Файл: Тепловизионная диагностика электрооборудования нпс.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

«Тепловизионная диагностика электрооборудования НПС»

по дисциплине «Эксплуатация электрооборудования»

Вариант № 27

Проверил: д-р техн. наук, профессор З.Х. Павлова

Выполнил: студ. гр. БАЭ-20-01 Е.В. Мухаметшин

Уфа 2023

Содержание

Введение

На сегодняшний день Тепловизор является наиболее эффективным устройством. В меру понятных причин незаменимой является методика тепловизионного контроля состояния электрооборудования. С помощью тепловизионного контроля электрооборудования имеется возможность выявления различных дефектов уже в процессе их первоначального формирования, предупреждая варианты аварийного выхода электроустановок из строя, и позволяя проводить плановые ремонты. Кроме того, такое обследование сегодня считается одним из самых эффективных в плане предупреждения пожаров. Грамотно проводимый тепловизионный контроль электрооборудования – это залог эффективности электроустройств и гарантия безопасности для человека. Одним из приоритетных направлений, в котором используется тепловизионный контроль электрооборудования, является линия электропередач. С помощью прибора на ЛЭП можно выявить места неисправности, нагрева проводки, предупредить вероятность возгорания и замыкания. Также часто тепловизионное обследование электрооборудования применяется при монтаже проводки и оборудования для того, чтобы изначально выявить слабые места и устранить их до начала эксплуатации техники. С не меньшим успехом тепловизоры для проверки электропроводки востребованы и на больших промышленных предприятиях и заводах. Важно сказать, что нормы тепловизионного контроля электрооборудования являются не только одними из наиболее эффективных на сегодняшний день, но еще и наименее затратными по времени и средствам. Стационарные проверки электрооборудования, которые проводились раньше, отнимали много времени, не могли проводить регулярный мониторинг в процессе строительства и требовали много ресурсов для обработки результатов. Портативные и удобные тепловизоры могут проверять электропроводку в дистанционном варианте, не

---

нарушая процесс проводимых работ, не требуя много времени на анализ показаний и составление отчета тепловизионного обследования электрооборудования. Методика тепловизионного обследования электрооборудования сегодня применяется на всех точках цепи электропередачи, начиная от точек производства электроэнергии, по линиям электропередачи до заводов и подстанций, заканчивая счетчиками и щитками в жилых домах и на производственных сооружениях. Поломки бывают случайного типа и такими, причины которых развивались на протяжении определенного количества времени. Невооруженным глазом человек не сможет уличить вероятность нагрева или скорого возгорания элементов энергоснабжения. Технологическая карта тепловизионного контроля электрооборудования сможет выявить любые возможные места перегрева проводки, нарушения изоляции или плохое соединение контактов, которые в дальнейшем могут статьи причинами более серьезных неисправностей в сети и предаварийного состояния оборудования.

Элементы электрооборудования могут перегреваться по нескольким причинам:

 Повышение температуры контактов или проводки может быть связано с превышением периода эксплуатации, износом оборудования, стиранием в процессе работы изоляционного покрытия, а также низким качеством материала, из которого изготовлена проводка.

 Перегрев в сети электропередач также может быть следствием несоблюдения норм безопасного использования, превышения нагрузки на сеть электропередачи, временных замыканий или резких прерываний в работе, перебоев напряжения.

 Электрооборудование может приходить в состояние неисправности также в том случае, если не были соблюдены нормы по уходу за приборами, не производилась регулярная проверка и чистка проводки, замена изоляции, осмотр контактов, не проводилась профилактическая аналитическая работа на точках энергоснабжения.

 Сравнительно доступное по цене тепловизионное обследование электрооборудования помогает с максимальной точностью определить место неисправности и выявить источник поломки и ее причину. Благодаря комплексной диагностике устранить проблему и заменить неработающие детали становится гораздо проще и легче.

1. 
   Тепловизионное диагностирование электрооборудования. Силовые кабельные линии.
   

---

Вырезка из РД 153-34.0-20.363-99:

Инфракрасная диагностика силовых кабельных линий обеспечивает возможность оценки их теплового состояния, что важно при установлении наибольших токовых нагрузок кабелей (пп.5.8.2; 5.8.3 ПТЭ), решении вопроса о пожароопасности кабельных прокладок, определении их термической стойкости, оценке эффективности работы вентиляционных устройств и т.п.

Термографическая съемка силовых кабелей по их длине позволяет выявить участки с повышенными значениями tg, что важно для кабелей с большим перепадом высот прокладки и значительным сроком службы, а у маслонаполненных кабелей оценивать степень циркуляции масла от маслоподпитывающих устройств.



ИК-контроль позволяет выявить на начальной стадии развития очаги разрушения изоляции в сухих разделках кабелей.

Вопрос об обеспечении пожарной безопасности кабельных прокладок был детально изучен. Было установлено, в частности, что повышение начальной температуры кабелей и окружающего воздуха приводит к уменьшению времени зажигания кабелей (при наличии пожарной опасности), увеличению размеров повреждений и скорости распространения горения.

