Дефекты возникающие при эксплуатации изоляторов и арматуры
Методика определения состояния изоляторов Вл 6 - 10 кВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Несенюк Татьяна Анатольевна, Сергеев Борис Сергеевич, Сухогузов Александр Петрович
В связи с негативными последствиями, вызываемыми неисправностью изоляторов в воздушных линиях 6 10 кВ, предложено контролировать состояние штыревого изолятора устройством, срабатывающим при прохождении через изолятор тока пробоя. Описана работа устройства для определения дефектов изоляторов . Приведены схемы замещения подключения сигнального устройства к изолятору ВЛ. Рассмотрены основные процессы, происходящие в системе « изолятор опора ВЛ» в исправном состоянии и при наличии дефекта с учетом геометрической емкости, тока абсорбции, тока сквозной проводимости, включенных в составляющие поверхностного тока пробоя.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Несенюк Татьяна Анатольевна, Сергеев Борис Сергеевич, Сухогузов Александр Петрович
Контроль и диагностика изоляторов линий электропередачи Диагностика и поиск неисправных изолирующих конструкций на воздушных линиях в системах с изолированной нейтралью Непрерывная диагностика опорно-штыревых изоляторов на воздушных линиях 6–10 кВ Моделирование процесса дистанционного диагностирования изоляторов контактной сети Альтернативный вариант компенсации емкостных токов для воздушных линий электропередач напряжением 6-10 кВ i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.DETERMINATION PROCEDURE OF THE CONDITION OF THE INSULATORS USED IN AN OVERHEAD POWER TRANSMISSION LINE OF 6 - 10 KV
In connection with the negative effects caused by the fault of the insulators used in an overhead power transmission line of 6 10 kV , it is suggested controlling a condition of a post insulator by the device that responses when breakdown current goes through an insulator . The work of the device for identification of insulators defects is described. Equivalent circuits of an alarm device connection with an insulator in an overhead power transmission line are given. The basic processes, that occur in a system of a supporting insulator of an overhead power transmission line in a serviceable condition and if there is a defect in view of geometric capacitance, absorption current, steady leakage current and surface current of breakdown, are considered.
Текст научной работы на тему «Методика определения состояния изоляторов Вл 6 - 10 кВ»
1. Анализ работы хозяйства электрификации и электроснабжения в 2013 г. [Текст]. - М., 2014. - 100 с.
2. Михеев, В. П. Контактные сети и линии электропередачи: Учебник для вузов [Текст] / В. П. Михеев. - М.: Маршрут, 2003. - 416 с.
3. Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтных воздушных линий: Справочник. ЦЭ МПС [Текст]. - М.: Транспорт, 2001. - 512 с.
5. Марквардт, К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог: Учебник [Текст] / К. Г. Марквардт. - М.: Транспорт, 1982. - 528 с.
6. Резевиг, Д. В. Техника высоких напряжений: Учебник [Текст] / Д. В. Резевиг. -М.: Энергия, 1976. - 488 с.
7. Каталог изоляторов для контактной сети и ВЛ электрифицированных железных дорог [Текст]. - М.: Трансиздат, 2000.
1. Analiz raboty khoziaistva elektrifikatsii i elektrosnabzheniia v 2013 g. (Analysis of the farm electrification and power supply in 2013). Moskow, 2014, 100 s.
2. Mikheev V. P. Kontaktnye seti i linii elektroperedachi (Contact network and power lines). Moscow: Marshrut, 2003, 416 p.
5. Markvardt K. G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog (Power supply of electrified railways). Moscow: Transport, 1982, 528 p.
6. Rezevig D. V. Tekhnika vysokikh napriazhenii (High Voltage Equipment). Moscow: Ener-giia, 1976, 488 p.
7. Katalog izoliatorov dlia kontaktnoi seti i VL elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog (Product insulators for overhead lines and contact network of electrified railways). Moscow: Transizdat, 2000.
Т. А. Несенюк, Б. С. Сергеев, А. П. Сухогузов МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯТОРОВ ВЛ 6 - 10 кВ
В связи с негативными последствиями, вызываемыми неисправностью изоляторов в воздушных линиях 6 -10 кВ, предложено контролировать состояние штыревого изолятора устройством, срабатывающим при прохождении через изолятор тока пробоя. Описана работа устройства для определения дефектов изоляторов. Приведены схемы замещения подключения сигнального устройства к изолятору ВЛ. Рассмотрены основные
процессы, происходящие в системе «изолятор - опора ВЛ» в исправном состоянии и при наличии дефекта с учетом геометрической емкости, тока абсорбции, тока сквозной проводимости, включенных в составляющие поверхностного тока пробоя.
Параметры функционирования воздушных линий (ВЛ) 6 - 10 кВ определяют надежность работы устройств электроснабжения, в том числе участков воздушной линии для питания нетяговых потребителей железнодорожного транспорта, линий продольного электроснабжения и линий СЦБ. Неисправность изоляции ВЛ может привести к значительным экономическим потерям, вызванным недоотпуском потребителям электроэнергии и разрушением элементов системы электроснабжения. Происходит ускоренное старение изоляции, возникают явления феррорезонанса, от которых в сетях 6 - 10 кВ чаще всего повреждаются трансформаторы напряжения и слабонагруженные силовые трансформаторы, работающие в режиме, близком к холостому ходу [ 1].
