Технології Передачі та Тестування в Робочому Стані Вибігових Захисників для Надійної Роботи Електромережі

1. Огляд технології передавальних випробувань грозозахисних пристроїв

1.1 Необхідність передавальних випробувань

Передавальні випробування є важливим етапом для забезпечення продуктивності та безпечного функціонування грозозахисних пристроїв у системах живлення. Для систем живлення з напругою до 220 кВ, грозозахисні пристрої відіграють ключову роль у захисті електричного обладнання від пошкоджень, спричинених перевищеною напругою та відбиттями від блискавок. Проте, під час процесу від виходу пристрою з заводу до його фактичної експлуатації після монтажу, фактори середовища або помилки при транспортуванні, зберіганні та монтажу можуть вплинути на його продуктивність. За допомогою передавальних випробувань можна своєчасно виявити дефекти виробництва, пошкодження під час транспортування та проблеми з монтажем, забезпечуючи оптимальний стан пристрою перед його введенням в експлуатацію та уникненням ризиків аварій під час роботи, що забезпечує стабільність та надійність мережі.

1.2 Основні аспекти передавальних випробувань

Передавальні випробування зосереджуються на двох ключових аспектах:

• Електричне випробування: Перевіряє, чи відповідають електричні характеристики грозозахисного пристрою проектним вимогам у певних умовах, забезпечуючи його захисну функцію під час перевищеної напруги та відбиттів від блискавок. Фактичні випробування охоплюють такі пункти як дослідження постійного струму (який відображає вольт-амперні та нелінійні характеристики), випробування струму утечки, а також постійна напруга референсу, струм утечки при 0,75 разів від постійної напруги референсу, роботу лічильника розрядів, залишкову напругу, випробування на напругу основної частоти, та імпульсні випробування, що комплексно оцінюють електричну продуктивність.

• Випробування ізоляційного опору: Виявляє стан ізоляції грозозахисного пристрою, виявляючи приховані небезпеки, такі як пошкодження ізоляції та надмірний струм утечки під час роботи. Вимірюючи ізоляційний опір, визначається, чи відповідає ізоляційна продуктивність стандартам, запобігаючи проблемам системи, спричиненим несправностями ізоляції.

1.3 Стандарти та специфікації для передавальних випробувань

Передавальні випробування повинні строго дотримуватися внутрішніх та міжнародних стандартів та специфікацій, щоб забезпечити точність та надійність випробувань. Стандарти чітко визначають методи випробувань та технічні вимоги до електричних характеристик та адаптації до оточення грозозахисних пристроїв. Разом з реальними умовами системи живлення Китаю, вони деталізують вимоги до випробувального обладнання, середовища та процедур, забезпечуючи стандартизацію процесу випробувань та достовірність результатів. Під час випробувань слід використовувати обладнання та прилади, що відповідають вимогам точності, операторами яких є професіональні працівники, що діють відповідно до стандартних процедур. Одночасно слід звертати увагу на температуру, вологість та електромагнітні завади, щоб симулювати реальне середовище роботи та отримати точні дані.

2. Огляд технології випробувань під напругою

2.1 Значення випробувань під напругою

Випробування під напругою широко застосовуються в системах живлення, маючи переваги невтручання та реального часу моніторингу:

• Уникнення втрат через відключення електроенергії: Дослідження можна проводити без відключення електроенергії, забезпечуючи неперервність живлення та зменшення економічного та соціального впливу.

• Моніторинг стану в реальному часі: Динамічно виявляє ізоляцію, провідність та тепловий стан грозозахисних пристроїв без втручання у нормальне функціонування, своєчасно виявляючи потенційні аварійні загрози та сприяючи планованому обслуговуванню, що запобігає масовим відключенням електроенергії та пошкодженню обладнання.

• Керування протягом всього циклу життя: Виявляючи електричну продуктивність та стан ізоляції грозозахисних пристроїв, оцінюється їх стан здоров'я, забезпечуючи правильне функціонування під час відбиттів від блискавок та перевищеної напруги. Аналізуючи тестові дані, формулюються ціленаправлені стратегії обслуговування, що продовжують термін служби обладнання та зменшують ризики аварій, надаючи основу для обслуговування залежно від стану та передбіжчого обслуговування.

• Сприяння розвитку розумної мережі: Покращує надійність роботи електричного обладнання, забезпечує безпечне виробництво та економічні переваги енергетичних підприємств, сприяє інтелектуальному та сучасному управлінському оновленню систем живлення.

2.2 Технічні принципи випробувань під напругою

Технічний принцип випробувань під напругою базується на багатьох фізичних явищах, таких як електромагнетизм, термодинаміка та акустика. Вимірюючи та аналізуючи параметри, такі як електромагнітне поле, температурне поле та звукові хвилі обладнання в режимі під напругою, визначається стан роботи та стан здоров'я обладнання.

Звичайні методи випробувань під напругою включають:

• Інфрачервоне виявлення: Використовуючи інфрачервону термографію для виявлення розподілу температури поверхні та теплопередачі обладнання, виявляються аномальні області з високою температурою, що дозволяє діагностувати проблеми, такі як перегрів, погана контактність або старіння ізоляції обладнання.

