алюминия и их сплавов в воздухе без покрытий/с покрытием оловом
- разъемным контактным соединением, осуществляемым пружинами;	75/95	35/55
- с разборным соединением (нажатие болтами или винтами), в том числе выводы предохранителя	90/105	50/65
- металлические части, используемые как пружины из меди	75	35
- из фосфористой бронзы и аналогичных сплавов	105	65
7. Изоляционное масло в верхнем слое коммутационных аппаратов	90	50
8. Встроенные трансформаторы тока:
- обмотки	-	10
- магнитопроводы	-	15
9. Болтовое соединение токоведущих выводов съемных вводов в масле/в воздухе	-	85/65
10. Соединения устройств РПН силовых трансформаторов из меди, ее сплавов и медесодержащих композиций без покрытия серебром при работе на воздухе/в масле:
- с нажатием болтами или другими элементами, обеспечивающими жесткость соединения	-	40/25
- с нажатием пружинами и самоочищающиеся в процессе переключения	-	35/20
- с нажатием пружинами и не самоочищающиеся в процессе переключения	-	20/10
11. Токоведущие жилы силовых кабелей в режиме длительном/аварийном при наличии изоляции:
- из поливинилхлоридного пластика и полиэтилена
- из вулканизирующегося полиэтилена	70/80	-
- из резины	90/130	-
- из резины повышенной теплостойкости	65/-	-
	90/-	-
- с пропитанной бумажной изоляцией при вязкой/обедненной пропитке и номинальном напряжении, кВ:
1 и 3	80/80	-
6	65/75	-
10	60/-	-
20	55/-	-
35	50/-	-
12. Коллекторы и контактные кольца, незащищенные и защищенные при изоляции классов нагревостойкости:
А/Е/В	-	60/70/80
F/H	-	90/100
13. Подшипники скольжения/качения	80/100	-

Примечание. Данные, приведенные в таблице, применяют в том случае, если для конкретных видов оборудования не установлены другие нормы.

1.7. При оценке теплового состояния токоведущих частей различают следующие степени неисправности исходя из приведенных значений коэффициента дефектности:

Не более 1,2		Начальная степень неисправности, которую следует держать под контролем
1,2-1,5		Развившийся дефект. Принять меры по устранению неисправности при ближайшем выводе электрооборудования из работы
Более 1,5		Аварийный дефект. Требует немедленного устранения

1.8. Принимается следующая периодичность проведения тепловизионного контроля.

Генераторы - в сроки, указанные в п. 3.12.

Электрооборудование распределительных устройств на напряжение:

- 35 кВ и ниже		- 1 раз в 3 года;
- 110-220 кВ		- 1 раз в 2 года;
- 300-750 кВ		- ежегодно.

Распределительные устройства (РУ) всех напряжений при усиленном загрязнении электрооборудования - ежегодно.

Внеочередной ИК-контроль электрооборудования РУ всех напряжений проводится после стихийных воздействий (значительные ветровые нагрузки, КЗ на шинах РУ, землетрясения, сильный гололед и т.п.).

Воздушные линии электропередачи - проверка всех видов контактных соединений проводов:

- вновь вводимые в эксплуатацию ВЛ - в первый год ввода их в эксплуатацию;

- ВЛ, находящиеся в эксплуатации 25 лет и более, при отбраковке 5% контактных соединений - ежегодно, при отбраковке менее 5% контактных соединений - не реже 1 раза в 3 года;

- ВЛ, работающие с предельными токовыми нагрузками, или питающие ответственных потребителей, или работающие в условиях повышенных загрязнений атмосферы, больших ветровых и гололедных нагрузках - ежегодно;

- остальные ВЛ - не реже 1 раза в 6 лет.

2. Синхронные генераторы

2.1. Тепловизионный (инфракрасный) контроль состояния стали статора

Контроль производится в случаях, указанных в п. 3.12 Норм при проведении испытания стали статора генератора.

Снимаются термограммы до подачи напряжения в намагничивающую обмотку, затем в течение 1-2 ч через каждые 15 мин при нагревании статора и его остывании. Термограммы снимаются для зубцовой части статора и всей внутренней поверхности расточки статора при обесточенной намагничивающей обмотке.