Однофазные замыкания ВЛ представляют большую опасность для жизни оказавшихся поблизости людей, служат источником электротравм и нередко являются причиной несчастных случаев. На железобетонных опорах при замыкании на землю происходит повреждение бетона. От протекания тока в наиболее нагретых местах плавится арматура, происходит нагревание опоры и грунта. При этом опора оказывается под потенциалом, который создает шаговые напряжения и напряжения прикосновения, опасные для людей и животных.
Для устранения указанных негативных последствий функционирования ВЛ необходимо решение двух основных задач, позволяющих улучшить эксплуатационные показатели железных дорог. Первая из них заключается в необходимости минимизации времени на точное определение места неисправности ВЛ эксплуатационным штатом дистанций электроснабжения и в последующем ее устранении. Существующие методы обнаружения неисправности не дают возможности определить место отказа тех или иных элементов ВЛ, например, с точностью до конкретной опоры линии.
Решение второй задачи предполагает обнаружение предотказного состояния элементов ВЛ, которое потенциально приведет к последующему нарушению функционирования линии электроснабжения. В известных методах диагностики ВЛ такая возможность практически отсутствует.
Условная схема замещения одной фазы, учитывающая только реактивные параметры рассматриваемой линии, на примере одной фазы приведена на рисунке 3, где Ь0 - удельная индуктивность одного километра линии, С0 - удельная емкость одного километра линии, £ВК -собственная удельная внутренняя индуктивность источника питания Еф.
Повреждения и диагностировка изоляторов контактной подвески
Конструкция изоляторов. На контактной сети используют тарельчатые и стержневые изоляторы.
Тарельчатый подвесной изолятор (рис. 5.7, а) состоит из чугунной «шапки» 3, изолирующего элемента 1 («тарелки») из фарфора или стекла (стеклофарфора) и стального стержня 5, заканчивающегося пестиком 4 либо серьгой.
Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью цементного раствора 2. У фиксаторного тарельчатого изолятора (рис. 5.7, б) шапка имеет патрубок с резьбой для жесткого соединения со стержнем фиксатора, а стержень оканчивается серьгой 6.
Недостатком тарельчатых изоляторов является вероятность пробоя фарфора или стекла внутри шапки, что при одиночном изоляторе приводит к КЗ, а в гирлянде — к снижению электрической прочности, причем в подавляющем большинстве случаев поврежденные фарфоровые изоляторы невозможно выявить при осмотре. Преимущество же их заключается в том, что в этом случае, как правило, не происходит расцепления гирлянды и контактная сеть не выходит за установленные габариты. Однако иногда при внутреннем пробое и больших токах КЗ под воздействием дуги в заделке выделяется большое количество газов, что может привести к разрыву шапки и нарушению крепления. В то же время стеклянные тарельчатые изоляторы обладают важным достоинством: в случае электрического пробоя или сильного механического воздействия тарелка из закаленного стекла рассыпается; по отсутствию тарелки легко определить поврежденный изолятор, поэтому диагностика их состояния не требуется.
Стержневой изолятор представляет собой фарфоровый цилиндрический стержень с кольцевыми ребрами (юбками), армированный по концам двумя шапками из ковкого чугуна (рис. 5.8). Стержневые изоляторы конструктивно более совершенны, чем тарельчатые: они электрически непробиваемы, благодаря чему сокращаются расходы на их содержание; технологичнее в изготовлении и требуют меньше металла и фарфора, чем гирлянды из тарельчатых, монтируемые вместо одного стержневого. Однако они менее надежны в механическом отношении, из-за чего при термическом воздействии электрической дуги в момент перекрытия изолятора или при ударах часто разрушаются.
Для изготовления стержневых изоляторов используют также полимерные материалы. У ребристых полимерных изоляторов основу составляют стеклопластиковые стержни, а диски, образу-
ющие ребра, выполнены из кремнийорганической резины (рис. 5.9). Такие изоляторы отличаются малой массой и хорошо противостоят воздействию ударных механических нагрузок.
В зависимости от загрязненности атмосферы в контактной сети постоянного тока на заземленных поддерживающих конструкциях устанавливают гирлянды из 2-3 тарельчатых изоляторов, а в анкеровках — из 3-4 изоляторов. На контактной сети переменного тока число тарельчатых изоляторов увеличивают на один по сравнению с указанным количеством.
К основным повреждениям изоляторов контактной сети относятся перекрытия и пробои, а также механические повреждения.
