Диагностические испытания и режим периодического контроля.
Измерение плотности и влажности элегаза. ЧР (электрическими и акустическими методами), диэлектрической прочности и полного химического анализа элегаза, определение сопротивления главного токоведущего контура, скоростей подвижных
частей выключателей, контроль функционирования аппаратуры управления и вспомогательных устройств.
Режим непрерывного мониторинга.
Контроль электрической нагрузки, плотности элегаза, ЧР (электрическими и акустическими методами) вибраций для определения пройденного пути и скоростей подвижных контактов, внутренних дуговых замыканий и их места (оптическими и акустическими методами), числа операций, времени коммутации выключателя и разъединителя, тока утечки ограничителя перенапряжений, повышения температуры наведенными на оболочку токами, перегрева наружных частей с помощью тепловизора.
Некоторые фирмы в процессе исследований и разработки КА контролируют параметры дугового столба, газодинамические процессы, проводят измерения гамма-излучения, спектрографирование, рентгеноскопию, используют оптоволоконную технику для передачи информации об измеряемых параметрах и др.
Дугогасящие устройства.
Для современных элегазовых авто компрессионных выключателей (в дальнейшем - элегазовые выключатели) электрическая износоустойчивость ДУ, кажется, не является критичной, несмотря на его функциональную важность. Тем не менее продолжаются исследования и испытания по многократному отключению токов КЗ. Можно полагать, что только отключение больших токов КЗ оказывает существенное влияние на износ дугогасительных контактов и сопл. Следовательно, вряд ли целесообразно проводить диагностику по суммированию значений малых отключаемых токов и автоматического суммирования значений больших токов, так как число их отключений мало и значения токов можно оценить другим путем (расчет, побочный результат различных испытаний и др.).
Для воздушных и масляных выключателей оценка состояния с использованием суммы отключенных токов является более важной, так как суммарное значение отключенных токов, после которого надо производить техническое обслуживание, существенно меньше, чем у современных элегазовых выключателей.
Число отказов и неисправностей в главном токоведущем контуре незначительно (причина «отказывает проводить ток»). Тем не менее в условиях эксплуатации для контроля за его состоянием применяются анализ элегаза, измерение акустических колебаний, датчики температуры (в баковых выключателях), тепловизоры.
Электрическая изоляция.
Для контроля качества электрической изоляции рекомендуются диагностические испытания, такие, как определение наличия влаги в масле, воздухе, элегазе^ напряжения пробоя в масле, тангенса угла потерь изоляции вводов и ЧР для элегазовых выключателей в металлической оболочке.
Качество заполняемого элегаза соответствует требованиям безотказной работы выключателей. Однако оно может ухудшиться при наличии протечек, способствующих возникновению увлажнения элегаза или при отключениях выключателей, имеющих недостатки по предотвращению влагообразования. В этих случаях настоятельно рекомендуется определять содержание влаги.
Количество элегаза определяется с помощью контроля его плотности.
Число отказов из-за пробоев изоляции мало. Однако влияние таких отказов велико, особенно когда выключатель встраивается в КРУЭ. Отказы вызываются ЧР, возникающими из-за пустот в литой изоляции, металлических посторонних частиц или выступов на проводниках. Частичные разряды могут регистрироваться по акустическому излучению, по разложению элегаза, по световому излучению, повышению потенциала, пульсации электрического поля и электромагнитным колебаниям.
Измерение ЧР бывает полезным и при вводе выключателей в эксплуатацию. Как показывает зарубежный опыт, проведение высоковольтных испытаний напряжением промышленной частоты со значением, немного превышающим номинальное, и измерение ЧР дают лучший результат, чем испытания напряжением промышленной частоты больших значений.
Малая интенсивность отказов баковых выключателей и выключателей в КРУЭ не подтверждает необходимости применения сложной диагностической аппаратуры для регистрации ЧР. Но это бывает необходимо для диагностики других устройств в КРУЭ.
Важным для КРУЭ является диагностика и локализация внутренних дуговых КЗ. Они сопровождаются мощной ударной волной, повышением давления элегаза, световым излучением, импульсами тока в заземляющих цепях, разогревом элегаза и оболочки, ее вибрациями, прохождением волны повышенного потенциала по оболочкам.
Управляющий механизм.
Для определения состояния выключателей важно знать число операций, поэтому все выключатели зарубежных фирм снабжены счетчиками числа механических операций.
Еще одним параметром является время срабатывания при коммутациях, особенно в первой операции отключения после длительного перерыва в работе. Измерение времени срабатывания обязательно входит в число диагностических испытаний. Очень редко контролируются силы в подвижных частях и демпфирующее действие механизма. Для измерения времени срабатывания применяются приборы, подключаемые к вспомогательным контактам, оптические датчики, регистраторы хода потенциометрического типа, метод кодированных полос и др.
В третью группу параметров для диагностики входят уровни жидкости и давления масла, азота и воздуха в приводных устройствах Большинство энергокомпаний осуществляет контроль уровня давления, а уровень масла и протечки контролируют во время осмотров. Некоторые контролируют запасенную энергию и изменение давления в приводах во время диагностических испытаний. Однако информации по изменению динамических характеристик управляющего механизма и их влиянию на возникновение отказов и неисправностей мало. Это затрудняет точное предсказание появления механических отказов и неисправностей.
В четвертую группу измеряемых параметров входит число операций насосов, компрессоров и двигателей и продолжительность их работы. Эти параметры могут определяться при осмотрах (счетчики, часы), при диагностических испытаниях (время остановки и включенного состояния) или при мониторинге (реле времени). В некоторых случаях дополнительно измеряют ток двигателя и токи во включающих и отключающих катушках.
Рекомендуется при малом числе операций выключателя контролировать его правильную работу и состояние электрических цепей путем периодических (не реже 1 раза в год) коммутаций без тока.
Аппаратура электрического управления и вспомогательные цепи.
В большинстве энергокомпаний осуществляется мониторинг таких устройств, как катушки управления, включения электрических цепей и отключения выключателей, цепи блокировок, вспомогательных контактов и др.
Некоторые специалисты видят будущее систем управления в применении логических схем с микропроцессорами. С точки зрения повышения надежности выключателей предпочтительны альтернативные решения: максимальное упрощение цепей управления и тщательная переоценка функций блокирования и использования автоматического коммутирования с регистрацией разброса времени срабатывания полюсов, а также повышение надежности аппаратуры, устанавливаемой в цепях управления вспомогательных целей.
Уплотнения систем, содержащих элегаз.
Качество уплотнений контролируется измерением плотности элегаза в этих системах. Некоторые предлагают контролировать содержание влаги и воздуха как параметры, определяющие качество уплотнений. Однако имеется очень мало предложений по улучшению самих уплотнений в газосодержащих системах. Рекомендуется поддерживать усилия фирм по улучшению качества уплотнений всей газовой системы включая монитор.
В настоящее время большинство энергокомпаний удовлетворено применением простых, но хорошо зарекомендовавших себя диагностической аппаратуры и мониторов, которые имеют дело со статическими величинами.
В целом практика применения диагностической техники в выключателях и КРУЭ такова, что каждая фирма и энергокомпания решает эту проблему с учетом достигнутой надежности выключателей, конкретных эксплуатационных условий работы и экономической целесообразности.