По снятым термограммам определяются температуры перегрева, которые не должны превышать значений, указанных в п. 3.12 Норм, выявляются локальные тепловыделения в стали статора и оценивается их допустимость.

2.2. П, К, М. Тепловизионный контроль паек лобовых частей обмотки статора

Контроль производится при снятых торцевых щитах генератора в случаях, указанных в п. 3.31 Норм. При установившемся тепловом режиме снимаются термограммы паек лобовых частей по расточке статора при протекании по обмотке постоянного тока .

В процессе тепловизионного контроля составляется тепловая карта с температурами на поверхности коробочек паяных контактных соединений.

В качестве репера используется поверхность изолирующей коробочки паяного контактного соединения, стержень которого имеет термопару на меди.

3. Электродвигатели переменного и постоянного тока

Тепловизионный контроль теплового состояния производится у электродвигателей ответственных механизмов. При тепловизионном контроле оценивается состояние подшипников по температуре нагрева (табл. П3.1, п. 13), проходимость вентиляционных каналов и отсутствие витковых замыканий в обмотках - по локальным нагревам на поверхности корпуса электродвигателя.

4. Силовые трансформаторы, автотрансформаторы, масляные реакторы (в дальнейшем трансформаторы)

Термографическое обследование трансформаторов напряжением 110 кВ и выше производится при решении вопроса о необходимости их капитального ремонта. Снимаются термограммы поверхностей бака трансформатора в местах расположения отводов обмоток, по высоте бака, периметру трансформатора, верхней его части, в местах болтового крепления колокола бака, системы охлаждения и их элементов и т.п. При обработке термограмм сравниваются между собой нагревы крайних фаз, нагревы однотипных трансформаторов, динамика изменения нагревов во времени и в зависимости от нагрузки, определяются локальные нагревы, места их расположения, сопоставляются места нагрева с расположением элементов магнитопровода, обмоток, а также определяется эффективность работы систем охлаждения.

5. Маслонаполненные трансформаторы тока

5.1. Внутренняя изоляция обмоток

Измеряются температуры нагрева поверхностей фарфоровых покрышек трансформаторов тока (ТТ), которые не должны иметь локальных нагревов, а значения температуры, измеренные в аналогичных зонах покрышек трех фаз, не должны отличаться между собой более чем на 0,3°С.

5.2. Внутренние и внешние переключающие устройства

Оценка состояния контактных соединений внутреннего переключающего устройства ТТ производится путем сравнения температур на поверхности расширителей трех фаз. Предельное превышение температуры на поверхности расширителя, характеризующее аварийное состояние контактных соединений переключающего устройства, при номинальном токе не должно превышать 60°С. Температура нагрева контактных соединений внешнего переключающего устройства не должна превышать значений, указанных в табл. П3.1 (пп. 4 и 5).

5.3. Аппаратные выводы трансформаторов тока

Нагрев аппаратных выводов ТТ не должен превышать значений, приведенных в табл. П3.1 (п. 4).

6. Электромагнитные трансформаторы напряжения

Измеряются температуры нагрева на поверхности фарфоровых покрышек.

Значения температуры, измеренные в одинаковых зонах покрышек трех фаз, не должны отличаться между собой более чем на 0,3°С.

7. Выключатели

При контроле контактов и контактных соединений измеряются температуры нагрева контактов и контактных соединений (табл. П3.2), соединений камер и модулей между собой и ошиновкой.

8. Разъединители и отделители

8.1. Контактные соединения

Предельные значения температуры нагрева КС не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 5).

8.2. Контакты

Предельные значения температуры нагрева контактов не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 2).

8.3. Выводы разъединителей и отделителей

Предельные значения температуры нагрева выводов из меди, алюминия и их сплавов, предназначенных для соединения с внешними проводниками, не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 4).

