Способы контроля состояния контактных соединений в процессе эксплуатации электрических сетей

Опыт эксплуатации показывает, что срок службы устройств электроснабжения, диагностика состояния которых затруднена, значительно короче нормативного. Одно из слабых мест диагностики и контроля устройств электроснабжения — это места необоснованного повышенного нагрева, в частности контактные соединения.

Для контроля температуры токоведущих частей и соединений используют цветовые, отпадающие и плавящиеся указатели, термоиндикаторные краски, а также инфракрасные дефектоскопы.

Цветовые указатели изготавливают в виде пленки, которую нарезают полосками и наклеивают на места контрольных точек клеем БФ-2. В нормальных условиях пленка имеет красный цвет, при температуре 70 °С он изменяется на бордовый, при 75—80 °С пленка приобретает коричневый, а выше 80 °С — черный цвет. После снижения температуры до 70 °С красный цвет пленки восстанавливается.

Отпадающий указатель представляет собой 2 металлических кружочка, окрашенных в контрастный (по сравнению с оборудованием) яркий цвет. Кружочки спаивают между собой легкоплавким припоем, состоящим из 52,5 % висмута, 32 % свинца и 15,5 % олова, и приклеивают (зажимают) к контролируемому контакту. При повышении температуры контакта до 95—100 °С припой размягчается и неприклеенный кружочек под действием силы тяжести падает или зависает на подвесе. Для контроля более низких температур (55—60 °С) используют парафиновые кружочки на листе бумаги, который приклеивают клеем БФ-2 или бакелитовым лаком к контактному соединению.

Кроме постоянных указателей (цветных и отпадающих) нагрев контактных соединений в доступных местах можно определить с помощью термосвечей, изготовленных из воска и парафина и плавящихся при заданных температурах. При проверке такую термосвечу с помощью изолирующей штанги кратковременно прикладывают к контакту и по ее состоянию судят о температуре.

Для контроля температуры вентилей, расположенных в помещении тяговой подстанции, используют термоиндикаторную краску (ТИ-краска) № 32 на 85—95 °С, имеющую исходный розовый цвет. Метки ТИ-краской наносят на корпуса холодных вентилей, выпрямитель включают только после полного высыхания краски. Первую проверку проводят через сутки после нанесения меток и в случае изменения цвета с розового на голубой проверяют тепловое сопротивление этих вентилей прибором ИТСВ. В первые три месяца контроль проводится ежемесячно, затем — при проведении осмотров согласно Инструкции. По истечении одного года ТИ-метки удаляют и наносят новые.

В районах контактной сети для определения качества контактных соединений используются инфракрасные дефектоскомы ИКД-10М, с помощью которых сравнивают показания нагрева контактного соединения (Ик) и нагрева цельного отрезка контактного провода, удаленного (по проводу) от контактного соединения (зажима) не менее чем на 1 м (ИП). Частное от их деления называют коэффициентом дефектности:

Контактное соединение считается годным, если Кя не превышает 1.

Измерения таким дефектоскопом производят дистанционно, с поверхности земли, не прикасаясь к измеряемому соединению и соблюдая следующие условия:

  1. расстояние от прибора до измеряемого объекта должно быть не больше 14 м;
  2. угол наклона прибора, контролируемого зажимом, по отношению к вертикальной оси не должен превышать 30°;
  3. изображение соединения (контакта) должно быть больше входного отверстия приемника излучения — «зрачка», при невыполнении этого условия следует приблизиться к измеряемому объекту;
  4. для повышения точности измерений снимают несколько значений и фиксируют максимальное.

Используют также приборы ИКТ, измерения которыми производятся так же, как и дефектоскопом ИКД-10М. Однако при замерах с расстояния более 8 м его показания корректируются поправочным коэффициентом (из паспорта прибора). Для повышения точности измерений прибором ИКТ необходимо находиться на минимально возможном расстоянии от измеряемого объекта. При этом устанавливать прибор против солнца и проводить измерения при дожде, тумане, снеге запрещается.

Измерения обоими приборами производятся только при максимальной электрической нагрузке в летний период при высокой температуре воздуха и невозможны при соединении проводов термитной или аргонно-дуговой сваркой, а также при соединении многопроволочных проводов в виде петли, шунтирующей стыковое соединение.

Проверка прибора ИКД перед работой сводится к включению тумблера и нажатию кнопки контроля питания. Если стрелка индикатора отклонится за контрольную отметку «100», то аккумуляторы заряжены и прибор готов к работе. Исправность прибора ИКТ проверяется замером какого-либо объекта с заранее известной температурой.

