Участники РМЭФ обсуждают методы оценки технического состояния высоковольтного оборудования

2 декабря в рамках Российского Международного энергетического форума состоялась онлайн-конференция «Современные технологии контроля и оценки технического состояния высоковольтного оборудования под напряжением». Журнал «Электроэнергия. Передача и распределение» представляет обзор этого мероприятия, организованного при поддержке Объединения энергетиков Северо-Запада, Академии электротехнических наук РФ, Института энергетики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Технического университета г. Будапешта.

Модератором конференции выступил, заведующий кафедрой «Диагностика и управление техническим состоянием энергетического оборудования» ФГАОУ ДПО «ПЭИПК» Алексей Таджибаев. Участникам встречи предстояло обсудить отечественный и мировой опыт обследования высоковольтного оборудования под напряжением и ознакомиться с технологиями повышения эффективности управления техническим состоянием.

Как рассказал в своем выступлении ректор Петербургского Энергетического института повышения квалификации Министерства энергетики РФ (ФГАОУ ДПО «ПЭИПК»), член редакционной коллегии журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение», профессор, д.т.н. Александр Назарычев, в настоящее время институтом разработана авторская Методика риск-ориентированного управления техническим состоянием электрооборудования. Она основана на расчетах технического ресурса, вероятности отказа и предельного срока эксплуатации электрооборудования с учетом использования интегральной оценки фактического состояния — индекса состояния (ИС).

Александр Николаевич также отметил, что появлению данной методики предшествовало принятие шести основных нормативно-правовых актов по управлению техническим состоянием оборудования объектов энергетики. Начиная с 2016 года, когда Правительство РФ приняло постановление № 1401 «О комплексном определении показателей технико-экономического состояния объектов электроэнергетики, в том числе показателей физического износа и энергетической эффективности объектов электросетевого хозяйства, и об осуществлении мониторинга таких показателей», было принято еще пять регламентирующих документов:

– Приказ Минэнерго РФ от 26.07.2017 г. № 676 «Об утверждении методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей»;

– Приказ Минэнерго РФ от 25.10.2017 г. № 1013 «Правила организации технического обслуживания и ремонтов объекта электроэнергетики»;

– Приказ Минэнерго РФ от 19.02.2019 г. № 123 «Об утверждении методических указаний по расчету вероятности отказа функционального узла и единицы основного технологического оборудования и оценки последствий такого отказа»;

– Приказ Минэнерго РФ от 17.03.2020 г. № 192 «О внесении изменений в методику оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей, утвержденную приказом Минэнерго России от 26 июля 2017 г. № 676»;

– Концепция обеспечения надежности в электроэнергетике.

Комментируя отдельные положения нормативно-правовой базы, в частности, принятый в Методике оценки технического состояния в качестве основного интегрального показателя индекс технического состояния (ИТС), Александр Назарычев отметил, что в основе расчетных оценок должен содержаться прежде всего контроль: «Без физических измерений и контроля диагностических параметров никакие расчетные оценки, в том числе ИТС и иные интегральные показатели не являются правильными. Мы всегда подчеркиваем: развивать управление и контроль без технического диагностирования не только неправильно, но и невозможно».

Возмущению тепловых полей высоковольтного оборудования и возможности их диагностики было посвящено выступление профессора Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, доктора технических наук Василия Титкова. В основе этих идей — анализ возможных дефектных событий, происходящих внутри аппарата, и качественного изменения температуры вдоль поверхности. Как пояснил спикер, измерение показателей тепловизионной диагностики в норме производится относительно окружающей среды, качественный же аспект влияния дефекта на распределение, например, разницы показателей в верхней или нижней части, чаще всего не учитывается. Василий Васильевич сделал акцент на том, что данные исследования позволяют выявить дефект в нестационарном режиме, поскольку в стационарном он часто остается незаметен. Он представил результаты научных исследований, проведенных на базе ограничителей напряжения (конкретно — на полимерном аппарате), демонстрирующих изменения, которые происходят в условно нормальном электрическом поле в зависимости от влияния внешних воздействий и наличии внутренних повреждений. Справедливость этой корреляции, отметил спикер, была доказана на примере специального лабораторного опыта с ОПН-27,5 Кв, проведенного с использованием графитового порошка в качестве аналога естественного загрязнителя. В результате опытов удалось подтвердить основной тезис теоретических исследований, касающийся повышения температуры в верхней части электрического поля и дальнейшего перераспределения ее в нижней части при наличии загрязнений и внешних повреждений.

