Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Необходимо отметить, что при большем увеличении существенной разницы в фазовом и элементном распределении не обнаружено.

Рисунок 3.5 – Поверхность изломов изоляторов 1 и 2 в режиме отраженных электронов: а – изолятор 1; б – изолятор 2

На третьем этапе исследований изучали структуру поверхности глазури (рисунок 3.6). При увеличении 300 видно, что глазурь изолятора 1 более однородна (рисунок 3.6 а), хотя имеет ряд элементной или фазовой неоднородности локального характера. На глазурованной поверхности изолятора 2 имеются локальные включения относительно больших размеров, при этом неоднородности элементного или фазового составов значительно выше как на микролокальном уровне, так и в виде пятен (рисунок 4.6, б).

а	б

Рисунок 3.6 – Поверхность глазури изоляторов: а – изолятор 1; б – изолятор 2

Как следует из анализа приведенных изображений, локальные частицы материала глазури изолятора 2 слабо связаны с остальным материалом. Размытые границы фазовой или элементной неоднородности включений глазури изолятора 1 свидетельствуют о более высокой адгезии их к остальному материалу глазури.

Таким образом, наиболее существенные различия в структуре изолятора 1 и 2 заключаются в значительно большей пористости последнего. При этом глазурованное покрытие изолятора 2 содержит включения больших размеров, а структурная или фазовая неоднородность гораздо выше, чем изолятора 1. Данный факт, говорит о качестве глазури, о ее свойстве защищать пористое тело изолятора от климатических воздействий. При высокой неоднородности, малой адгезии, вероятно прямое попадание влаги на тело изолятора, что будет иметь решающее значение в осенний и весенний период.

При наличии влаги в порах или попадании ее в изолятор через слой глазури, при замерзании будет происходить постепенное, с каждым новым циклом оттаивания и замерзания, разрушение целостности структуры изолятора. Разрушение целостности структуры изолятора непременно приведет к ухудшению его механических и электрических характеристик, следовательно важно контролировать качество изготовления изоляторов.

3.1 Выводы по результатам проведенных испытаний

По результатам проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1) Массовые отказы изоляторов связаны с качеством изготовления;

2) Основным параметром, выявляющем дефектность изолятора, является повышенная пористость тела изолятора и его покрытия - глазури;

3) Найденный параметр (пористость), выявляющий дефектность изоляторов, пригоден для разработки метода неразрушающей диагностики стержневых изоляторов.

По проведенным механическим испытаниям можно заметить, что не все изоляторы соответствуют нормам ГОСТа и ТУ, по значениям разрушающей силы на разрыв. Так как изоляторы не соответствуют требованиям ГОСТа и ТУ, то можно заявить о наличие скрытого заводского дефекта.

Механических испытаний недостаточно для определения причин дефекта. Но с помощью анализа структуры глазури и тела изолятора под микроскопом, удалось выявить наличии пористости структуры. Размеры пор глазури в сотни раз превышают размеры молекулы воды, что является причиной попадания влаги в тело изолятора. И в осенне-весенний период перепада температур, когда влага замерзает и увеличивается в объеме на 10% что ведет к дальнейшему образованию трещин и последующему разрушению.

Можно смело заявить что пористость является параметром выявляющим дефектность изоляторов, поэтому следует проводить испытания по определению структурных дефектов методом ультразвуковой диагностики.

4 КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ИЗОЛЯТОРОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Процессы, протекающие в изоляции под воздействием различных эксплуатационных факторов, приводят к ухудшению свойств изоляции и дальнейшему разрушению. Контроль изоляции определяется оценкой состояния, проведением испытаний изоляции и принятием решения о дальнейшей его эксплуатации [9].

В большинстве энергосистем (80%) осмотры изоляторов проводятся с поверхности земли в дневное время суток с помощью оптических приборов. Биноклями, используемые бригадами обслуживающими воздушные линии электропередачи при осмотрах, можно наблюдать только существенные внешние повреждения, а не полную и объективную информацию о состоянии изоляторов.

