В предыдущей статье мы тестировали акустическую камеру FLIR Si124 на открытых объектах — подстанции 220 кВ и воздушных линиях 220–500 кВ. Там задача была понятной: источник короны на виду, расстояние большое, результаты двух методов совпали полностью. Следующий объект оказался сложнее.
Сотрудники лаборатории неразрушающего контроля «ЭНЕРГОСКАН» обследовали кабельные муфты 6 кВ в крупной сетевой организации Екатеринбурга. Одновременно с акустической камерой применялся тепловизор FLIR T540 — чтобы подтвердить обнаруженные дефекты и понять, где у каждого метода заканчиваются возможности.
Кабельные муфты выходят из строя по двум основным причинам: старение и усыхание компаунда со временем создают микрозазоры в изоляции, а также ошибки при монтаже — неправильная разделка, нарушение диэлектрических промежутков — всё это приводит к частичным разрядам в муфтах. Оба процесса развиваются незаметно: нет видимых признаков снаружи, нет предупреждений — и аварийное отключение кабельной линии происходит внезапно.
Пробой муфты — это всегда внеплановое отключение, аварийный ремонт и перерыв в электроснабжении. Для сетевой организации: прямые финансовые потери и репутационный ущерб. Выявить дефект на ранней стадии — значит перевести аварийный ремонт в плановый.
Что увидела акустическая камера в закрытом помещении
На открытой ошиновке камера работает на расстоянии десятков метров: звук от разряда свободно распространяется в воздухе. В закрытом помещении картина другая — ультразвук отражается от стен и конструкций, создавая на снимке группу вторичных откликов рядом с основным источником. Алгоритм бимформинга выделяет источник по максимуму интенсивности, однако специалист должен понимать, что видит.
Прикладное ПО камеры строит паттерн акустических событий во времени, классифицирует тип разряда по шаблону PRPD и присваивает уровень опасности. По каждой муфте фиксировались: тип разряда, уровень звука в дБ и осциллограмма сигнала.
Муфта № 1
На акустическом снимке — источник звука в центральной части муфты. Рядом характерные звуковые отражения от конструкций помещения: это типичная картина для закрытого распределительного устройства.
Результаты обработки акустического изображения в прикладном ПО камеры FLIR Si124:
ПО определило тип разряда как поверхностный или внутренний. Ниже — акустический паттерн разряда и осциллограмма звукового сигнала:
ПО камеры присвоило высокую степень опасности дефекта. Разряд умеренной интенсивности на данном этапе — без вмешательства со временем приведёт к полному разрушению изоляции.
Рекомендация: визуальный осмотр, очистка загрязнённых поверхностей, ремонт или замена повреждённых компонентов.
Тепловизор FLIR T540 подтвердил локализацию: на термограмме отчётливо видна зона нагрева именно в той части муфты, где акустическая камера зафиксировала источник разряда.
Муфта № 2
Кабельная муфта на том же участке. Акустическая картина схожа: источник звука в центральной части, тип разряда — поверхностный или внутренний. Уровень звука ниже: 30,5 dB против 36,5 dB у первой муфты. Это соответствует менее интенсивному разряду на момент обследования.
Результаты обработки в ПО камеры:
Несмотря на меньшую интенсивность, ПО также присвоило высокий уровень опасности — это определяется характером паттерна разряда, а не только его амплитудой. Тепловизионный снимок подтвердил наличие дефекта в той же зоне.
Что тепловизор нашёл там, где акустика молчала
Помимо двух муфт, в ходе обследования был обнаружен ещё один дефект — нагрев болтового контактного соединения плавкой вставки 6 кВ. На термограмме хорошо видна зона перегрева в месте контакта.
На этом объекте акустическая камера не применима: нагрев контактного соединения — это резистивный процесс (I²R), он не сопровождается разрядной активностью и не генерирует ультразвук. Тепловизор выявил его там, где акустический метод принципиально ничего не покажет.
Два метода выявляют разные физические процессы: акустика — электрические разряды в изоляции, тепловизор — нагрев от протекания тока через повышенное сопротивление. Один не заменяет другой. В рамках описанного опыта они дополняют картину.
Что показало обследование и где граница каждого метода
По итогам обследования двух муфт и контактного узла плавкой вставки сложилась следующая картина применимости методов:
Итог двух статей: где акустический метод работает и где его предел
В первой части цикла FLIR Si124 показала 100% совпадение с ультрафиолетовым методом на открытых объектах 220–500 кВ — дальность обнаружения до 120 метров для интенсивных разрядов, стабильная работа при –20°С. Во второй части — уверенное выявление частичных разрядов в кабельных муфтах с автоматической классификацией типа и оценкой степени опасности.
Граница метода обозначена чётко: дефекты без разрядной составляющей — нагревы контактных соединений — акустика не обнаруживает. Это не слабость конкретной камеры, а физическое ограничение всего класса ультразвуковых инструментов.
Акустический метод в паре с тепловизионным перекрывает широкий спектр дефектов электрооборудования: от коронных разрядов на ВЛ до деградации изоляции кабельных муфт и перегрева контактных узлов. Каждый метод рекомендуется применять в спектре своих возможностей.
Диагностическое обследование лабораторией неразрушающего контроля «ЭНЕРГОСКАН» проводятся с применением ультрафиолетового, акустического и тепловизионного методов в комплексе. Подробнее об услугах лаборатории - на сайте energoskan.ru