Способ контроля состояния токоведущей системы коммутационного аппарата Советский патент 1992 года по МПК H01H33/00 

Изобретение относится к области неэлектрических измерений электрических величин, а точнее к контролю состояния токоведущей системы коммутационных аппаратов под нагрузкой с помощью приборов, позволяющих измерять температуру дистанционно.

Одним из основных критерием надежности работы токоведущей системы коммутационного аппарата является тепловой режим его работы, так как при протекании через аппарат тока нагрузки (1Н) в сопротивлении его токоведущей системы (гка) выделяется энергия, мощность источника которой Р - 1н2 Гка. Предельную величину нагрева отдельных элементов токоведущей системы коммутационных аппаратов нормирует ГОСТ 8024-84, в том числе и наиболее нагреваемых контактных его соединений (гконтр) и всех других конструктивных элементов в зависимости от материала контактов, их покрытий и среды, в которую они помещены при протекании через них номинального тока аппарата (1Ном).

Величина сопротивления Гка токоведущей системы аппарата, получившая название переходное сопротивление , характеризует надежность аппарата и его отдельных элементов точно также, как и температура их нагрева.

Основными способами контроля надежности, применяемыми на практике, являются измерение температур нагрева элементов токоведущей системы аппарата с помощью термопар, либо измерение мостом постоянного тока переходного сопротивления токоведущей системы аппарата и отдельных его элементов, Первый способ контроля применяется преимущественно в специальных лабораториях заводов в процессе разработки коммутационных аппаратов и при подготовке к аттестации аппаратов. Второй способ измерения переходных сопротивлений мостами применяется при серийном выпуске аппаратов на заводах как завершающая стадия контроля состояния токоведущей системы коммутационных аппаратов и в процессе эксплуатации на предприятиях энергосистем. Эти способы являются аналогами предлагаемого авторами способа. Недостатком ихявляу

Ё

XI

00

XJ ю

ется высокая трудоемкость, т.к. требуется вывод аппарата из работы.

Наиболее близким по технической сущности к данному способу является применяемый в настоящее время в эксплуатации способ контроля открытых (доступных для визуального обзора) то ко в едущих систем аппаратов при помощи приборов инфракрасной техники (тепловизоры, пирометры). Сущность этого способа состоит в сравнении превышения температуры наиболее нагретой точки открытой токоведущей системы аппарата над температурой окружающей среды с нормированной величиной и установления наличия дефекта.

Преимущества прототипа перед аналогами в том, что контроль состояния открытых контактных соединений осуществляется в процессе эксплуатации под нагрузкой при высоком напряжении. Это преимущество позволяет в эксплуатации существенно повысить производительность работ и своевременно выявлять дефекты.

Недостатком прототипа является невозможность контроля состояния токоведу- щих систем коммутационных аппаратов, размещенных в оболочках и резервуарах (металлических, фарфоровых, эпоксидных и других).

Целью изобретения является расширение класса контролируемых аппаратов за счет обеспечения контроля к ммутацион- ных аппаратов с контактными системами, находящимися в оболочках.

Цель достигается путем определения превышения температуры нагрева наиболее нагретой точки на наружной поверхности оболочки аппарата над температурой окружающей среды, на которую принимают температуру основания аппарата и сравнение ее с нормированной величиной и установления дефекта.

Допустимость данного способа контроля состояния токоведущей системы коммутационного аппарата не вызывает сомнения потому, что единственным внутренним источником нагрева оболочки является энергия источника н , обусловленная протеканием тока нагрузки н через токове- дущую систему. Завод-изготовитель, нормируя предельную температуру ©пред нагрева элементов токоведущей системы и превышения температуры Д0Ном над температурой окружающей среды при номинальном токе, также имеет данные по превышению температур нагрева оболочек различных типов коммутационных аппаратов над температурой окружающей среды. Измерение температуры наружных поверхностей оболочек коммутационных аппаратов в наиболее характерных точках и у основания аппаратов не составляет труда и может быть выполнено под нагрузкой при

рабочем напряжении, например, тепловизором или пирометром.

