Содержание статьи:
- Что собой представляют частичные разряды в качестве инструмента для диагностики дефектов
- Мониторинг ЧР
- Особенности мониторинга, как он проводится
- Испытания ЧР, в чем смысл
- Особенности испытания и мониторинга
- Когда лучше всего испытывать
- Отключать от сети или нет?
- Сила привычки
- Значение напряжения
- Сравнение мониторинга и испытания оборудования off-line
- Периодичность проведения мониторинга
- Что дает тестирование ЧР в оборудовании в процессе мониторинга
- В качестве заключения о наших услугах
- Нормативные документы, используемые в статье Любая диагностика дешевле, чем ликвидация последствий аварий и потерь от незапланированных простоев, тем более в нефтегазовой отрасли.
- Запланированный ремонт.
- Замена оборудования по выходу его из строя.
- Поддержка оборудования по его состоянию, а не регулярное проведение испытаний оборудования с вероятностью его непредумышленного повреждения.
- Возможность не допустить преждевременный и незапланированный простой, повышение надежности сети.
- Измерение ЧР и оценка качества состояния изоляции и степени надежности монтажа
- Определение места активности ЧР в кабеле и четко обоснованный и направленный ремонт.
В соответствии с определением в ГОСТ Р 55191-2012 частичный разряд – это локализованный электрический разряд, который лишь частично шунтирует изоляцию проводников, и который может возникать, а может и не возникать около проводника. В итоге может произойти пробой в самой изоляции.
Что собой представляют частичные разряды в качестве инструмента для диагностики дефектов
ЧР – это и маркер зарождающейся неисправности, и параллельно с этим он может служить причиной ухудшения изоляции.
Наличие ЧР является индикатором зарождающегося повреждения высоковольтной изоляции. Анализ активности ЧР признается лучшим объективным средством раннего обнаружения (предупреждения) ухудшений в силовой изоляции высоковольтного оборудования.
При возникновении даже небольшого разряда, вследствие его активности, полость ЧР увеличивается, что приводит к пробою.
Выявить и отследить рост (тренд) ЧР можно двумя способами: испытанием и мониторингом. Рассмотрим обе возможности.
Мониторинг ЧР, почему он выгоден
Мониторинг – это один из видов диагностического обслуживания электрооборудования. Однако мониторинг – это еще и современный способ определения роста ЧР и планирования ремонта, который появился сравнительно недавно.
Обычно выявлением дефекта справлялись двумя подходами к определению состояния изоляции активов. Они представляют собой:
В процессе запланированного ремонта, при тестировании, можно было наткнуться на ухудшение изоляции, что давало представление о возможном времени выхода оборудования из строя. Благодаря, плановому ТО планировались дальнейшие действия.
Фактический ремонт по выходу оборудования из строя, происходил в аварийном случае или в процессе неуспешного испытания, когда оборудование выходило из строя. Зачастую в этом случае, его нечем было заменить. Поэтому приходилось ждать доставку резерва. Появились потери на логистику, что дополнительно увеличивало время ремонта.
Решить проблемы, связанные с обоими способами, можно третьим вариантом диагностики. Это тестирование состояния изоляции оборудования в режиме on-line для определения роста ЧР. По-другому это можно назвать мониторинг оборудования. В чем его полезное действие:
● Благодаря предупреждающим действиям, предпринятым после проведения мониторинга, сокращается логистика по доставке оборудования на замену.
● По мере ухудшения состояния можно на опережение заказать доставку запасных частей, произвести ремонт оборудования в соответствии с планом.
Особенности мониторинга, его плюсы
Объект тестируется в процессе эксплуатации. Подключаются к работающему оборудованию в тех условиях, в которых оно находится постоянно, под напряжением и под полной нагрузкой.
Основные достоинства тестирования при мониторинге:
● Используются портативные либо постоянные неразрушающие датчики контроля.
● Приборы не требуют калибровки.
● Тестирование происходит быстро, по сравнению с испытанием не в рабочем режиме, на которое тратится много времени, в том числе на подготовку.
● Диагностика оборудования, находящегося в рабочем состоянии в режиме on-line быстрее, чем режиме offline. Скорость диагностики с учетом включения, тестирования и записи результатов происходит в течение 15 мин.
● Тестирование происходит в нормальных рабочих режимах.
● Нет надобности применять высоковольтный источник электропитания от сети.
Испытания ЧР, в чем проблема
Все испытательные мероприятия, за исключением измерения состояния сопротивления изоляции мегомметром, относятся к разрушающему контролю. Однако, если мы будем подавать на изоляцию высоковольтного кабеля протяженностью километр 2,5 Мом (максимальный предел мегомметра)— это будет ни о чем. Бесполезное действие.
Для того чтобы представлять состояние испытуемого объекта, например, кабеля СПЭ тестирование изоляции должно проводиться в более жестких условиях. Поэтому испытания повышенным напряжением — это скорее необходимость, от них никуда не деться.
Однако испытание повышенным напряжением само по себе является стрессом для оборудования.
Случившийся при испытании, пробой изоляции приводит к выходу из строя оборудование при любом напряжении, которое подавалось на объект. Можно шестикиловольтный кабель пробить, подав на него испытательное напряжение 36 кВ. Иногда пробой происходит много раньше крайней отметки испытательного напряжения, например, на 25 кВ.
Кроме всего прочего, неуспешное испытание оборудования влечет за собой экономические потери в виде простоя. Если кабель пробит при испытаниях – это простой оборудования на время, необходимое для ремонта, плюс затраты на восстановление. Очень многие производители электрооборудования уверены, что 25% выхода оборудования из строя происходит вследствие проведенных, как бы условно-успешных, испытаний. В этом есть своя логика.
Логично допустить, что если дефект не выявлен, то он, по крайней мере раскачан, например, триинги сшитого полиэтилена могут стать гораздо активнее и больше в размерах.
Особенности испытания и мониторинга
Существует ряд тонкостей, касающихся проведения испытаний и мониторинга, которые полезно учитывать при планировании работы.
Когда лучше всего испытывать кабель и высоковольтное оборудование
Для того чтобы не произошло внезапного пробоя, испытание высоковольтного оборудования, силового кабеля рекомендуется проводить в первую очередь при заводских испытаниях и при сдаче оборудования в эксплуатацию, перед постановкой под напряжение после ремонта.
Желательно, чтобы в случае неуспеха, при проведении испытаний оборудование можно было легко отделить от системы электроснабжения для его замены.
Не надо забывать, что испытания обладают высокой чувствительностью по сравнению с мониторингом. При испытании кабель выходит из строя мгновенно.
При мониторинге отслеживается рост ЧР. Процесс длится недели, месяцы и больше.
Отключать от сети или нет?
Для испытаний оборудование выводят в ремонт. Его надо обесточить от сети. Для этого нужно произвести допуск, выполнить необходимые переключения. На допуск уходит длительное время.
Мониторинг ЧР происходит в рабочем режиме в порядке текущей эксплуатации, без отключения объекта.
Сила привычки
Испытания привычнее, их всю жизнь проводили. Опыта работы в проведении испытаний больше, чем при мониторинге.
К мониторингу частичных разрядов приступили, наверное, после 2013 года, когда стали массово вводить применение кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Значение напряжения при испытании и мониторинге
Тестирование с применением мониторинга возможно при различных значениях сетевого напряжения.
Испытания кабеля по ГОСТ 55025-2012 испытывают при частоте 50 Гц переменным напряжением 2Uo
Подача напряжения длится в течение часа.
Можно испытывать переменным напряжением Uo номинальной частотой 50 Гц в течение 24 ч.
Или переменным напряжением 3Uo номинальной частотой 0,1 Гц в течение 60 мин.
Физические процессы при испытаниях кабеля, что с изоляцией из СПЭ, что с изоляцией из поливинилхлорида не изменяются. И оба кабеля можно «убить» постоянным четырехкратным напряжением, пусть даже в течение всего 15 мин.
Поэтому с этой точки зрения, мониторинг гораздо выгоднее, он просто щадит изоляцию, бережно выявляя рост частичных разрядов и отслеживая развитие дефекта.
Таб. Значения испытательных напряжений по ГОСТ Р МЭК 60840-2011 для кабелей 35 - 150 кВ
Сравнение мониторинга и испытания оборудования
Рассмотрим, в чем отличия, недостатки и достоинства мониторинга ЧР и испытаний.
Таб. Сравнительная таблица испытания и мониторинга ЧР электрооборудования, достоинства и недостатки процессов
Если испытания проводят в соответствии с требованиями ПУЭ, то как часто надо мониторить оборудование?
Периодичность мониторинга
Если взять за основу, что ЧР первопричина всех нарушений изоляции, всех коротких замыканий и пробоев, кроме механических, то диагностика ЧР требует оценки диэлектрической целостности изоляции постоянно.
На протяжении всего периода эксплуатации оборудования производят:
● Постоянный мониторинг и частые тесты — первые три года после монтажа и введения в эксплуатацию
● Диагностика ЧР должна проводится после каждого ремонта или профилактических испытаний, нужно убедиться в эффективности ремонта.
● Постоянная диагностика ЧР в течение всего времени работы электрооборудования с особым вниманием к стареющему оборудованию или кабелю.
Что дает тестирование ЧР в оборудовании
Рис. 1. Последствия развития ЧР в соединительной муфте из-за недостаточно качественного проведенного монтажа и недостаточной заливки герметика.
Рис. 2. Пробитая концевая заделка в кабеле из сшитого полиэтилена высоковольтного трансформатора из-за ЧР
В качестве заключения о наших услугах
ГК Ресурс, поставщик оборудования для проведения мониторинга ЧР. Мы проводим периодический мониторинг, который выполняем по заявке потребителей и постоянный мониторинг.
Периодический мониторинг. Портативная система для локализации частичных разрядов Smart PDBOX также является портативным устройством, способным к перемещению. С его помощью определяют тенденцию развития ЧР, зависимость от влажности, нагрузки и прочих факторов.
Впрочем, система универсальна, может использоваться и для определения локации ЧР, и для периодического мониторинга.
Мониторинг на постоянной основе. Для постоянного тестирования с задействованием датчиков в течение 24 часов в сутки – 365 дней.
Для мониторинга мы рекомендуем технологию контроля частичных разрядов FALCON, а для работы в постоянном режиме для мониторинга силовых трансформаторов Camlin INTEGO – система автоматического мониторинга трансформатора.
Нормативные документы, используемые в статье
ГОСТ Р
55191-2012 Методы испытания высоким напряжением. Измерения частичных разрядов.
ГОСТ Р
МЭК 60840-2011 Кабели силовые с экструдированной изоляцией, и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 30. Методы испытаний и требования к ним.
ГОСТ
55025-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ Общие технические условия.