Перекрытия и пробои изоляторов (электрические повреждения) вызываются атмосферными перенапряжениями; загрязнениями поверхности; ионизацией воздуха вблизи изоляторов; разрушением фарфора внутри шапок тарельчатых изоляторов вследствие химической коррозии пестиков, вызванной воздействием применявшихся ранее ускорителей отвердевания цемента заделки; внешними факторами, в том числе попаданием посторонних предметов, отключением разъединителей под нагрузкой, а также наледями, птицами и т.п.
При механических причинах (удары, увеличенные нагрузки и пр.) разрушаются в основном стержневые изоляторы фиксаторов и консолей, а также изоляторы разъединителей (при включении). При ударах по изолятору и особенно по жестко связанной с изолятором конструкции (в том числе и при динамическом воздействии токоприемников) в фарфоре образуются микротрещины, которые снижают его прочность. Различие в коэффициентах расширения фарфора, цемента и металлической арматуры вызывает значительные напряжения в изоляторе, особенно при резких изменениях температуры, что также приводит к появлению микротрещин. Большое количество изоляторов повреждается при сильных ветрах из-за повышенных механических усилий. Увеличивается излом фиксаторных изоляторов и при резких перепадах температуры.
Если сравнивать работу изоляторов на контактной сети и ВЛ, то окажется, что количество изоляторов контактной сети больше, чем на ВЛ из-за меньших пролетов, а условия работы изоляторов гораздо хуже из-за дополнительных вибраций и загрязнений. Это вызывает необходимость принятия дополнительных мер по повышению надежности изоляции контактной сети, т. к., хотя при поверхностном перекрытии изоляторов их разрушение может и не произойти, но при этом возможны отключения контактной сети, что нарушит график движения поездов и т.п.
Диагностирование фарфоровых, изоляторов тарельчатого типа проводится для повышения надежности работы контактной сети и выполняется согласно Правилам [22] 1 раз в 3 года на участках переменного и 1 раз в 6 лет — на участках постоянного тока.
По данным Департамента электрификации и электроснабжения, в 2000 г. было проведено диагностирование 19,3 % тарельчатых фарфоровых изоляторов и отбраковано дефектных 13,2 тыс. штук, что составляет 0,6 % от проверенных (8,3 шт. на 1000 проверенных изоляторов). Диагностирование фарфоровых изоляторов проводится бригадой электромонтеров с изолирующей съемной вышки (лейтера) без перерыва в движении поездов или с изолирующей рабочей площадки автомотрисы в «окно», продолжительностью не менее 1 ч. Работа проводится, как правило, с помощью измерительных штанг, под напряжением, в состав бригады с изолирующей съемной вышки входят 5 человек (электромонтеры 6, 5, и 3-го разрядов — по одному и 4-го — 2 человека).
Перед началом работы проверяют целостность заземления и надежность присоединения его к тяговому рельсу, затем проверяют исправность измерительной штанги для
диагностирования изоляторов контактной сети постоянного тока (рис. 5.10). Для этого щупами штанги одновременно касаются токоведущих и заземленных частей: у исправной измерительной штанги стрелка прибора 3 должна перейти за красную предельную отметку, одновременно загорается неоновая лампочка-индикатор (HL). Во время проверки штанги и измерений руки электромонтера должны находиться ниже ограничительного кольца на рукоятке 5 штанги, а изолирующей частью штанги нельзя касаться соседних токоведущих элементов или заземленных частей конструкций. Чтобы проверить целостность изолятора штангой, надо коснуться ее щупами одновременно по обе стороны
Число изоляторов в гирлянде | Оценка изолятора | Падение напряжения менее, кВ, на изоляторе, № | ||||
Дефектный | 3,0 | 3,0 | 3,0 | - | - | - |
Дефектный | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | - | - |
Дефектный | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 1,7 | 2,6 | - |
Дефектный | 1,5 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 2,6 |
|
Рис.5.12. Штанга для проверки изоляторов контактной сети переменного тока |
изолятора гирлянды. Порядок проверки каждого изолятора показан на рис. 5.11. Стрелкой указан проверяемый в данный момент изолятор, а на расположенных сверху вниз рисунках — порядок присоединения щупов штанги.
Изоляторы, имеющие токи утечки 10 мкА и более и сопротивление изоляции 300 МОм и менее, считаются дефектными. В этих случаях стрелка измерительного прибора уходит вправо за красную предельную отметку и загорается неоновая лампочка-индикатор.
Результаты измерений передают руководителю работ для записи в блокнот.
На контактной сети переменного тока для диагностирования изоляторов используют измерительную штангу ШИ-35/110 кВ, оборудованную специальной головкой (новая модификация имеет марку ШДИ-27,5 и выпускается ГП МЭЗ ЦЭ МПС). Изоляторы в гирлянде диагностируют в порядке цифр, приведеных на рисунке 5.12. Для измерения напряжения вилкообразным захватом головки штанги прикасаются к проверяемому изолятору и вращают рукоятку штанги по часовой стрелке, сближая электроды на головке штанги до пробоя воздушного промежутка, который сопровождается появлением видимых разрядов между электродами. По показанию стрелки прибора, установленного на головке штанги, в момент пробоя воздушного промежутка определяют напряжение, которое приходится на испытываемый изолятор, и сравнивают его с табличным (см. рис. 5.12). При обнаружении дефектного изолятора измерения на гирлянде прекращают до его замены.