Таблица П3.2

Объем тепловизионного контроля контактов и контактных соединений выключателей

Вид выключателя	Измеряемый контактный узел	Предельная температура нагрева*	Точка контроля
Маломасляные (6-10 кВ) серий ВМГ-133, ВМП-10 и им подобные	Шина - токоведущий вывод	пп. 4 и 5	Болтовое КС соответствующего узла
	Вывод - гибкая связь
	Гибкая связь - свеча
	Шина - нижний контакт бака
	Дугогасительная камера	(**)	Поверхность корпуса выключателя в зоне размещения дугогасительной камеры
Маломасляные (110 кВ и выше) серий ВМТ, МГ-110 и им подобные	Шина - токоведущий вывод	пп. 4 и 5	Болтовое КС узла
	Токопровод неподвижного контакта к фланцу выключателя		Верхний фланец выключателя
	Роликовый токосъем	(**)	Поверхность фарфоровой покрышки в зоне размещения токосъема и дугогасительной камеры
	Дугогасительная камера	(**)
Баковые масляные	Шина - токоведущий вывод	пп. 4 и 5	Болтовое КС узла
	Дугогасительная камера	(**)	Поверхность бака выключателя в зоне размещения дугогасительной камеры
Воздушные	Шина - токоведущий вывод	пп. 4 и 5	Болтовое КС соответствующего узла
	Токоведущие соединения модулей ВВ	пп. 4 и 5
	Дугогасительная камера, отделитель	(**)	Поверхность изоляционной покрышки цилиндра в зоне размещения контактов
Элегазовые	Рабочие и дугогасительные контакты	(**)	То же
Вакуумные	То же	(**)	"

______________________________

* Указанные пункты относятся к табл. П3.1.

** Оценка состояния осуществляется путем сравнения измеренных значений температур на поверхности баков (покрышек) фаз выключателей. Не должны иметь место локальные нагревы в точках контроля.

9. Закрытые и комплектные распределительные устройства и экранированные токопроводы

9.1. Контакты и контактные соединения аппаратов и токоведущих частей ячеек КРУ и КРУН

Контроль осуществляется, если позволяет конструкция устройства. Предельные значения температуры нагрева контактов и контактных соединений аппаратов и токоведущих частей приведены в соответствующих разделах приложения.

9.2. Выявление короткозамкнутых контуров в экранированных токопроводах

При тепловизионном контроле обращают внимание как на возникновение локальных очагов тепловыделения, так и на температуры нагрева кожухов (экранов) и мест их подсоединения к трансформаторам, генератору и металлоконструкциям.

Предельное значение температуры нагрева металлических частей токопроводов, находящихся на высоте и доступных для прикосновения человека, не должно превышать 60°С.

10. Сборные и соединительные шины

10.1. Контактные соединения

Предельные значения температуры нагрева болтовых контактных соединений не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 5).

Оценка состояния нагрева сварных контактных соединений, выполненных методом обжатия, производится согласно пп. 1.5 и 1.6 настоящего приложения.

10.2. Изоляторы шинных мостов

Тепловизионный контроль изоляторов рекомендуется производить при повышенной влажности воздуха.

По высоте фарфора изолятора не должно быть локальных нагревов.

11. Токоограничивающие сухие реакторы

Превышения температуры нагрева контактных соединений не должно быть более 65°С.

12. Конденсаторы

12.1. Контактные соединения

Предельные значения температуры нагрева контактных соединений силовых конденсаторов, отдельно стоящих или соединенных в батарею, не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 7).

12.2. Элементы батарей силовых конденсаторов

При контроле измеряется температура нагрева корпусов элементов конденсаторов. Измеренные значения температуры конденсаторов одинаковой мощности не должны отличаться между собой более чем в 1,2 раза.

12.3. Оценка состояния батарей силовых конденсаторов

Оценка технического состояния батарей производится по результатам тепловизионного контроля по пп. 12.1 и 12.2 при решении вопроса об объеме и сроках проведения капитального ремонта.

12.4. Элементы конденсаторов связи и делительных конденсаторов

При выявлении локальных нагревов в элементах конденсаторов производится внеочередной контроль состояния их изоляции.

13. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений

13.1. Элементы разрядника

Признаки исправного состояния вентильного разрядника с шунтирующими резисторами при тепловизионном контроле:

- верхние элементы в месте расположения шунтирующих резисторов нагреты одинаково во всех фазах;

- распределение температуры по элементам фазы разрядника практически одинаково (в пределах 0,5-5°С в зависимости от количества элементов в разряднике), а для многоэлементных разрядников может наблюдаться плавное снижение температуры нагрева шунтирующих резисторов элементов, начиная с верхнего.

13.2. Элементы ограничителей перенапряжений

При тепловизионном контроле фиксируются значения температуры по высоте и периметру покрышки элемента, а также зоны с локальными нагревами.

Оценка состояния элементов ограничителей осуществляется путем пофазного сравнения измеренных температур.

14. Маслонаполненные вводы

14.1. Оценка внутреннего состояния ввода

Проверка отсутствия короткозамкнутого контура в расширителе ввода производится у маслонаполненных герметичных вводов серии ГБМТ-220/2000.

Нагрев поверхности корпуса расширителя ввода не должен отличаться от такового у вводов других фаз.

Проверка состояния внутренних контактных соединений ввода производится путем измерения температур по высоте ввода у маслобарьерных вводов 110 кВ (заводские чертежи N 669, 146 и др.), 220 кВ (заводской чертеж N 200-0-0), выпуска до 1968 г. конденсаторных негерметичных вводов 110 кВ (заводской чертеж N 132-0-0), 220 кВ (заводской чертеж N 133-0-0, 208-0-0Б) и 500 кВ (заводской чертеж N 179-0-0, 206-0-0).

Маслонаполненный ввод не должен иметь локальных нагревов в зоне расположения контактных соединений.

Проверка состояния верхней части остова ввода производится у маслонаполненного ввода негерметичного исполнения.

Маслонаполненный ввод не должен иметь резкого изменения температуры или локальных нагревов по высоте покрышки по сравнению с вводами других фаз.

Сказанное может быть следствием опасного понижения уровня масла во вводе или увлажнения (зашламления) верхней части остова.

14.2. Выводы вводов

Предельные значения температуры нагрева ввода из меди, алюминия и их сплавов, предназначенных для соединения с внешними проводниками, не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 4).

15. Предохранители

15.1. Контактные соединения

Предельные значения температуры нагрева КС предохранителей не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 6).

15.2. Определение состояния плавкой вставки

Не должно наблюдаться локальных нагревов в средней части изоляционной трубки предохранителя.

16. Высокочастотные заградители

При контроле контактных соединений предельные значения температуры нагрева не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (пп. 4 и 5).

17. Аппараты, вторичные цепи и электропроводка на напряжение до 1000 В

17.1. Контакты и контактные соединения

Тепловизионный контроль осуществляется в силовых цепях, шкафах и сборках 0,4 кВ с подсоединенными коммутационными аппаратами, трансформаторами тока, кабелями и т.п.

Предельные значения температуры нагрева контактов коммутационных аппаратов не должны превышать данных, указанных в табл. П3.1 (п. 2), а контактных соединений - в табл. П3.1 (пп. 4 и 5).

17.2. Оценка теплового состояния силовых кабелей 0,4 кВ

Предельные значения температуры нагрева токоведущих жил кабелей, измеренные в местах их подсоединения к коммутационным аппаратам (при исправном состоянии последних), в зависимости от марки кабеля не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (п. 11).

18. Электрооборудование систем возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов

18.1. Контактные соединения

Значения измеренных температур КС коммутационных аппаратов, силовых тиристоров, диодов, предохранителей и других элементов преобразователей и шкафов не должны превышать данных, приведенных в табл. П3.1 (пп. 4 и 5).

18.2. Силовые тиристоры и диоды

Измеренные значения температур нагрева тиристоров и диодов не должны отличаться между собой более чем на 30%.

При тепловизионном контроле обращают внимание на равномерность нагрева тиристоров и диодов параллельных ветвей.

19. Воздушные линии электропередач

Тепловизионный контроль контактных соединений проводов ВЛ осуществляется с вертолета.

19.1. Болтовые контактные соединения проводов ВЛ

Измеренные значения температур нагрева не должны превышать значений, приведенных в табл. П3.1 (п. 5).

19.2. Сварные контактные соединения проводов ВЛ и контактные соединения, выполненные обжатием

Коэффициент дефектности у соединений проводов, выполненных из алюминия, не должен превышать значений, приведенных в п. 1.7 настоящего приложения.

19.3. Грозозащитные тросы

Проверяется отсутствие нагрева в местах изоляции троса от опоры (состояние изолятора и искрового промежутка).