Рис. 5. Дефектоскопы: а – камера «DayCor» , 2004 г. (снаряженная масса ~7 кг); б – камера «CoroCAM 504», 2011 г. (масса 2,3 кг); в – камера «CoroCAM 6D», 2014 г. (масса 1,9 кг); г – прибор MultiCАM («CoroCAM8»), работающий в трех спектрах (ИК + УФ + Видео), 2015 г.

Автор: М.А. Вихров (ООО «ПАНАТЕСТ»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №12/2015

Проблема оценки технического состояния и надежности опорно-стрежневой и подвесной изоляции актуальна и востребована практикой, что подтверждается ежедневным опытом и статистикой эксплуатации различных типов изоляторов как на энергетических предприятиях, так и на объектах железных дорог.

В настоящее время существуют различные виды технической диагностики изоляторов: контактные (измерение напряжения по изоляторам измерительной штангой) и бесконтактные дистанционные (акустический, ультрафиолетовый – УФ, тепловой – ИК). УФ и ИК методы, в отличие от акустического метода, позволяют не только определить направление поиска дефекта, но так же точно визуализировать его место и количественно измерить интенсивность излучения в УФ, либо ИК спектре для оценки степени опасности выявленного дефекта.

Впервые тепловой метод неразрушающего контроля был включен в РД 34.45-51.300–97 [1] в 1997 г. В этой редакции РД (см. п. 30.6.4, стр. 177) был также рекомендован контроль изоляторов с использованием тепловизоров и электронно-оптического дефектоскопа «ФИЛИН». Однако в редакции РД с изменениями и дополнениями [2] пункт 30.6.4 был исключен. Пункт 30.6.3 изложен в редакции, не предусматривающей испытания стеклянных подвесных изоляторов воздушных линий, изоляторов всех типов для подвески грозозащитного троса и полимерных изоляторов. Предлагается осуществлять контроль внешним осмотром.

Однако внешний осмотр изоляции не всегда может предотвратить аварию, поскольку процесс разрушения изоляционных свойств имеет временной интервал.

Рис. 1. Развитие процесса перекрытия полимерного изолятора
Рис. 1. Развитие процесса перекрытия полимерного изолятора

В качестве примера на рис. 1 приведен процесс перекрытия полимерного изолятора, где развитие аварии фиксируется изначально в ультрафиолетом спектре, затем в ИК (тепловом) и только заключительная часть (пробой) видна невооруженным глазом.

Тепловой контроль также способен выявлять дефекты изоляторов, однако необходимо принимать во внимание условия окружающей среды, при которых осуществляется диагностика. Так, в сухую погоду тепловизор может не выявить дефект изолятора, поскольку только при повышенной влажности возникают условия (повышенный ток утечки), изменяющий тепловое состояние объекта, которое и фиксируется прибором.

Рис. 2. Дефект керамического изолятора, выявленный с помощью тепловизора (а) и ультрафиолетового дефектоскопа в лабораторных условиях (б)
Рис. 2. Дефект керамического изолятора, выявленный с помощью тепловизора (а) и ультрафиолетового дефектоскопа в лабораторных условиях (б)

На рис. 2 приведен классический пример дефекта керамического изолятора (продольная трещина), зафиксированный с использованием тепловизора и ультрафиолетового дефектоскопа (испытания в высоковольтной лаборатории).

Было бы неправильно говорить о преимуществах теплового метода контроля перед ультрафиолетовым или наоборот, поскольку объективную картину технического состояния можно получить только по результатам комплексного контроля в обоих спектрах (УФ + ИК).

Достоверность результатов диагностики изоляторов, подтверждена многолетним опытом применения УФ дефектоскопов в ОАО «РЖД» России. Например, по результатам эксплуатационных испытаний ультрафиолетовых камер, проведенных в 2005–2006 гг. в ОАО «РЖД» достоверность результатов составила 96%. Дефектные изоляторы, выявленные УФ-камерой при объезде (камера установлена на вагоне испытаний контактной сети) и при работе с камерой в пешем порядке (обход – камера в руках оператора), проверяли измерительной штангой.