• Ультразвукове виявлення: Захоплення ультразвукових сигналів, що генеруються всередині та на поверхні обладнання, для оцінки стану ізоляції обладнання.

• Виявлення імпульсної напруги: Вимірювання імпульсних сигналів напруги всередині обладнання для визначення місця та ступеня ізоляційних дефектів, одночасно аналізуючи характеристики, такі як інтенсивність сигналу, частота та форма напруги.

Основний принцип випробувань під напругою можна підсумувати як:

У формулі E(t) - це виявлений сигнал, A - амплітуда сигналу, φ - кутова частота, ω - фазовий кут, n(t) - шумовий сигнал.

2.3 Реалізація випробувань під напругою

При проведення випробувань під напругою, обладнання/прилади вибираються та конфігуруються залежно від типу та робочого середовища об'єкта випробування, підбираних відповідних датчиків та детекторів. Для випробувань грозозахисних пристроїв під напругою, зазвичай використовуються інфрачервоні термографи, ультразвукові детектори, детектори імпульсної напруги та випробувальники під напругою, що забезпечують високу чутливість/розширення для точного виявлення у складному електромагнітному середовищі.

Перед випробуванням: Калібрувати прилади, щоб забезпечити точність/стабільність вимірювань.
Під час випробування: Науково розташовувати датчики/кути, щоб повністю покрити ключові частини та зібрати точні дані, забезпечуючи надійність випробування. Персонал, що проводить випробування, повинен строго дотримуватися процедур, пріоритетною задачею є безпека, уникнення помилок/аварій через неправильні дії.

Після випробування: Глибоко аналізувати дані, підтверджувати/діагностувати аномальні сигнали, та приймати ціленаправлені заходи з обслуговування/ремонту, щоб точно визначити стан обладнання та приховані дефекти.

3. Аналіз випадків застосування технології

3.1 Випадок передавальних випробувань

Для передавальних випробувань грозозахисного пристрою 220 кВ, технічні працівники провели комплексні випробування (електрична продуктивність, ізоляційний опір тощо) новоустановлених пристроїв.

• Електричне випробування: Результати постійної напруги показали, що електричні характеристики відповідають стандартам (плавні вольт-амперні криві, без аномальних коливань).

• Випробування ізоляційного опору: Пристрої демонстрували добре ізоляцію (опір в рамках встановлених меж).

• Випробування імпульсної напруги: Високочутливий детектор підтвердив відсутність очевидних внутрішніх ізоляційних аномалій.

Під час випробувань на основну частоту/імпульсну напругу, пристрої витримали номінальні напруги та працювали нормально. Стабільна робота після встановлення підтвердила точність випробувань, забезпечуючи безпечне введення в експлуатацію. Технічні працівники оптимізували процеси на основі досвіду, покращуючи ефективність/точність.

3.2 Випадок випробувань під напругою

Під час випробувань під напругою на підстанції, технічні працівники провели інфрачервоне виявлення та випробування імпульсної напруги на робочих 220 кВ грозозахисних пристроях:

• Інфрачервоне виявлення: Термограф виявив аномальне підвищення температури на ~10 °C у верхній частині.

• Випробування імпульсної напруги: Додаткове виявлення показало сильніші імпульсні сигнали напруги в цій частині, що свідчить про ізоляційний дефект - підтверджено нижчим, ніж нормальний, ізоляційним опором.

Ціленаправлені ремонти повернули нормальну роботу. Це випробування своєчасно усунуло приховані небезпеки, надавши цінний досвід для майбутнього моніторингу/обслуговування обладнання.

3.3 Підсумок досвіду та рекомендації

При передавальних випробуваннях грозозахисних пристроїв, забезпечення того, що їхня електрична продуктивність та ізоляційний опір відповідають стандартам, є ключовою передумовою надійного введення обладнання в експлуатацію. Під час фактичної роботи слід приділити увагу калібруванню та обслуговуванню випробувального обладнання. Регулярне обслуговування забезпечує точність та стабільність вимірювань. Окрім того, слід посилювати аналіз та управління даними виявлення: створювати медичні записи обладнання та будувати моделі трендового аналізу для реального часу моніторингу стану обладнання та прогнозування аварій. Дані випробувань під напругою на певній підстанції деталізовано в таблиці 1.

З таблиці 1 видно, що стандартизовані випробування під напругою та своєчасне обслуговування є ефективними підходами до підвищення надійності роботи обладнання, забезпечуючи стабільну роботу системи живлення.

4. Висновок

Передавальні випробування та випробування під напругою грозозахисних пристроїв нижче класу 220 кВ є високо ефективними для забезпечення надійної роботи грозозахисних пристроїв. У майбутньому, з постійними інноваціями та розвитком технологій виявлення, рівень інтелектуального управління системою живлення буде подальше підвищений, що забезпечить більш надійну технічну гарантію для безпечного та стабільного функціонування мережі.