Правила техники безопасности такие же, как и при работе на контактной сети постоянного тока: при наличии в цепи заземления защитного устройства на нем устанавливают медную перемычку сечением не менее 50 мм 2 , присоединяя ее сначала со стороны тягового рельса, а затем—со стороны опоры. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.
Диагностирование фарфоровых изоляторов тарельчатого типа на изолированной гибкой поперечине проводят под напряжением с изолирующей съемной вышки. При этом сначала проверяют целостность и исправность заземления одной из опор, после чего приступают к диагностированию подвесных изоляторов гирлянд продольных несущих тросов всех подвесок, а также вторых от опор гирлянд в нижнем фиксирующем тросе. Для этого к нейтральной вставке
в нижнем фиксирующем тросе прикасаются штырем заземляющей штанги, присоединенной к тяговому рельсу. Если изоляторы исправны, то штангу завешивают на нее. Переставляя изолирующую съемную вышку поочередно на все пути, перекрываемые гибкой поперечиной, проводят диагностирование всех указанных выше подвесных изоляторов (рис. 5.13).
Для диагностирования изоляторов со стороны опор гибкой поперечины сначала снимают заземляющую штангу с нейтральной вставки, соединяют шунтирующей перемычкой раму лей-тера с тяговым рельсом и устанавливают шунтирующую перемычку на вторую от опоры гирлянду (рис. 5.14), а затем проводят измерения.
После окончания работ снимают шунтирующие перемычки с гирлянды изоляторов нейтральной вставки нижнего фиксирующего троса и с защитного устройства в цепи заземления опор.
Электронно-оптический прибор «Филин-3» позволяет выполнить диагностирование изоляторов контактной подвески переменного тока бригадой в составе электромеханика (или электромонтера 6-го разряда) и электромонтера 4-го разряда без снятия напряжения, вдали от частей, находящихся под напряжением, без подъема на высоту и без перерыва в движении поездов. Диагностирование выполняют, как правило, в темное время суток, в отдельных случаях днем со светофильтрами в пасмурную (несолнечную) погоду. При работе на станции ночью отключают электрическое освещение. При диагностировании направляют объектив на гирлянду изоляторов и наблюдают. Измерения проводят не менее чем с двух точек.
|
Дефектные изоляторы отмечают в блокноте с указанием их точного местоположения, после чего результаты диагностирования переносят в Журнал диагностирования изоляторов.
Изоляторы, требующие замены, записывают в Журнале осмотров и неисправностей (форма ЭУ-83) с указанием номера опоры и пути, названия перегона или станции, принадлежности к линии и ее узлу. Нумерацию изоляторов в гирлянде начинают, как правило, со стороны заземленной конструкции.
Для диагностирования изоляторов применяют также ультразвуковой дефектоскоп УД-8 с частотой колебаний 43—45 кГц, с помощью которого выявляют гирлянды с поврежденными изоляторами. При перемещении прибора вдоль контактной сети дефектные гирлянды определяют по звуковому сигналу дефектоскопа: по мере приближения к гирлянде с поврежденным изолятором, звук усиливается и вблизи нее достигает максимума.
Порядок записи результатов диагностирования такой же, как и при предыдущем методе.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Характерные неисправности на ВЛ
3.2.1.Нарушения и неисправности на трассах:
наличие в охранной зоне ВЛ скирд хлеба, ометов соломы, стогов сена, штабелей торфа, лесо- и пиломатериалов, складирование кормов и удобрений, топлива и других горючих материалов, разведение огня;
наличие на краю просеки отдельных деревьев, угрожающих падением на провода ВЛ или разрастанием в сторону ВЛ на недопустимые расстояния;
недостаточная ширина просеки по трассе ВЛ;
наличие под проводами деревьев и кустарников высотой 4 м и более;
наличие растительности на земле, отведенной под опору;
выполнение на трассе в охранных зонах различных работ без письменного согласования с предприятием, эксплуатирующим ВЛ, снос или реконструкция построенных и строительство новых зданий, мостов, тоннелей, железных, автомобильных дорог, ВЛ, линий связи и других сооружений, погрузочно-разгрузочные, строительные, монтажные, взрывные, ирригационные и поливные работы, посадка и вырубка деревьев и кустарников, разработка карьеров, расположение полевых станов, устройство загонов для скота, проволочных ограждений, культурных пастбищ, шпалер виноградников, устройство проездов для машин и механизмов, имеющих общую высоту с грузом или без груза от поверхности дороги более 4,5 м;
производство в пределах и вблизи охранных зон всякого рода действий, нарушающих нормальную работу ВЛ или могущих привести к их повреждению или к несчастным случаям с людьми, а именно: устройство спортивных площадок, стадионов, площадок для игр, детских учреждений, рынков и других мест с большим скоплением людей, остановок транспорта, размещение автозаправочных станций и пунктов, стоянок трамваев, троллейбусов, автомобильного и гужевого транспорта, машин и механизмов, устройство причалов для стоянки судов, барж и плавучих кранов;
отсутствие или неисправное состояние защиты оснований опор от ледохода, от размывания основания опоры талыми и дождевыми водами, от песковыдувания;
неисправное состояние дорог, мостков и т.п., отсутствие или неисправное состояние сигнальных знаков на переходах через судоходные реки, дорожных знаков в местах пересечения с автомобильными дорогами, заградительных огней на переходных опорах, отбойных тумб для защиты опор от наездов транспорта, габаритных ворот на пересечениях с железнодорожными путями.