В докладе Василия Титкова были также рассмотрены другие примеры возмущения теплового поля, используемые при диагностике в случае недоступности прямого наблюдения. Основной вывод, который делает спикер: неразрушающий контроль должен опираться не только на простую фиксацию температуры, но и на характер распределения температурного поля. Кроме того, отметил он, необходимо уделить должное значение нестационарным явлениям, незаслуженно обделенным вниманием, несмотря на то что они так или иначе возникают. Например, при синхронном пуске электродвигателя или отключении при коротких замыканиях. «Сегодня, когда мы можем говорить о наличии широкого инструментария для измерении температуры, эта информация должна быть использована для более качественной диагностики», — сказал Василий Титков.

В продолжение темы тепловизионного обследования почетный профессор ФГАОУ ДПО «ПЭИПК», кандидат технических наук Валерий Поляков рассказал об опыте, накопленном при обследовании высоковольтного оборудования. Второй доклад спикера на этой сессии был посвящен измерению характеристик изоляции под рабочим напряжением. Валерий Сергеевич отметил, что в рамках Положения Единой технической политики в электросетевом комплексе РФ среди множества методов диагностики под рабочим напряжением наиболее предпочтительным является внедрение автоматизированных методов контроля. На сегодняшний день эти технологии только находят свое применение в работе ПАО «ФСК ЕЭС». Он добавил, что «…тепловизионные методы позволяют полностью заменить диагностику с отключением практически для всех видов электросетевого оборудования, доступного для визуального осмотра. Применительно к силовым трансформаторам этот вид диагностики позволяет выявить только часть проблем, но он является обязательным для любого комплексного обследования, и незаменим в плане выявления дефектов, не обнаруживаемых никакими другими методами».

Выступление спикера касалось основных программных положений, разработанной институтом Методики инфракрасной диагностики, которая, в том числе, позволяет выявить наличие дефектов путем сравнения температуры аналогичных участков поверхности аппаратов, работающих в одинаковых условиях нагрева охлаждения. Главные выводы авторов: величина допустимого перегрева возрастает пропорционально сечению соединяемых шин; в диапазоне изменения рабочего тока величина допустимого перегрева также плавно возрастает; значение допустимого перегрева обратно пропорционально квадрату кратности тока. Эти закономерности доказывают необоснованность критериев, зафиксированных в ГОСТах и Нормах, так как единственно справедливой формой выражения критериев отбраковки является не цифровое выражение, а формулы или графики с учетом основных параметров, влияющих на величину допустимого превышения температуры. Это означает, что для каждого распределительного устройства должны быть разработаны свои критерии отбраковки. Валерий Поляков ознакомил коллег с нормами отбраковки контактных соединений, которые были выработаны его институтом на основе статистического подхода. Об объективности этих норм, подчеркнул он, свидетельствуют результаты многочисленных диагностических мероприятий, в результате проведения которых ни разу не были зафиксированы повреждения контактных соединений.

Кроме представленных выше докладов на конференции прозвучали выступления: ведущего специалиста отдела «Неразрушающий контроль» АО «ТЕККНОУ» Виктора Ярового («Раннее обнаружение дефектов энергоустановок методами ультразвукового контроля»), инженера ООО «Омикрон» Максима Кравченко («Современные технологии спектрального анализа технического состояния электрооборудования»), инженера лаборатории исследований и испытаний электрических аппаратов ПАО «Силовые машины» Ивана Ярина («Особенности тепловизионного обследования распределительных щитов до 1000 Вт») и других специалистов.