В настоящее время для контроля механического состояния стержневых изоляторов контактной сети в условиях эксплуатации получило распространение большое число методов, значительно отличающихся по своей методической сущности и аппаратной реализации (см рис.4.1).

Рисунок 4.1. Методы контроля изоляции

* – не требующие отключения напряжения во время испытаний

4.1 Визуальный контроль

Визуальный контроль, как показывает опыт, позволяет при осмотре с земли (в том числе и под напряжением) выявить около половины наружных трещин изолятора, смонтированных на линиях электропередач и контактной сети. Эффективность такого контроля может быть повышена за счет сосредоточения внимания на изоляторах «группы риска», выделяемых по результатам обследования другими методами контроля, а также с учетом статистики отказов. Визуальный контроль изоляторов «группы риска» с целью выявления мелких трещин в фарфоре, необходимо производить при любой возможности и с особой тщательностью [5].

При проведении визуального контроля особое внимание следует уделять изоляторам, статистика отказов которых является неблагоприятной.

4.2 Ультразвуковая импульсная дефекто- и структурометрия

Ультразвуковая импульсная дефекто- и структурометрия изоляторов на монтаже и в эксплуатации. Разработка АООТ НИИ Электрокерамика, г. Санкт-Петербург [6]. Аппаратурное обеспечение ультразвукового неразрушающего контроля (УЗНК) изоляторов базируется на серийном дефектоскопе общего назначения УД2-12 с рядом специально разработанных приспособлений и датчиков.

Ультразвуковой неразрушающий контроль позволяет выявлять наиболее часто встречающиеся дефекты эксплуатационного и производственного происхождения в фарфоровых изоляторах, как смонтированных, (при отключенном напряжении), так и изъятых из эксплуатации [7].

Наиболее важным дефектом фарфоровых изоляторов, выявляемым с помощью ультразвуковой неразрушающий контроль, является открытая микроскопическая пористость (ОМИП) фарфорового тела изолятора - дефект, в настоящее время ответственный за основную часть разрушений изоляторов по вине заводского дефекта [8]. Открытая микроскопическая пористость имеет чисто производственное происхождение, ввиду чего ультразвуковая структурометрия должна проводиться на заводе-изготовителе изолятора.

Действующие стандарты на высоковольтный электрофарфор требуют полного отсутствия открытой микроскопической пористости по всему объему изолятора, однако в силу недостаточного объема контрольных проверок в процессе производства количество изделий с открытой микроскопической пористостью, поступающих в эксплуатацию, достаточно велико и составляет от 5 до 10 % к общему числу эксплуатируемых.

Ультразвуковой неразрушающий контроль изоляторов в условиях эксплуатации позволяет выявлять макроскопические дефекты «опасных» сечений и оконечностей производственного характера и дефекты, возникающие в эксплуатации на их основе из-за впитывания влаги в зоны открытой микроскопической пористости.

Браковочные критерии ультразвуковой неразрушающий контроль (особенно по дефекту открытой микроскопической пористости) устанавливаются для изоляторов данного «класса» (т.е. данного типа, периода выпуска и завода-изготовителя), с учетом особенностей технологии их производства и статистики отказов в эксплуатации.

Ультразвуковой неразрушающий контроль изоляторов в эксплуатации не рассчитан на выявление околоповерхностных макроскопических дефектов, а при ультразвуковом неразрушающем контроле изоляторов — на выявление дефектов стволовой части изоляторов (т.е. вне зоны «опасных» сечений и оконечностей); ультразвуковой неразрушающий контроль не рассчитан также на выявление усталостных дефектов в качественно изготовленных изоляторах.

4.3 Регистрация сигналов акустической эмиссии

Регистрация сигналов акустической эмиссии (АЭ) при силовом нагружении изолятора (прибор ПАК-ЗМ с универсальным нагружающим устройством УКИ-1, разработка аппаратуры и методики — АО ВНИИ Электроэнергетики, г. Москва). Описание акустико-эмиссионного контроля ОСИ приведено в работе [9].