3.2.2.Неисправности опор и фундаментов:
отсутствие условных обозначений, нумерации опор, предупредительных плакатов;
наклон опор вдоль или поперек линии сверх допустимых норм, деформация отдельных частей опоры, отсутствие соосности стоек и подножников у опор с оттяжками;
заглубление фундаментов опор, стоек железобетонных опор или приставок деревянных опор менее предусмотренного проектом;
отсутствие или неправильная установка ригелей, предусмотренных проектом;
неудовлетворительная трамбовка грунта при установке опор;
оседание или вспучивание грунта вокруг фундамента, оседание или выдавливание фундамента;
трещины и повреждения приставок, фундаментов, опор;
отсутствие лестниц для подъема на фундамент переходных опор ВЛ, через водные преграды;
неплотное прилегание пяты опоры к поверхности фундамента, несоответствие диаметров гаек диаметрам анкерных болтов, приварка анкерных болтов к пяте опоры вместо крепления гайками, отсутствие гаек на анкерных болтах; отсутствие деталей на металлических опорах;
коррозия деталей опоры и металлических подножников, дефекты заклепочных и болтовых соединений;
деформация элементов опоры и дефекты сварных швов;
неисправности крепления деталей деревянных опор;
отсутствие болтов и гаек, недостаточная длина нарезки болтов, обрыв или ослабление проволочных бандажей, отсутствие шпонок и клиньев, ослабление болтовых соединений, некачественное крепление кронштейнов;
загнивание деталей опор;
обгорание и расщепление деталей опор;
отсутствие защиты фундамента от песковыдувания и от действия агрессивных вод;
отсутствие бетонирования анкерных колодцев на монолитных бетонных фундаментах;
ослабление и повреждение оттяжек опор, внутренних связей железобетонных опор, нарушение креплений оттяжек к опоре и к фундаментам, неисправность устройств регулирования длины оттяжек;
наличие на опорах птичьих гнезд и других посторонних предметов.
3.2.3.Неисправности на проводах, грозозащитных тросах и контактных соединениях:
наличие набросов, оборванных (лопнувших) или перегоревших проволок, следов перекрытия, оплавления или вспучивания верхнего повива («фонари»);
разрегулировка проводов фаз, разрегулировка проводов в одной расщепленной фазе;
изменение стрел провеса и расстояний от проводов ВЛ до земли, до пересекаемых объектов, между фазами до значений, отличных от допустимых;
наличие коррозии проводов и тросов;
повреждения проводов и тросов у зажимов, дистанционных распорок, гасителей пляски и под защитными муфтами в роликовых подвесах на переходах ВЛ через водные преграды;
отсутствие гасителей вибрации, гасителей пляски, предусмотренных проектом ВЛ, или их смещение от места установки;
неисправности в креплениях и соединениях проводов и тросов: образование трещин в корпусе зажима или соединителя, отсутствие болтов и шайб, отвинчивание гаек, отсутствие или выползание шплинтов, неправильный монтаж зажимов или соединений, следы перегрева контакта зажима (соединителя), вытяжка провода из зажима или соединителя, приближение петли к элементам анкерных и угловых опор, значительная изогнутость петли, ослабление крепления (вязки) провода к штыревым изоляторам, проскальзывание провода в вязке, дефекты сварки, наличие нестандартных зажимов.
3.2.4.Неисправности в подвесках и арматуре: механические повреждения фарфора или стекла изоляторов (скол части тарелок изолятора, появление трещин);
следы перекрытия гирлянд и отдельных изоляторов (повреждение глазури, разрушение фарфора, стекла, следы оплавлений на армировке изоляторов и арматуре гирлянд);
наличие дефектных (негодных) изоляторов;
загрязненность изоляторов, вызывающая при сырой погоде сильное коронирование;
отклонение изолирующих поддерживающих подвесок от проектного положения сверх допустимого значения;
неправильная насадка штыревых изоляторов на штыри, крюки;
выползание стержня из головки изолятора, наличие погнутых стержней изоляторов, наличие трещины на шапке изолятора;
отсутствие гаек, замков или шплинтов;
коррозия арматуры и шапок изоляторов;
трещины в арматуре, перетирание или деформация отдельных деталей арматуры;
повреждение защитных рогов и колец, координирующих промежутков, изменение расстояния между рогами до значения, меньшего или большего допустимого;
разгибание штырей и крюков (для крепления штыревых изоляторов), наличие трещин в них;
разрушение защитных муфт на проводах (тросах) в роликовых подвесках на переходах ВЛ через водные преграды.