Применение тепловизора для этих целей позволяет выбрать и установить наиболее характерные точки нагрева оболочек

различных типов коммутационных аппаратов.

В эксплуатации при отличие тока нагрузки 1Н от номинального тока IHOM измеренное превышение температуры оболочки

Д0изм приводится к превышению Д©изм.прив. при номинальном токе IHOM в соответствии с выражением

изм.прив.

изм

ном.2

/ ном.у,

(Г)

5

0

0

5

Если измеренное и приведенное превышение температуры оболочки аппарата А ©изм.прив. меньше или равно нормируемой величине А ©ном. токоведущая система аппарата исправна, а если превышает - требуется ремонт. Срочность вывода в ремонт устанавливается соотношение сопоставляемых величин.

По данным заводов-изготовителей коммутационный аппаратов нормируемое превышение ДЭном наиболее нагретой части оболочек, например, высоковольтных выключателей над температурой окружающей

5 среды равно:

А©ном 35°С - для баковых масляных и маломасляных выключателей на 110-220кВ;

А ©ном 35°С- для маломасляных выключателей на 10 кВ;

А©ном -40°С-для воздушных выключателей на 330-750 кВ.

Характерными точками для измерения температуры оболочек, например, высоковольтных выключателей являются: масляные баковые выключатели 110-220 кВ - адаптер для установки измерительных трансформаторов и высоковольтных вводов; малообъемные выключатели 110-220

0 кВ - адаптер для установки измерительных трансформаторов и высоковольтных вводов; малообъемные выключатели 110-220 кВ - верхний вывод и верхний металлический колпак; масляные выключатели 35 кВ 5 верхняя часть бака; фидерные малообъемные выключатели 6-10 кВ - корпуса камер; воздушные выключатели 330-750 кВ - стяжные кольца и металлические корпуса механизмов дугогасительных модулей;

воздушные выключатели колонкового типа 110-500 кВ - выводы и металлические колпаки.

Реализация предлагаемого способа в эксплуатации не представляет трудностей при наличии таких приборов инфракрасной техники как тепловизоры или пирометры. Особенно эффективно применение тепловизоров в вечернее время, когда отсутствует нагрев исследуемых объектов солнцем.

Методика своевременного выявления дефектов контактной системы выключателей под нагрузкой при рабочем напряжении согласно предлагаемого способа предельно проста. Рассмотрим для примера контроль масляного бакового выключателя 110 кВ. Сначала производится измерение температуры бака выключателя ( Эбак), затем измеряется температура фундаментной плиты ( вЬкр.). имеющая температуру окружающей среды.

Далее определяется превышение температуры бака над температурой окружающей среды:

изм ;-0

окр.

По величине тока нагрузки Тн, регулируемых приборами на щите управления электрооборудованием распределительных устройств подстанций, определяется

изм.прив.

Л 1Л I ном 2 А Уизм. ( -I-}

н

Если,

изм.прив

Л WHOM. - ремонт, ном. - удовлетворительное состояние, и ремонт выключателю не требуется.

изм.прив

Формула изобретения

Способ контроля состояния токоведу- щей системы коммутационного аппарата, находящегося под напряжением, путем сравнения превышения температуры наиболее нагретой открытой точки аппарата над температурой окружающей среды с нормированной величиной и установление наличия дефекта, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых аппаратов за счет обеспечения исследования аппаратов с контактной системой находящейся в оболочке, замер температуры производят наиболее нагретой точки на наружной поверхности аппарата, а за температуру окружающей среды принимают температуру основания аппарата.

Использование: в коммутационной аппаратуре. Сущность: контроль состояния то- коведущей системы коммутационного аппарата осуществляют путем замера температуры нагретой точки на наружной поверхности аппарата, а за температуру окружающей среды принимают температуру основания аппарата, и по допустимой разнице температур судят о состоянии.