Контроль изоляторов методом акустической эмиссии позволяет производить выявление опасных (растущих в процессе силового нагружения) дефектов фарфоровых изоляторов и покрышек, вне зависимости от места расположения дефектов) на монтаже и при ремонтах;

Существенной особенностью предлагаемого варианта АЭ-контроля является невысокий уровень потребного силового воздействия (не более 40% от величины минимальной разрушающей нагрузки, нормированной для данного типа изоляторов). Этого удалось добиться за счет использования оригинальной методики испытаний, основанной на регистрации нарушения так называемого «эффекта Кайзера» при повторном нагружении дефектного изолятора [10].

Метод акустической эмиссии позволяет выявлять в изоляторах усталостные повреждения. Имеется опыт отбраковки большого количества изоляторов методом акустической эмиссии, эксплуатировавшихся в условиях сильного обледенения проводов, причем направление «бракующего» силового воздействия коррелировало с направлением нагружения.

Метод акустической эмиссии целесообразно регулярно применять на изоляторах имеющих длительный срок эксплуатации, эксплуатируемых в тяжелых режимах, неблагоприятную статистику отказов. В любом случае следует производить регистрацию сигналов акустической эмиссии при любых механических испытаниях стержневых изоляторах и гидравлических испытаниях покрышек.

4.4 Метод фуксиновой пробы

Для установления и корректировки браковочных критериев по дефекту ОМИП используется метод фуксиновой пробы под давлением (ФПД), на образцах, отобранных из разрушенных изоляторов [8,9]. Метод фуксиновой пробы под давлением нормирован действующими стандартами на высоковольтный электрофарфор и необходим также для предъявления рекламаций изготовителям изоляторов с открытой микроскопической пористостью.

АООТ НИИЭК разработан переносной вариант установки для испытаний образцов фарфора методом фуксиновой пробы под давлением — цилиндр высокого давления, позволяющий в эксплуатационных условиях проводить испытания в полном соответствии с требованиями стандартов на высоковольтный электрофарфор (ГОСТ 5862, ГОСТ 9984, ГОСТ 26093). Рабочий объем камеры 500 мл, давление 150-250 атм, масса установки ЦВД-250-3 — 15 кг.

Помимо вышеперечисленных 4-х методов, подтвердивших свою эффективность на практике, следует обратить внимание на следующие методы:

4.5 Звуковые и низкочастотные ультразвуковые методы

К звуковым и низкочастотным ультразвуковым методам относятся: свободных колебаний, метод сквозного прозвучивания, вибрационный (резонансный). Данные методы принципиально позволяют выявлять лишь достаточно грубые дефекты, размер которых сравним с размером поперечного сечения изолятора [11]. Такие дефекты, как правило, «прорастают» на поверхность изолятора и могут быть выявлены визуально.

4.6 Сквозное прозвучивание на частотах 4-10 кГц

Сквозное прозвучивание на частотах 4-10 кГц реализовано в приборе ПАК-2 и его последующих модификациях («МЕТАКОН», «МЕТАКОН-ЭКСПРЕСС»), г. Томск. Акустический импульс возбуждают в контролируемом изоляторе с помощью фиксированного удара и после прохождения импульса через изолятор принимают датчиком с резонансной частотой около 150 кГц, т.е. прозвучивание ведется в нерезонансной области. Возникающая при ударе сферическая волна проходит через изолятор, принимается датчиком с предусилителем и передается на пиковый вольтметр, фиксирующий максимальную амплитуду принятого сигнала. В случае если на пути сферической волны окажется дефект достаточно большого размера, амплитуда принятого сигнала может измениться (или уменьшиться или возрасти) в зависимости от взаимного расположения датчика и точки ввода акустического импульса.

Приборы «МЕТАКОН» и «МЕТАКОН-ЭКСПРЕСС» отличаются от исходного прибора ПАК-2 лишь системой регистрации и обработки результатов испытаний при сохранении принципиальной схемы метода и системы браковочных критериев.

Характеристики

Список файлов ВКР