3.2.5.Неисправности заземляющих устройств: повреждения или обрывы заземляющих спусков на опоре и у земли;
неудовлетворительный контакт в болтовых соединениях грозозащитного троса с заземляющими спусками или телом опоры;
неудовлетворительный контакт соединения заземлителя с телом опоры (арматурой железобетонной опоры);
превышение сверх допустимого значения сопротивления заземления опоры;
отсутствие скоб, прикрепляющих заземляющие спуски к опоре;
разрушение коррозией контура заземляющего устройства;
выступание заземлителей над поверхностью земли;
дефекты в установке трубчатых разрядников на опорах, несоответствие значения внешнего искрового промежутка заданному, плохое закрепление рогов разрядников, неправильная установка разрядника (возможность попадания влаги внутрь разрядника, неправильное расположение зон срабатывания разрядников, загрязнения, трещины и другие повреждения лакового покрытия разрядников, смещение разрядника от проектного положения, отсутствие или неисправность указателей срабатывания разрядника, наличие оплавлений на электродах внешнего искрового промежутка разрядника.
Осмотры ВЛ
3.3.1.При эксплуатации ВЛ должны производиться их периодические и внеочередные осмотры.
3.3.2.Периодические осмотры производятся в дневное время для подетальной и тщательной проверки состояния всех элементов ВЛ и ее трассы; графики периодических осмотров утверждаются главным инженером ПЭС.
3.3.3.Периодические осмотры производятся без подъема на опоры, с подъемом на высоту (верховые осмотры), с выборочной проверкой состояния проводов и тросов в зажимах и дистанционных распорках.
3.3.4.Верховые осмотры ВЛ проводятся для выявления неисправностей крепления подвесок, проводов, грозозащитных тросов, верхней части опор, изоляторов и степени их загрязненности, проверки правильности и надежности крепления гасителей вибрации, трубчатых разрядников, для закрепления оттяжек и т.п.
3.3.5.Верховые осмотры с выборочной проверкой состояния проводов, тросов в зажимах и дистанционных распорках производятся с выемкой проводов (тросов) из зажимов.
3.3.6.Периодические осмотры отдельных ВЛ (или их участков) инженерно-техническими работниками производятся выборочно с выборочными измерениями изоляции, соединений проводов и тросов, загнивания древесины. Осмотры ВЛ (или их участков) инженерно-техническими работниками производятся также после окончания капитального ремонта ВЛ.
3.3.7.Внеочередные осмотры производятся для выявления неисправностей на ВЛ, которые могут возникнуть после стихийных явлений или в условиях, которые могут привести к повреждениям ВЛ (сверхрасчетный гололед, ледоход и разливы рек на участках ВЛ в поймах рек, пожары вблизи ВЛ, ураганы, оползни, обвалы, пляска проводов и тросов, туманы и моросящие дожди в зонах загрязнения и т.п.).
Внеочередные осмотры производятся также после автоматического отключения ВЛ действием релейной защиты; по усмотрению руководства ПЭС (РЭС) они могут быть произведены и после успешного повторного включения ВЛ. Внеочередные осмотры ВЛ после автоматических отключений следует производить с учетом показаний приборов определения мест повреждений и работы релейной защиты.
3.3.8.При выполнении внеочередного осмотра после отключения ВЛ или успешного повторного включения ВЛ основное внимание должно быть обращено на выяснение причины отключения или появления земли и на определение места и объема повреждения. При этом необходимо тщательно осмотреть места пересечения отключившейся ВЛ с другими ВЛ и линиями связи в целях обнаружения следов оплавления на них.
3.3.9.Внеочередные ночные осмотры производятся для выявления коронирования, опасности перекрытия изоляции или возгорания деревянных опор при сырой погоде (мелком моросящем дожде, тумане, мокром снегопаде) на участках ВЛ, подверженных интенсивному загрязнению, и для контроля исправности заградительных огней, установленных на переходных опорах.
По интенсивности коронирования изоляторов определяется степень их загрязненности. Наличие на изоляторах разрядов желтого или белого цвета, временами охватывающих всю гирлянду изолирующей подвески, является признаком приближающегося перекрытия и требует принятия срочных мер по очистке или замене изоляции. При ночных осмотрах загруженных ВЛ 35-110 кВ могут быть выявлены также неисправные контактные соединения.
При обнаружении на переходных опорах отсутствия свечения заградительных огней должен быть произведен внеочередной ремонт: исправление электропроводки, замена неисправных светильников и т. д.
3.3.10.Осмотры (периодические и внеочередные) производятся пешком, а также с использованием транспортных средств, в том числе самолетов, вертолетов.
3.3.11.Лица, производящие осмотры, обязаны принять на месте все возможные меры для устранения обнаруженных нарушений требований «Правил охраны электрических сетей напряжением свыше 1000 вольт» -М.: Энергоатомиздат, 1985 (далее - Правил охраны электрических сетей), обращаясь за содействием к органам власти и администрации соответствующих предприятий.
3.3.12. Лица, производящие осмотры, обязаны немедленно доложить руководству или дежурному диспетчеру ПЭС (РЭС) о неисправностях, могущих привести к повреждению ВЛ, используя для этого телефонную связь, радиосвязь, попутный транспорт.
3.4. Проверка расстояний от проводов (тросов) до поверхности земли, различных объектов, измерение стрел провеса
3.4.1.Для проверки соответствия фактических расстояний установленным «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ), шестое изд. (М.: Энергоатомиздат, 1985) следует производить их измерение.
Расстояния могут измеряться:
без снятия напряжения с помощью геодезического угломерного инструмента (теодолита), специальных оптических приборов, высотомеров, изолирующих штанг и канатов, а также путем глазомерного визирования;
со снятием напряжения с помощью рулетки, каната, рейки, теодолита, дальномера, высотометра и других приборов.
3.4.2.Сравнением полученных данных со значением стрелы провеса по монтажным кривым или таблицам с учетом температуры воздуха, при которой производились измерения, определяется значение отклонения от требуемого значения.
3.4.3.Расстояния от проводов до зданий и сооружений, расположенных вблизи ВЛ, должны проверяться от проекции крайнего провода при наибольшем его расчетном отклонении до ближайших выступающих частей этих зданий и сооружений.
3.4.4.При измерениях расстояний от проводов до поверхности земли и различных объектов, а также стрел провеса следует фиксировать температуру воздуха. Полученные при измерениях фактические значения путем расчетов или с помощью специальных таблиц приводятся к температуре, при которой получаются наибольшие стрелы провеса.
3.4.5.Все измерения не разрешается производить при ветре более 10 м/с.
Проверка положения опор
3.5.1.Отклонения вертикальных частей опоры от нормального положения следует проверять по отвесу или геодезическими инструментами. Горизонтальные части опоры проверяют или на глаз, или геодезическими инструментами.
3.5.2.Тяжение в оттяжках опор следует проверять с помощью приборов, например, индикатора натяжения ИН, измерителя тяжения в оттяжках ИТ, динамометров, врезанных в оттяжку, или косвенно - методом свободных колебаний.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Проверка состояния изоляторов
Анализ работы воздушных линий электропередачи показывает, что около 30 % повреждений ВЛ связано с отказами изоляторов. Причины выхода из строя разнообразны. Сравнительно часто имеет место перекрытие изоляторов во время грозы из-за потери электрической прочности нескольких элементов в гирлянде, при повышенных механических усилиях из-за гололеда и пляски проводов. Способствуют процессу загрязнения изоляторов плохие погодные условия. При перекрытии может происходить повреждение и даже разрушение изоляторов.
При внешнем осмотре проверяется состояние фарфора, наличие трещин, сколов, повреждений и загрязнений. Изоляторы признаются дефектными, если трещины, сколы занимают 25 % поверхности, оплавлена и обожжена глазурь, наблюдается стойкое загрязнение поверхности.
Простейшим методом обнаружения пробитого изолятора является проверка наличия напряжения на каждом элементе гирлянды. Используется штанга длиной 2,5 - 3 м с металлическим наконечником в виде вилки. При проверке одним концом вилки касаются шапки одного изолятора, а другим соседнего. Если при отводе конца вилки от шапки искра не возникает — изолятор пробит.
Более точный метод — измерение напряжения, приходящегося на изолятор. Изолирующая штанга имеет на конце разрядник с регулируемым воздушным промежутком. Накладывая вилку штанги на металлические шапки изоляторов, добиваются разряда. Величина промежутка указывает на значение напряжения пробоя. Отсутствие пробоя свидетельствует о неисправности изолятора.
На ВЛ со снятым напряжением для контроля состояния изоляторов проводят измерение сопротивления изоляции мегаомметром напряжением 2500 В. Сопротивление каждого изолятора не должно быть менее 300 МОм.
Ремонт воздушных линий электропередачи
Для устранения дефектов, обнаруженных при осмотрах, составляется график отключения воздушных линий электропередачи для проведения ремонта.
Текущий ремонт воздушных линий электропередачи проводится ежегодно. Объем выполняемых работ включает: ремонт и выправку опор, замену поврежденных изоляторов, перетяжку отдельных участков сети, проверку трубчатых разрядников, вырубку разросшихся деревьев. При капитальном ремонте проводится плановая замена опор, перетяжка и выправка линий, замена неисправной арматуры. Капитальный ремонт низковольтных воздушных линий проводится один раз в 10 лет.
Ремонт деревянных опор
При эксплуатации воздушных линий электропередачи наблюдаются отклонения опор от вертикального положения. С течением времени величина наклона увеличивается и опора может упасть. Для восстановления нормального положения опоры используется лебедка. После правки почву вокруг опоры хорошо утрамбовывают. Если опора наклонилась в результате ослабления бандажа, производят его подтяжку.