Рис. 3. Результаты эксплуатационных испытаний УФ-камер
Рис. 3. Результаты эксплуатационных испытаний УФ-камер

На рис. 3 показаны результаты этих испытаний [3]. В настоящее время все электрифицированные (27,5 кВ переменного тока) железные дороги России используют в составе вагонов-лабораторий контактной сети ультрафиолетовые камеры для диагностики подвесной изоляции контактной сети и тепловизоры для оценки теплового состояния контактных соединений. По данным Дорожной электротехнической лаборатории Горьковской дороги с 2007 по 2011 гг. число перекрытий изоляции контактной сети было снижено примерно в 2 – 2,5 раза [4] (рис. 4). Так как после выявления дефектов изоляцию заменяли, число обнаруженных неисправных изоляторов постоянно снижалось.

Рис. 4 Динамика повреждаемости изоляторов контактной сети железной дороги
Рис. 4 Динамика повреждаемости изоляторов контактной сети железной дороги

Анализ повреждаемости по видам и типам изоляторов показал, что основная часть повреждений приходится на подвесную фарфоровую (более 50%) и подвесную стеклянную (20–25%) изоляцию.

Рис. 5. Дефектоскопы: а – камера «DayCor» , 2004 г. (снаряженная масса ~7 кг); б – камера «CoroCAM 504», 2011 г. (масса 2,3 кг); в – камера «CoroCAM 6D», 2014 г. (масса 1,9 кг); г – прибор MultiCАM («CoroCAM8»), работающий в трех спектрах (ИК + УФ + Видео), 2015 г.
Рис. 5. Дефектоскопы: а – камера «DayCor» , 2004 г. (снаряженная масса ~7 кг); б – камера «CoroCAM 504», 2011 г. (масса 2,3 кг); в – камера «CoroCAM 6D», 2014 г. (масса 1,9 кг); г – прибор MultiCАM («CoroCAM8»), работающий в трех спектрах (ИК + УФ + Видео), 2015 г.

За последние годы на мировом рынке приборов неразрушающего контроля появились новейшие мобильные двухи трехспектральные дефектоскопы «CoroCAM» и «MultiCAM» производства компании CSIR-UVIRCO (ЮАР). Их основное отличие от камер более раннего поколения типа «DayCor» производства компании OFI L (Израиль) заключается в повышенной чувствительности, увеличенных углах поля зрения, наличии современных цифровых интерфейсов. Малая масса и эргономичность приборов «CoroCAM» и «MultiCAM», позволяет оператору комфортно работать в течение рабочего дня.

Мировой производитель CSIR-UVIRCO (ЮАР) предлагает приборы, работающие не только в ультрафиолетовом спектре, но и прибор MultiCАM («CoroCAM8»), работающий в трех спектрах (ИК+УФ+Видео).

Ультрафиолетовые дефектоскопы «CoroCAM» и «Multi-CAM» внесены в реестр средств измерений РФ. Многолетний опыт применения тепловизоров и ультрафиолетовых дефектоскопов, накопленный специалистами ООО «ПАНАТЕСТ», показал их высокую эффективность для контроля электрооборудования, воздушных линий электропередач [5], при диагностике вращающихся машин (генераторы, электродвигатели).

Список литературы

  1. РД 34.45-51.300–97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. 6-е изд. М.: ЭНАС, 1998.
  2. РД 34.45-51.300–97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. 6-е изд., с изменениями и дополнениями по состоянию на 01.03.2001. М.: Изд. НЦЭНАС, 2003 г.
  3. Хазанов В.В., Мизинцев А.В., Плотников Ю.И., Федоришин Ю.М., Грачев В.Ф., Демидов С.В. Мобильная система диагностики изоляторов контактной сети по ультрафиолетовому излучению//Железные Дороги Мира. 2006. №9.
  4. Лосев В.Г., Железнов Ф.Д., Плотников Ю.И., Федоришин Ю.М., Шевяков С.М., Демидов С.В. Система диагностики изоляции контактной сети по ультрафиолетовому излучению//ЛОКОМОТИВ. 2012. №9.
  5. Ильина Е.В., Растегняев Д.Ю. Опыт применения приборов ультрафиолетового контроля в электросетевой компании (на примере ОАО «МОЭСК»)//ЭНЕРГОЭКСПЕРТ. 2014. №4.