В соответствии с руководящими материалами Главтехуправления Минэнерго СССР (изд. 1992 г.) эксплуатируемые кабельные линии должны проверяться на термическую стойкость. В этом случае с помощью тепловизора в потоке кабелей могут быть выявлены кабели с повышенной температурой нагрева.

По зафиксированной температуре нагрева оболочки кабеля с помощью специальной номограммы может быть определена температура жилы кабеля и проведен соответствующий расчет по проверке кабеля на термическую стойкость.

2. Мнение эксперта

Мнение эксперта компании ООО «Резонансно испытательные системы», Доцент кафедры ЭЭП Мухаметшин Андрей Валерьевич:

«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 силовых кабельных линий:

---

 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.

Рисунок 1 Термограмма сухой разделки кабеля 6 кВ.



Съемка проводилась тепловизором со спектральным диапазоном 2-5 мкм, поэтому зафиксированы очаги короны в местах разделки.

3. Дефекты силовых кабельных линий

Конструктивное исполнение кабельных линий позволяет выявить в них следующие дефекты, следствием которых являются температурные аномалии:

1. внешних контактных соединений (в местах подключения кабеля к аппаратным выводам электрооборудования);

2. внутренних контактных соединений (в муфтах, доступных для

осмотра);

3. загрязнение и увлажнение разделок кабелей;

4. перегревы кабелей в местах огнестойких проходок через перекрытия, перегородки и стены;

5. выявление участков доступных для осмотра кабелей с повышенными значениями диэлектрических потерь в изоляции (особенно в кабелях со значительным сроком службы и большим перепадом высоты прокладки);

6. перегруз кабелей, определяемый по температуре токоведущих жил в местах разделок и по температуре оболочек кабелей;

7. несимметричная токовая загрузка кабеля по фазам (для кабелей 0,4 кВ), выражающаяся в повышенном нагреве нулевого провода тепловизионную диагностику открытых контактных соединений кабельных линий выполняются в соответствии с действующими указаниями.



Признаки и причины дефектов силовых кабельных линий:

№ п\п	Характер температурной аномалии	Возможная причина температурной аномалии
1	2.	3.
1.	Температура жил кабеля более нормативных значений	перегрузка кабеля; повышенная температура окружающей среды
2.	Температуры жил разных фаз одного и того же кабеля отличаются на 10°С и более	несимметричная токовая нагрузка по фазам
3.	Нагрев оболочки кабеля на входе в соединительную муфту на 5°С и более по сравнению со средней температурой	дефект соединения жил кабеля в соединительной муфте
4.	Общий или локальный нагрев воронки разделки кабеля на 5°С и более по сравнению со средней температурой	загрязнение и увлажнение разделок кабеля; внутренний дефект изоляции воронки разделки кабеля

---

4.Расчет спектральной плотности излучения энергии нагретого тела при температуре 50°С.

Для того расчета спектральной плотности излучения энергии нагретого тела необходимо:

1. Температуру, которая дана в исходных данных (50 °C), перевести в градусы по Кельвину по следующей формуле:

Т (К) = Т(°С) + 273,15

Следовательно,

Т(К) = 50+273,15 = 323,15

Получим, что

50 °C = 323,15 K

2. По формуле Вина найти длину волны максимального излучения (max):

max = 2898/ Т, мкм, где

Т – абсолютная температура, К.

max = 2898/ 323,15 = 8,9679 мкм ≈ 8,97 мкм.

3 Определить L(λ,T) для max для температуры 50 °С.

Для построения графика потребуется 17 точек. Необходимо взять 8 точек вправо и 8 точек влево от max с шагом 0,5 мкм, пиком будет длина волны максимального излучения 8,97 мкм, а для остальных точек с разницей (шагом) на 0,5 мкм будем находить спектральную мощность излучения (L) для каждой токи по формуле Планка.

Результаты расчётов занесены в таблицу ниже.

Таблица 4 Значения, полученные по формуле Планка


Рис. 4 График по полученным значениям

5. Безопастность при тепловизионном обследовании электроустановок до 1000 В

Безопасность

Тепловизионное обследование электрооборудования, в общем, является одним из наиболее безопасным методов обследования оборудования, но обследование до 1000 В включает дополнительные источники угроз, которые необходимо рассмотреть отдельно.

Изоляционные расстояния на напряжении 0,4 кВ меньше, чем на высоком, и в отдельных случаях существует опасность доступа к открытым токоведущим частям. При этом уровень номинальных токов, а значит и токов короткого замыкания выше на несколько порядков, за счет этого количество выделенной тепловой энергии при возникновении различного вида повреждений будет гораздо выше.

Дуговое замыкание

Возникает при перекрытии изоляционного промежутка между фазами на низком напряжении из-за падения посторонних предметов (при этом предмет, вызвавший замыкания практически мгновенно сгорает). Особенности:

Отключается медленнее чем короткое замыкание, это связано с тем что сопротивление в канале дуги кратно выше сопротивления при коротком замыкании и оно возрастает в процессе горения за счет электромагнитных сил.

---