Расположенные в земле деревянные части пасынка (опоры) подвергаются сравнительно быстрому загниванию. Для продления срока службы в местах повреждения устанавливают антисептические бандажи. Другая технология работ предусматривает заготовку гидроизоляционных листов с заранее наложенным антисептиком и последующую установку их на пораженное место.
В настоящее время часто практикуют замену поврежденных деревянных пасынков на железобетонные. Если меняют пасынок при хорошем состоянии остальной части опоры, то такую работу выполняют без снятия напряжения. Новый пасынок устанавливают с противоположной стороны (по отношению к старому пасынку), а старый удаляют.
Ремонт железобетонных опор
Выправку одностоечных железобетонных опор осуществляют с помощью телескопической вышки.
Различают следующие дефекты железобетонных опор: поперечные трещины, раковины, щели, пятна на бетоне.
При наличии поперечных трещин в зависимости от типа опоры производят окраску поверхности бетона в зоне трещин, заделку их полимерцементным раствором, установку бандажей и замену опор.
При ширине трещины более 0,6 мм, наличии раковин или отверстий площадью до 25 см2 устанавливают бандаж. Поврежденное место зачищают, размещают вертикальный или горизонтальный стальной каркас (сталь диаметром до 16 мм), делают опалубку и заливают бетоном. Края бандажа должны на 20 см перекрывать зону разрушения бетона.
При наличии продольных трещин длиной более 3 м на всей поверхности бетона, раковин или отверстий площадью более 25 см 2 производится замена опоры.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Технологические и эксплуатационные дефекты в изоляции кабелей
Срок службы кабеля зависит как от технологии его производства, так и от правильной эксплуатации. Полиэтиленовую изоляцию кабелей наносят на экструдерах. Главные требования к технологии наложения изоляции: она должна быть монолитной, не содержать посторонних включений и пустот. Кабели на среднее и высокое напряжения содержат экраны из полупроводящего полиэтилена (рис. 1). Между изоляцией и полупроводящим экраном не должно быть отслоения, в противном случае в пустотах возникнет ионизация. Хорошая адгезия между полупроводящим экраном и изоляцией достигается их одновременным наложением.
Гранулы полиэтилена, подаваемые в экструдер, должны быть сухими. На рис. 2 и 3 показан случай, когда в экструдер были загружены влажные гранулы. Произошло вскипание воды с сообразованием полости в полупроводящем экране (рис. 2) и отслоение изоляции от полупроводящего экрана (рис. 3).
Большое значение при наложении изоляции имеет чистота исходного материала. Загрязнения могут попасть в полиэтилен как при полимеризации и изготовлении гранул, так и при загрузке в экструдер. Более того, при неправильном технологическом режиме работы экструдера возможно подгорание полиэтилена.
На рис. 4 показаны посторонние включения в полиэтиленовой изоляции при 100-кратном увеличении и обзоре в темнопольном микроскопе. Такие включения способствуют развитию триингов и пробою изоляции (рис. 5).
Еще одним видом дефектов является неполное расплавление гранул полиэтилена (рис. 6). На этой неоднородности будут накапливаться объемные заряды, которые повысят напряженность электрического поля и ускорит старение изоляции. Дефекты такого типа не возникают при правильном расчете режима работы экструдера, однако это представляет собой сложную математическую задачу [1].
Полиэтиленовая изоляция на токопроводящие жилы кабелей, которые применяются для питания электродвигателей погружных нефтенасосов, накладывается в два слоя. В случае нарушения технологии возможно загрязнение поверхности изоляции после наложения первого слоя (рис. 7). Кабель с таким дефектом быстро выходит из строя.
Во время эксплуатации кабеля в нефтяной скважине на него могут воздействовать механические напряжения. На рис. 8 стрелками показаны силы, которые воздействуют на центральную жилу. Эти силы обусловлены набуханием изоляции при проникновении в нее нефти (рис. 9), а ленточная броня сдерживает расширение кабеля.
На рис. 10 показан внешний вид изолированной жилы кабеля с трещиной.
Трещина растет от жилы к поверхности изоляции (рис. 11). Это обусловлено тем, что механические напряжения в изоляции у жилы больше, чем у поверхности за счет различных диаметров.
Длительный срок службы кабелей достигается за счет:
1) применения изоляционных материалов хорошего качества;
2) соблюдением технологии наложения изоляции на токопроводящую жилу;
3) правильной эксплуатацией (не допускать механических воздействий, не применять ток нагрузки выше допустимого, время действия тока короткого замыкания должно быть не больше расчетного).
Исследование изоляции под микроскопом позволяет выявить причины возникновения дефектов [2].
Литература
1. Ковригин Л.А., Труфанова Н.М. Автоматизированное управление процессом экструзии полимеров. Монография. — Екатеринбург: УрО РАН, 2002.
2. Шувалов М.Ю., Овсеенко В.Л., Колосков Д.В. Исследование надежности силовых кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена. — М.: «Кабели и провода», 2007, 5(306), с. 24 –34.
Читайте также: