Дипломная работа: Современные методы диагностики тяговых трансформаторов железных дорог и построение экспертной системы для обработки результатов тепловизионной диагностики тяговых трансформаторов ВСЖД

1) диагностика изоляции;

2)диагностика контактных соединений;

3)диагностика силовых трансформаторов и реакторов;

4)диагностика высоковольтных выключателей.

1.2 Диагностика изоляции силового трансформатора

Изоляцию высоковольтного оборудования испытывают после изготовления и в эксплуатации. Основная задача приемо-сдаточных испытаний - определение соответствия изделия требованиям нормативно-технической документации. Испытания при капитальных и текущих ремонтах, а также в период между ремонтами проводятся с целью оценки состояния изоляции и выявления дефектов.

При испытаниях во время эксплуатации, проводимых с помощью передвижных установок, может быть получен ограниченный объем информации. Наиболее предпочтительны методы контроля оборудования под рабочим напряжениям без вывода его из эксплуатации, что обеспечивает повышение эффективности технического диагностирования. Контроль под напряжением можно автоматизировать, при этом применяют два варианта диагностирования раннюю диагностику и сигнализацию предельных состояний.

В эксплуатации происходит старение диэлектрика (постепенное ухудшение или полная потеря изоляционных свойств), которое вызывается процессами, связанными с химическими, тепловыми, механическими и электрическими воздействиями. Следует отмстить, что ни процессы действуют одновременно и могу быть взаимосвязанными.

К химическим процессам ухудшения изоляционных материалов относится окисление и реакции с агрессивными компонентами окружающей среды.

При нагреве вследствие внешних причин и диэлектрических потерь ухудшение свойств изоляции сопровождается распадом вещества, появлением хрупкости, снижением электрической прочности.

К основным явлениям старения относятся физические и химические изменения органических изоляционных материалов, вызванные частичными разрядами (ЧР).

Механические воздействия, вызывая нарушение целостности материала (разрывы, расслоения), также снижают электрическую прочность изоляционной конструкции.

Изоляционное масло является и теплоотводящей и изолирующей средой. При старении масло окисляется, что приводит к образованию органических кислот, растворимых в масле, и осадков. Увлажнение снижает электрическую прочность масла, термические воздействия приводят к крекингу.

Старение масла снижает надежность изоляционной конструкции, так как повышенная кислотность способствует старению твердой изоляции, а осаждение шлама увеличивает диэлектрические потери и ухудшает отвод тепла. Влага в масле, переходя в твердый диэлектрик, усиливает в нем процессы разрушения. Наличие в масле пузырьков газа способствует развитию ЧР.

В результате воздействия всех перечисленных факторов происходит изменение структуры диэлектриков, их свойств, появляются внутренние дефекты и продукты разложения.

Прямые методы определения интенсивности названных процессов, пригодные для эксплуатационных условий, отсутствуют. Применяются косвенные методы контроля, и для этого используются параметры изоляции, значении которых определяются процессами, происходящими и диэлектриках (поляризация, адсорбция, проводимость,). К таким параметрам относятся комплексная проводимость изоляции, диэлектрические потери, емкость, интенсивность ЧР. Для диагностирования используются также зависимости этих параметров от температуры, приложенного напряжения и времени.

В таблице 1 приведены воздействующие факторы и реакция изоляции на них. Для более полного диагностирования целесообразно использовать все возможные методы. Следует указать, что совпадение результатов, полученных разными методами, позволяет более уверенно идентифицировать дефект.

Браковочным критерием служит совокупность значений диагностических параметров и других признаков, достаточных для оценки состояния контролируемого объекта и классификации его дефектов. Конечной целью такой классификации является прогнозирование работоспособности оборудования.

За браковочный критерий принимается отклонение значений контролируемых параметров за установленные критерии. При этом необходимо учитывать, что одни и те же изменения параметра могут быть вызваны различными дефектами, при развитии которых опасность отказа объекта неодинакова.

Таблица 1 - Изменение характеристик изоляции в зависимости от воздействующих факторов

Воздействующие факторы	Изменяемые характеристики, процессы в изоляции
Увлажнение	Уменьшение сопротивления
	Увеличение емкости t
	Увеличение
	Повышение температуры
	Повышение давления (вводы)
	Снижение масла
	Изменение химического состава
	Частичные разряды
Загрязнение	Уменьшение сопротивления
	Увеличение
	Повышение температуры
	Снижение масла
	Изменение химического состава
	Частичные разряды
Перенапряжения	Пробой изоляции
	Межкатушечное и витковое замыкание
	Частичные разряды
Перегрев	Уменьшение сопротивления
	Увеличение
	Повышение давления (вводы)
	Изменение химического состава
	Частичные разряды
Продолжение таблицы 1
Длительное воздействие электрического поля и температуры	Пробой изоляции
	Межкатушечное и витковое замыкание
	Изменение химического состава
	Увеличение
	Частичные разряды
	Снижение масла
Короткое замыкание	Межкатушечное и витковое замыкание
	Смещение обмотки
	Частичные разряды

1.3 Трансформаторное масло - инструмент оценки состояния трансформатора

Трансформаторное масло представляет собой смесь достаточно сложных органических соединений различных классов. В процессе эксплуатации под воздействием таких факторов, как электрические и магнитные поля, влажность и температура как внутри, так и вне высоковольтного маслонаполненного электрооборудования, происходит разложение исходно содержащихся в трансформаторном масле органических соединений. Помимо того, в масло переходят продукты деструкции твердой изоляции и других конструкционных материалов.

Образующиеся продукты разложения в свою очередь могут вступать