В 90-х гг. XX в. для поиска мест повышенного нагрева устройств электроснабжения начали использовать тепловизионные системы, в частности систему, состоящую из персональной ЭВМ типа PC/A Т (notebook), отечественной камеры ТВ-03К и тепловизора «Пировидикон», возможность применения которой исследовалась Дорожной электротехнической лабораторией совместно со Службой электрификации и электроснабжения Горьковской железной дороги.

Однако результаты исследований показали, что предложенные тепловизионные системы могут лишь ограниченно применяться для диагностики устройств электроснабжения, так как они, во-первых, имеют недостаточную разрешающую способность; во-вторых, не могут использоваться в полевых условиях при диагностике, например, контактной сети (система с ЭВМ), и в-третьих, дают только качественную (а не количественную) оценку температуры и черно-белую яркостную градацию теплового поля, что не позволяет объективно оценить характеристики измеряемого соединения (тепловизор «Пировидикон»), Кроме специалистов-железнодорожников тепловым обследованием занимаются работники энергетики. Например, на Иртышской районной подстанции проведено тепловое обследование мест, где возможен перегрев контактных частей (вводы, разъединители, выключатели, электрооборудование напряжением до 1 000 В и т.д.), с помощью шведской камеры пятого поколения «Termovision 550». Подобные исследования проводились и работниками «Татэнерго» на контактной сети Юдинской дистанции электроснабжения Горьковской железной дороги с использованием камеры пятого поколения «Television 470». Причем для исключения влияния на термограммы солнечного излучения измерения проводились в ночное время с учетом температуры воздуха, излучающей способности объекта, расстояния до него, а также скорости ветра и влажности воздуха.

В ходе исследования были сделаны цветные фотографии обследуемых объектов с указанием цифровых значений температуры контактных соединений и цветные термограммы, на которых видны распределение температуры по поверхности оборудования и наиболее нагретые места. Такие обследования позволяют проводить достоверную диагностику и своевременно принимать решения о необходимости проведения профилактических мероприятий.

Полученные в ходе тестирования данные других различных тепловизионных систем показали возможность применения средств инфракрасной диагностики шведской фирмы FST (ранее называвшейся «Agema» Infrared Sistem) — пирометров «Thermopoint 90» модели LR для оперативного контроля электрооборудования и своевременного выявления опасно нагретых мест и тепловизоров «Agema 550» или «Agema 570» для испытаний контактной сети вагоном-лабораторией, выборочного контроля измерений, проводимых работниками дистанций, и анализа наиболее сложных случаев необоснованного нагрева и выходов из строя устройств.

Прибор «Agema 550» выполняет следующие функции:

  1. автоматически отсчитывает температуру в центре визирного перекрытия;
  2. выстраивает профиль температуры вдоль горизонтальной линии в режиме реального времени или стоп-кадра с подвижным указателем температуры в точке;
  3. выделяет участки выше, ниже или в интервале заданных температур;
  4. выделяет прямоугольную рамку или окружность в центре изображения;
  5. автоматически указывает наибольшую, наименьшую или среднюю температуру выделенного участка, а также разность температур по отношению к заданному значению;
  6. непрерывно записывает изображения на диск (что позволяет наблюдать динамику развития процесса в реальном масштабе времени, например при испытаниях контактной сети вагоном-лабораторией);
  7. считывает ранее записанные изображения с полным сохранением возможностей измерения;
  8. записывает речевую аннотацию к каждому изображению (до 30 с);
  9. выполняет плавное электронное масштабирование с увеличением от одного до четырех раз в реальном времени;
  10. измеряет расстояние до объекта, фоновую температуру, температуру воздуха, относительную влажность;
  11. дистанционно управляет всеми функциями системы.

Возможности тепловизора «Agema 570» практически те же, за исключением спектральной чувствительности: она составляет 7,5—13 мкм (вместо 3,6—5 мкм у «Agema 550»). Это позволяет получать качественные термограммы в условиях плохой погоды, задымленности, запыленности и др.

После обработки данных технического диагностирования полученные результаты анализируются и сопоставляются с предыдущими, затем выдаются заключение и рекомендации по проведению ремонтно-восстановительных работ. По результатам технического диагностирования техническое обслуживание внедряется на сетевом предприятии.

Источники: http://forca.ru/stati/podstancii/kontrol-nagreva-kontaktnyh-soedineniy.html