Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Диагностика оборудования и кабельных линий без вывода в ремонт. Окончание

Начало в №1 2012 г.

Для оценки работоспособности диагностических систем компании HVPD (Англия), позволяющих контролировать и определять дефектные места в кабельных линиях и электрооборудовании без отключения напряжения, была проведена опытная диагностика кабельных линий, эксплуатирующихся в ОАО «Ленэнерго».

Диагностика проводилась с применением высокотехнологичного прибора Longshot, в результате чего были получены следующие результаты.

После предварительного обследования ячеек на наличие в них поверхностных частичных разрядов на электрооборудовании было проведено кратковременное отключение напряжения, которое позволило установить датчики HFCT на кабельные линии и TEV-датчики на ячейки, в которых осуществляется подключение кабеля к оборудованию.

Установка датчиков для первого режима демонстрации заняла от 15 до 20 минут. В последующем для других кабелей после отладки взаимодействия с оперативным персоналом инсталляция датчиков занимала не более 10 минут. Для получения первых результатов диагностики требуется не более 5 минут или 10—15 минут для проведения более детального анализа с локализацией мест возникновения ЧР. В данном случае следует отметить, что датчики могут быть инсталлированы заранее, в процессе регламентных работ на кабеле, а также при монтаже и установке ячеек. Сигнальные провода от датчиков выводятся на лицевую панель ячейки в коммутационный блок, к которому подключается Longshot. В таком случае в течение одного рабочего дня можно продиагностировать до 30—40 кабельных линий! При этом не потребуется снятия нагрузки и отключения рабочего напряжения. Были получены следующие результаты диагностики (табл. 1—3).

По линии 9538-9546, БПИ, 10 кВ была проведена локализация мест возникновения ЧР (рис. 13).

Анализ расположения и концентрации частичных разрядов указывает на то, что данные ЧР возникли в изоляции кабельной линии. Согласно критериям компании HVPD данные уровни ЧР не представляют опасности и необходимости принятия срочных мер, кроме как периодического диагностирования, нет.

Оценка критичности ЧР происходит не только по величине их уровня, но и по их скоплению, т.е. концентрации и частоте возникновения в течение определённого промежутка времени. В случае с протестированными линиями требуется определить возможность развития дефекта. Для этих целей установка Longshot может быть автономно подключена к кабельной линии на определённый промежуток времени. Для мониторинга состояния кабельной линии возможно использование и более простых приборов компании HVPD, таких, как Mini Monitor.

Говоря о критичности ЧР, мы оперируем показателем его величины. Критичность значения ЧР также зависит от места его возникновения в кабеле или оборудовании. Критерии, предлагаемые компанией HVPD для диагностики под напряжением, являются рекомендательными, полученными на основе проведённых измерений большого количества кабелей и оборудования в мире (страны Европы, Северной и Южной Америки, Азии и Африки). Приведём некоторые критерии критичности ЧР при диагностике под рабочим напряжением (табл. 4—6).

Данные критерии основаны на опыте диагностики определённого оборудования, эксплуатируемого в определённых климатических условиях. Предполагается, что для внедрения подобных систем в России возможно применение предложенных критериев с их последующей корректировкой в процессе опытной эксплуатации под местные условия.

В России всё больший интерес приобретают системы диагностики ЧР кабельных линий. Широкую популярность как в нашей стране, так и за рубежом получили установки OWTS немецкого концерна SebaKMT. Диагностика этими системами выполняется при снятии напряжения и отсоединении кабельной линии от оборудования. При этом на кабель ступенчато подаётся напряжение до значений, равных 1,7—2,0 Uо, заряжающее его. При его вынужденной разрядке и замыкании контура между ёмкостью кабеля и индуктивностью установки возникает затухающее переменное напряжение, более известное как DAC, демпфирующее переменное напряжение, под воздействием которого в микрополостях изоляции возникают ЧР. В результате этого можно получить информацию об уровнях ЧР, их плотности и месте возникновения. Данный тип диагностики называют OFF-LINE-диагностика, или диагностика с отключением рабочего напряжения. Диагностика системами HVPD, выполняемая под рабочим напряжением, в данном случае обозначается как ON-LINE. В мире существует несколько разновидностей OFF-LINE-систем. Согласно исследованиям, проведённым в ведущих европейских НИИ (Delft University of Technology и The Netherlands Poznan University of Technology), наилучшая из них — это система с затухающим переменным напряжением в диапазоне частот от 20 до 300 Гц (OWTS немецкого концерна SebaKMT). Конструкция данных систем позволяет свести отрицательное воздействие на кабель к минимуму, при этом габариты самой системы и диапазон длин кабеля, до 20 км, делают её достаточно функциональной. Современные модели таких систем позволяют выдавать напряжение до 350 кВ, что оптимально для диагностики линий до 220 кВ (из расчёта 1,7 Uо). Но при этом возможна диагностика и кабельных линий с более высоким напряжением. Основная идея состоит в том, что если при зарядке кабеля напряжением ниже номинального в нём возникают ЧР, то это уже серьёзный повод для размышлений. Для диагностики кабельных линий высокого класса напряжения также используются резонансные системы, позволяющие подавать на кабель переменное напряжение в 200 кВ и выше на частоте 50—500 Гц в течение длительного времени. При этом также возможна локализация ЧР, их уровней и мест возникновения. Такие системы проигрывают в функциональности системам OWTS, так как влияют на кабель более отрицательно, обладают значительными габаритами, весом до 20 т, и внушительной стоимостью. В случае если необходимо провести диагностику кабеля среднего напряжения, то возможно использование высоковольтных испытательных систем, совмещённых c системой локализации ЧР (рис. 14).

Методы OFF-LINE и ON-LINE могут дополнять друг друга. Методы OFF-LINE лучше подходят для точной локализации места возникновения ЧР и обладают высокой чувствительностью, однако приборы, реализующие данный метод, габаритны, ограничены по своему испытательному напряжению и требуют отключения кабельной линии. Системы HVPD в данном случае выглядят более перспективно. Они обладают скромными габаритами, их стоимость не зависит от класса напряжения системы, они весят не более 8 кг, полностью автономны, универсальны. Результаты, получаемые при реализации того или иного метода диагностики, будут отличаться из-за принципа измерений, однако в данном случае следует понимать, что хотя на деле происходит измерение ЧР в пКл, это два разных метода диагностики, которые по-своему отвечают на один поставленный вопрос: каково состояние объекта исследования? К достоинствам установки Longshot, выявленным в процессе измерений, можно отнести следующие:
• вес установки — менее 8 кг, работает от источника питания 220 В/50 Гц, что делает её портативной, переносимой одним оператором;
• по заявлению производителя установка универсальна и позволяет тестировать не только кабельные линии, но и электрооборудование напряжением до 700 кВ. При этом возможно не только измерение уровней ЧР и их локализация, но и длительный мониторинг состояния электротехнических объектов;
• диагностика установкой проводится под рабочим напряжением;
• функциональность установки позволяет превратить любую ЭТЛ с высоковольтным источником напряжения в диагностическую лабораторию.

Ещё одним интересным аспектом являются сопоставимости результатов OFF-LINE-и ON-LINE-диагностики на примере опыта параллельного использования системы OWTS и Longshot в Малайзии в 2008 году. При тестировании кабельной линии номинальным напряжением 11 кВ, длиной 239 м с изоляцией из СПЭ было проведено сравнение результатов локализации ЧР установкой OWTS и Longshot. Сравнение результатов измерений дало достаточно близкие результаты. Так, на расстоянии 40 метров от начала кабеля обе установки локализовали место высокой концентрации ЧР (рис. 15).

Всё это говорит о достаточно высоком уровне развития диагностики электрооборудования и кабельных линий системами HVPD без вывода последних в ремонт. Это делает возможным дальнейшее сотрудничество эксплуатирующих организаций и производителей подобных систем для перехода к обслуживанию по состоянию кабельных линий и электрооборудования.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно